Внешний вид мастик

Контроль внешнего вида — это первый и важный визуальный этап оценки качества кровельных и гидроизоляционных мастик. Он позволяет выявить наличие нежелательных посторонних включений, которые могут негативно сказаться на однородности, адгезии и долговечности покрытия.
Испытание проводится путем нанесения тонкого слоя мастики на подложку (например, картон, стекло или металл) и последующего визуального осмотра невооруженным взглядом. Мастика наносится либо окунанием подложки в разогретый материал, либо наплавлением холодной мастики.
Мастика считается соответствующей требованиям, если количество видимых включений на её поверхности не превышает норм, установленных в технической документации на конкретный вид продукта. Этот метод обеспечивает быструю и надежную первичную оценку качества материала перед проведением более сложных лабораторных испытаний.

Условная прочность, условное напряжение и относительное удлинение

Этот комплекс испытаний является ключевым для оценки механических свойств мастик. Он позволяет определить, как материал ведет себя под действием растягивающей нагрузки, что напрямую влияет на его способность выдерживать деформации, температурные колебания и другие эксплуатационные нагрузки без разрушения.
Суть метода: Испытание проводят на специально подготовленных образцах-лопатках, которые вырубаются из пленки мастики. Образец закрепляют в захватах разрывной машины и растягивают с постоянной скоростью до момента его разрыва. В процессе испытания фиксируются прилагаемое усилие и изменение длины образца.

Определяемые показатели:

  • Условная прочность — это напряжение, вычисленное исходя из первоначальной площади поперечного сечения образца, при котором происходит его разрыв. Этот показатель характеризует предельную нагрузку, которую может выдержать материал.
  • Условное напряжение — максимальное напряжение, которое выдерживает образец до момента разрушения. Для некоторых материалов это значение может совпадать с условной прочностью.
  • Относительное удлинение — это процентное увеличение длины рабочего участка образца в момент разрыва. Он характеризует эластичность и способность материала к деформации.
Полученные данные позволяют судить о прочностных и деформационных характеристиках мастики, что критически важно для прогнозирования ее поведения в реальных конструкциях, таких как кровельные ковры или гидроизоляционные мембраны.

Прочность сцепления с основанием

Прочность сцепления (адгезии) мастики с основанием — один из важнейших показателей, определяющий надежность и долговечность создаваемого покрытия. Низкая адгезия может привести к отслоению, образованию пузырей и, как следствие, к потере гидроизоляционных свойств. В нашей лаборатории это свойство оценивается двумя основными методами.

Метод А (Прямой отрыв)

Данный метод предназначен для определения усилия, необходимого для прямого отрыва мастичного покрытия от подложки.
  • Суть метода: На подготовленную подложку (например, плитку из бетона или металл) наносится мастичное покрытие в соответствии с технологией. После его формирования к поверхности мастики прочно приклеивается металлический отрывной элемент. Специальное приспособление закрепляется в разрывной машине, которая создает вертикальное усилие на отрыв.
  • Что измеряется: Фиксируется максимальное усилие, при котором происходит разрушение — либо по самому мастичному слою (когезионное разрушение), либо по границе его контакта с подложкой (адгезионное разрушение). Прочность сцепления вычисляется как отношение этого усилия к площади склеивания.

Метод Б (Отрыв при растяжении склеенных образцов)

Этот метод чаще применяется для оценки адгезии к конкретным материалам, таким как бетон, в условиях, имитирующих растягивающее напряжение в конструкции.
  • Суть метода: Две бетонные плитки склеиваются между собой слоем мастики в крестообразном соединении, образуя стандартную площадь контакта. Полученный образец растягивается в разрывной машине до разрушения соединения.
  • Что измеряется: Аналогично методу А, определяется максимальное усилие растяжения, предшествовавшее разрыву, и рассчитывается прочность сцепления.
Значение испытаний: Оба метода позволяют количественно оценить, насколько прочно мастика связывается с основанием. Это позволяет подбирать оптимальные материалы для конкретных типов поверхностей и условий эксплуатации, обеспечивая тем самым высокую надежность гидроизоляционных и кровельных работ. Выбор метода зависит от типа мастики и требований нормативной документации.

Прочность сцепления между слоями

Для многослойных гидроизоляционных и кровельных систем критически важна не только адгезия к основанию, но и прочная связь между отдельными слоями самого покрытия. От этого напрямую зависит монолитность и долговечность конструкции, ее способность противостоять расслоению под воздействием внешних факторов. Испытание на прочность сцепления между слоями позволяет точно оценить это ключевое свойство.
Суть метода: Метод моделирует условия, при которых происходит отрыв одного слоя материала от другого. В зависимости от задачи, испытания могут проводиться для оценки связи:
  • «рулонный материал – рулонный материал»;
  • «рулонный материал – бетонное основание».

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образцов: Для придания жесткости квадраты рулонного материала наклеиваются на бетонные плитки. На подготовленные поверхности наносится испытуемая мастика.
  2. Формирование соединения: Два таких элемента складываются друг с другом крестообразно, чтобы площадь их склеивания была строго определенного размера. Соединение фиксируется под определенным давлением с помощью груза для обеспечения равномерного контакта.
  3. Проведение испытания: Образец закрепляется в захватах разрывной машины, которая плавно растягивает его до момента расслоения. Фиксируется максимальное усилие, предшествовавшее разрушению.
Обработка результатов: Прочность сцепления между слоями вычисляется как отношение зафиксированного усилия отрыва к стандартной площади склеивания. Это дает четкое количественное значение в мегапаскалях (МПа), характеризующее надежность связи в многослойной системе.
Проведение данного испытания позволяет гарантировать, что при устройстве кровли или гидроизоляции будет создано прочное, монолитное покрытие, устойчивое к расслоению в процессе всей эксплуатации.

Прочность на сдвиг клеевого соединения

В реальных условиях эксплуатации кровельные и гидроизоляционные покрытия часто подвергаются не только нагрузкам на отрыв, но и сдвиговым нагрузкам, которые стремятся сдвинуть слои материала друг относительно друга. Испытание на сдвиг клеевого соединения позволяет оценить способность мастики противостоять именно таким воздействиям, что критически важно для надежности нахлесточных соединений рулонных материалов и участков с повышенными механическими напряжениями.
Суть метода: Метод определяет сопротивление мастичного слоя сдвигу при растяжении стандартного образца, состоящего из двух полосок рулонного материала, склеенных между собой внахлест.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Две полоски рулонного материала (их размеры варьируются в зависимости от типа материала: битумного, полимерного и т.д.) склеиваются испытуемой мастикой на строго определенной длине нахлеста.
  2. Выдержка и крепление: Образец выдерживается в заданных условиях для полного формирования клеевого соединения. После этого он закрепляется в захватах разрывной машины таким образом, чтобы продольные оси образца и захватов совпадали, обеспечивая равномерное распределение нагрузки.
  3. Проведение испытания: Машина приводится в действие, и подвижный захват начинает движение с постоянной скоростью (которая также зависит от типа склеиваемого материала), создавая нагрузку, направленную на сдвиг одного материала относительно другого. Фиксируется максимальное усилие, при котором происходит разрушение соединения.
Обработка результатов: Прочность на сдвиг вычисляется как отношение максимального усилия сдвига к ширине склеенной полоски. Результат выражается в Ньютонах на метр (Н/м) или килограммах-силы на сантиметр (кгс/см) и характеризует, какую нагрузку может выдержать единица длины клеевого шва.
Этот показатель является ключевым для оценки качества монтажа и прогнозирования поведения кровельного ковра в зонах нахлестов, где наиболее вероятно возникновение сдвиговых деформаций.

Сопротивление паропроницанию и коэффициент паропроницаемости

Способность материала пропускать или задерживать водяной пар является критически важной характеристикой для кровельных и гидроизоляционных покрытий. Неправильный выбор материала по этому параметру может привести к накоплению влаги внутри конструкции, что вызывает снижение теплоизоляционных свойств, разрушение утеплителя, коррозию и появление плесени. Испытание позволяет определить два взаимосвязанных показателя: коэффициент паропроницаемости и сопротивление паропроницанию.
Суть метода: Метод основан на измерении количества водяного пара, прошедшего через образец материала за определенное время в условиях постоянного перепада влажности.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Испытуемую мастику наносят на картонную подложку, формируя пленку стандартной толщины. Из нее вырезают круглый образец.
  2. Сборка ячейки: Образец герметично закрепляют на специальной алюминиевой ячейке, внутрь которой помещен влагопоглотитель (хлористый кальций). Эта конструкция создает условия, при которых внутри ячейки поддерживается низкая влажность, а снаружи — высокая.
  3. Проведение испытания: Собранную ячейку помещают в эксикатор с постоянной высокой влажностью. Ячейку периодически взвешивают с высокой точностью, фиксируя увеличение ее массы за счет поглощения влаги извне через образец.
  4. Построение графика: Результаты взвешиваний наносят на график зависимости массы ячейки от времени. По стабильному, прямолинейному участку этого графика определяют количество пара, прошедшего через материал за установленный интервал времени.

Обработка результатов и определяемые показатели:

  • Коэффициент паропроницаемости (μ) вычисляется на основе количества пропущенного пара, толщины образца и разности парциальных давлений. Этот показатель характеризует свойство самого материала и показывает, сколько пара проходит через материал единичной толщины при единичном перепаде давления. Чем ниже коэффициент, тем лучше материал сопротивляется диффузии пара.
  • Сопротивление паропроницанию (Rп) является обратной величиной и показывает, насколько данный слой материала затрудняет прохождение пара по сравнению с воздухом. Высокое сопротивление означает, что материал является хорошим паробарьером.
Определение этих параметров позволяет правильно проектировать "пирог" кровли и стен, обеспечивая выведение излишней влаги из конструкции или, наоборот, защищая утеплитель от увлажнения паром из помещения.

Водостойкость

Водостойкость является фундаментальным свойством для любого гидроизоляционного или кровельного материала, определяющим его способность сохранять целостность и адгезию к основанию при длительном контакте с водой. От этого параметра напрямую зависит долговечность и надежность конструкции, так как проникновение влаги может привести к разрушению не только покрытия, но и всего нижележащего "пирога".
Суть метода: Испытание моделирует условия прямого и продолжительного воздействия воды на мастичное покрытие, нанесенное на стандартное основание. Целью является визуальная оценка сохранности покрытия после такого воздействия.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Мастику наносят на бетонную плитку в соответствии с технологией, указанной для конкретного вида продукта (определенное количество слоев, режим сушки и т.д.). После формирования покрытия открытые грани плитки тщательно изолируют расплавленным парафином, чтобы вода воздействовала исключительно на лицевую поверхность мастики.
  2. Проведение испытания: Подготовленный образец погружают в сосуд с водой, обеспечивая высоту водяного столба над ним не менее 50 мм. Выдержка в воде составляет, как правило, не менее 24 часов, если иное не оговорено в технических условиях на материал.
  3. Визуальная оценка: По истечении заданного времени образец извлекают из воды, выдерживают на воздухе и проводят тщательный визуальный осмотр.

Обработка результатов:

Мастику считают выдержавшей испытание на водостойкость, если на поверхности мастичного слоя отсутствуют следующие дефекты:
  • Пузыри
  • Вздутия
  • Отслоения от основания
Это качественный, но очень наглядный метод, который быстро и однозначно демонстрирует, способен ли материал выполнять свою основную функцию — защиту от воды. Положительный результат испытания подтверждает стабильность материала и надежность его сцепления с основанием в условиях постоянного увлажнения.

Водонепроницаемость

Водонепроницаемость — это ключевой эксплуатационный показатель для кровельных и гидроизоляционных мастик, который характеризует их способность выдерживать определенное давление воды без фильтрации. В отличие от водостойкости, проверяющей устойчивость к длительному контакту с водой, это испытание моделирует более жесткие условия, когда вода воздействует на материал под напором, что соответствует реальным нагрузкам в конструкциях фундаментов, резервуаров или плоских кровель после ливня.
Суть метода: Испытание определяет способность образца мастики противостоять проникновению воды при заданном избыточном гидростатическом давлении в течение установленного времени.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Испытание проводят на квадратных образцах мастики, изготовленных в виде самостоятельной пленки стандартного размера.
  2. Сборка установки: Образец помещают в специальную герметичную установку между двумя резиновыми прокладками для обеспечения надежного уплотнения. Со стороны подачи давления на образец укладывается контактная сетка, которая предотвращает его деформацию и продавливание.
  3. Проведение испытания: Собранную установку соединяют с системой подачи воды и создают внутри избыточное давление, величина и длительность воздействия которого строго регламентированы нормативной документацией на конкретный вид мастики.

Обработка результатов:

Мастику считают выдержавшей испытание на водонепроницаемость, если в течение всего установленного времени на обратной стороне образца не наблюдается появление капель или следов воды.
Это испытание дает однозначный ответ — проходит материал воду под давлением или нет. Положительный результат подтверждает, что мастика способна создать сплошной и надежный барьер, способный выдержать гидростатическую нагрузку, что является гарантией ее эффективности в ответственных гидроизоляционных конструкциях.

Гибкость

Способность кровельных и гидроизоляционных мастик сохранять целостность при изгибе — одно из ключевых свойств, определяющих их долговечность в реальных условиях эксплуатации. Кровельные покрытия и гидроизоляционные мембраны подвергаются температурным деформациям, усадке конструкций и другим механическим воздействиям, которые могут приводить к изгибу материала. Низкая гибкость при отрицательных или положительных температурах является частой причиной появления трещин и, как следствие, нарушения герметичности покрытия.
Суть метода: Испытание позволяет оценить способность материала сопротивляться излому при заданной температуре. Образец мастики выдерживают в условиях, моделирующих эксплуатационные (включая отрицательные температуры), а затем подвергают изгибу вокруг стержня стандартного радиуса.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Испытание проводят на прямоугольных образцах-полосках, вырезанных из пленки мастики.
  2. Кондиционирование: Перед испытанием образцы выдерживают в термостате или охлаждающей смеси в течение строго определенного времени для достижения заданной температуры по всей толщине материала. Температура испытания устанавливается в нормативной документации на конкретный вид мастики и может варьироваться от положительных значений до отрицательных (например, 0°C, -10°C, -25°C).
  3. Проведение испытания: Охлажденный (или нагретый) образец в течение нескольких секунд изгибают на 180° вокруг металлического стержня, радиус закругления которого также регламентирован. Весь процесс, от извлечения образца из испытательной среды до завершения изгиба, занимает не более 15 секунд, что исклющает его неконтролируемый нагрев.
  4. Визуальная оценка: Поверхность образца в зоне изгиба тщательно осматривается невооруженным взглядом.

Обработка результатов:

Мастику считают выдержавшей испытание на гибкость, если на поверхности образца после изгиба не обнаружено трещин, надрывов или отслоений.
Этот метод является качественным, но крайне важным. Он позволяет быстро и наглядно оценить, сохранит ли материал свою эластичность и сплошность при монтаже и эксплуатации в условиях специфического для объекта климата, предотвращая тем самым преждевременное разрушение покрытия.

Теплостойкость

Теплостойкость — это свойство кровельных и гидроизоляционных мастик сохранять свою форму, стабильность размеров и целостность поверхности при продолжительном воздействии повышенных температур. В реальных условиях кровельные покрытия могут сильно нагреваться под солнцем, а гидроизоляция — контактировать с нагретыми поверхностями. Потеря теплостойкости приводит к сползанию материала с уклона, образованию подтеков, волн и необратимых деформаций, что нарушает целостность покрытия.
Суть метода: Испытание определяет поведение образца мастики при заданной температуре в течение установленного времени. Оценивается два ключевых аспекта: визуальное состояние поверхности и стабильность линейных размеров.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образца: Испытание проводят на прямоугольных образцах, изготовленных из пленки мастики. Если этого требует нормативный документ, перед испытанием измеряют первоначальную длину образца.
  2. Проведение испытания: Образец свободно подвешивают в вертикальном положении в сушильном шкафу, нагретом до температуры, указанной в технических условиях на конкретную мастику. Выдержка в этих условиях производится в течение строго регламентированного времени.
  3. Оценка результатов: После истечения заданного времени образец извлекают из шкафа, охлаждают и проводят его тщательный визуальный осмотр и замеры.

Обработка результатов:

Мастику считают выдержавшей испытание на теплостойкость, если после воздействия высокой температуры отсутствуют следующие дефекты:
  • Визуальные изменения: вздутия, подтеки, оплывы.
  • Изменение размеров: увеличение длины образца не превышает нормативного значения, установленного для данного вида продукции.
Испытание на теплостойкость позволяет гарантировать, что материал не будет деформироваться и терять свои защитные свойства в жаркий период года или при контакте с нагретыми поверхностями, обеспечивая тем самым стабильность и долговечность конструкции.

Определение склеивающих свойств мастик

Склеивающая способность является одним из ключевых функциональных свойств кровельных мастик, определяющих их основное назначение — прочное и надежное соединение рулонных материалов между собой и с основанием. Низкая склеивающая способность может привести к расслоению кровельного ковра и, как следствие, к нарушению его герметичности.
Суть метода: Метод заключается в определении прочности на отрыв двух склеенных между собой образцов рулонного материала. Испытание позволяет оценить, насколько прочно мастика создает связь и где происходит разрушение — в самом материале или по клеевому шву.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образцов: Два образца пергамина стандартного размера склеиваются между собой испытуемой мастикой, предварительно разогретой до рабочей температуры, на строго определенной площади. Один конец каждого образца оставляют свободным для последующего закрепления в захватах разрывной машины.
  2. Формирование соединения: Склеенные образцы помещают под нагрузку на заданное время для обеспечения равномерного контакта и формирования клеевого соединения.
  3. Проведение испытания: После выдержки подготовленный образец закрепляют в захватах разрывной машины и растягивают с постоянной скоростью до момента его разрыва.

Обработка результатов:

Мастику считают выдержавшей испытание, если разрыв происходит по материалу пергамина, а не по слою мастики или границе раздела. Это качественное, но однозначное свидетельство того, что прочность созданного мастикой соединения превышает собственную прочность склеиваемого рулонного материала.
Данное испытание подтверждает, что мастика обеспечивает требуемую адгезию и способна создавать монолитный и долговечный кровельный ковер, соответствующий проектным требованиям.

Определение температуры размягчения мастик

Температура размягчения — это критически важный показатель для кровельных и гидроизоляционных мастик, который характеризует их теплостойкость. Он определяет верхний температурный предел, при котором материал сохраняет свою твердость и форму, не сползая с вертикальных поверхностей и не размягчаясь чрезмерно под солнцем. Этот параметр напрямую влияет на выбор марки мастики для конкретных климатических условий и угла наклона кровли.
Суть метода (Метод «кольца и шара»): Метод заключается в определении температуры, при которой образец мастики, подвешенный в латунном кольце и находящийся под нагрузкой от стального шарика, размягчается настолько, что касается нижней контрольной пластинки.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка образцов: Расплавленную и обезвоженную мастику заливают в два латунных кольца, установленных на смазанную подложку. После охлаждения излишки материала аккуратно срезают нагретым ножом так, чтобы поверхность битума была вровень с краями кольца.
  2. Сборка аппарата: Кольца с мастикой устанавливают в штатив аппарата. В центральное отверстие помещают термометр, а на центр каждого образца укладывают предварительно охлажденный стальной шарик. Собранный штатив помещают в стеклянный стакан (баню), который заполняют теплоносителем. Для мастик с температурой размягчения до 80 °С используется дистиллированная вода. Для мастик с температурой размягчения выше 80 °С используется глицерин или его смесь с водой.
  3. Проведение испытания: Баню устанавливают на нагревательный прибор и начинают равномерный нагрев со строго определенной скоростью (5 °С в минуту). Нагрев продолжается до момента, когда размягченный битум под действием шарика коснется нижней пластинки. Для каждого кольца фиксируется температура, при которой это произошло.

Обработка результатов:

За температуру размягчения мастики принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений, округленное до целого числа.
Это испытание позволяет гарантировать, что выбранная марка мастики будет сохранять стабильность и не деформируется при максимальных летних температурах в регионе строительства, обеспечивая тем самым долговечность и надежность гидроизоляционного покрытия.

Определение содержания воды в мастиках

Наличие даже незначительного количества воды в кровельных и гидроизоляционных мастиках может critically сказаться на их качестве. Вода приводит к вспениванию материала при нагреве, ухудшает его адгезионные свойства, способствует расслоению и снижает долговечность покрытия. Контроль влажности является обязательным этапом входного контроля сырья и приемки готовой продукции.
Суть метода: Метод основан на дистилляции – отгонке воды из пробы мастики вместе с не смешивающимся с водой органическим растворителем (ксилолом или толуолом) с последующим измерением объема выделившейся воды.

Порядок проведения испытания:

  1. Подготовка пробы: Твердые или вязкие мастики предварительно измельчают и тщательно перемешивают для получения однородной представительной пробы. Пробу взвешивают непосредственно в дистилляционной колбе.
  2. Подготовка аппарата: В колбу с навеской мастики добавляют растворитель (для мастик обычно применяют толуол или ксилол) и кипелки (например, кусочки пористого фарфора) для обеспечения равномерного кипения.
  3. Проведение дистилляции: Колбу соединяют с холодильником и приемником-ловушкой специальной конструкции, которая позволяет отделять и накапливать конденсирующуюся воду. Содержимое колбы нагревают до кипения. Растворитель и вода испаряются, затем конденсируются в холодильнике и стекают в ловушку, где более тяжелая вода собирается в градуированной части, а легкий растворитель возвращается обратно в колбу.
  4. Завершение процесса: Дистилляцию продолжают до тех пор, пока объем воды в ловушке не перестанет увеличиваться, а стекающий растворитель не станет абсолютно прозрачным.

Обработка результатов:

Объем выделившейся воды измеряют непосредственно по шкале ловушки. Массовую долю воды в процентах вычисляют по формуле, учитывающей объем воды и массу исходной навески мастики.

Критерий оценки:

Согласно требованиям стандартов на мастики (например, ГОСТ 2889-80), допустимым содержанием воды являются лишь ее следы. Это означает, что объем выделенной воды настолько мал (как правило, ≤ 0,03 см³), что не может быть точно измерен, или его значение пренебрежимо мало для свойств материала.
Определение содержания воды позволяет гарантировать, что мастика будет соответствовать заявленным технологическим и эксплуатационным характеристикам, не будет пениться при разогреве и обеспечит надежное сцепление с основанием.

Определение содержания наполнителя

Содержание наполнителя является важным показателем качества рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов. От количества наполнителя в покровном составе или вяжущем зависят такие эксплуатационные характеристики материала как прочность, гибкость, теплостойкость и долговечность.
Суть метода заключается в количественном отделении наполнителя от органической составляющей материала с последующим определением его массовой доли. В зависимости от типа материала и вида посыпки применяются два основных метода:
Метод экстрагирования - используется для материалов с крупнозернистой или чешуйчатой посыпкой. Органическая часть материала растворяется в химических растворителях (бензол, толуол, четыреххлористый углерод), после чего минеральный остаток разделяется просеиванием и взвешивается.
Метод сжигания - применяется для материалов с пылевидной посыпкой. Проба материала подвергается прокаливанию в муфельной печи при температуре (600 ± 10)°C до полного озоления органической составляющей, после чего определяется масса минерального остатка.

Порядок проведения испытания:

  • Отбор проб покровного состава или вяжущего массой 50-100 г
  • Подготовка навески массой не менее 1 г
  • Проведение экстрагирования или сжигания пробы
  • Рассев минерального остатка на сите № 02
  • Взвешивание полученных фракций
  • Расчет массовой доли наполнителя
Обработка результатов: Содержание наполнителя (N) в процентах от массы покровного состава или вяжущего вычисляется по установленным формулам с учетом содержания сгораемых веществ в наполнителе. Результат округляется до 1%.
Проведение испытания позволяет гарантировать соответствие состава материала требованиям нормативной документации и обеспечивает предсказуемость его эксплуатационных характеристик.