Строителни химически уплътнители

Строителните химически уплътнители са композиционен материал на полимерна основа. Те се използват не само за уплътняване, което е ясно от наименованието, но и за запълване на фуги, пукнатини и отвори с ширина от 4 до 25 mm и дълбочина 12 mm. Уплътнителите се използват за уплътняване на вертикални или хоризонтални фуги, когато е необходимо да се осигури не твърдо, а еластично съединение на материали, които са подложени на температурни разлики и деформации. В статията ще разгледаме различните видове уплътнители според предназначението и според химичния състав.

Според предназначението си, уплътнителите се разделят, на въздушни или воднонепроницаеми, комбинирани-въздухо-воднонепроницаеми и специални-например, санитарни уплътнители, които съдържат фунгицид, който предотвратява появата на плесен. Въздухо- или хидроизолационните, както и комбинираните материали, се използват предимно във фугите и пукнатините на сградите. Последните са необходими, отговорни и уязвими елементи на сгради и конструкции с всякакво приложение. Уплътнителите се използват за уплътняване на вертикални или хоризонтални фуги, когато е необходимо да се осигури не твърдо, а еластично съединение на материали, които са подложени на температурни разлики и деформации. В зависимост от вида на прехода към работно състояние, с най-голямо приложение са втвърдяващите уплътнители. Те променят състоянието си от течно към по-твърдо, губейки част от еластичността. Тези уплътнители от своя страна се разделят на физически втвърдяващи-изсъхване, със запазване на еластичните свойства при преминаване към по-твърдо състояние, и химически-втвърдяващи се под действието на химически агенти. Химически втвърдяващи уплътнители, са силиконите, полиуретаните, модифицираните силани, а физически втвърдяващи-акрилните.

Херметизацията на съединяващи се строителни материали се осъществява от студена вулканизация на полимерната основа. По този начин уплътнителите под въздействието на топлина, влага или катализатори-вулканизиращи агенти, преминават от вискозно пластично състояние в еластично-гумено, при температура 0 до 25°С с образуване на триизмерна омрежена структура. В рамките на половин час след нанасянето на уплътнителя в съединението се създава повърхностно втвърден еластичен полимерен слой. В този случай пълната полимеризация на фугопълнителя за всеки милиметър от неговата дебелина настъпва за 8 часа. След като уплътнителя напълно се втвърди за 24 часа, той придобива всички необходими свойства. Например, такива са силиконовите и полиуретановите уплътнители. Уплътнителите на основата на разтвори на каучуци от различно химично естество в органични разтворители, както и акрилни- или винил-акрилни-воднодисперсионни състави, образуват също херметизиращ слой след изпаряване на разтворителя или водата-с втвърдяване или без химическо структуриране. Според физико-механичните си свойства, уплътнителите се класифицират на еластични, пластични, еластично-пластични и пластично-еластични. Еластичните уплътнители имат висока еластичност-над 70% и деформация-над 20%. След втвърдяване под въздействието на външни сили, тези материали могат да се деформират без необратими ефекти-разтягане или свиване. Пластичните уплътнители нямат никаква или имат много ниска еластичност-до 20%, и ниска деформация-до 5%. Оказано външно въздействие след втвърдяването им, води до тяхната необратима деформация или разкъсване. Еластично-пластичните и пластично-еластичните уплътнители имат смесени или преходни свойства.

Основните характеристики на уплътнителите са устойчивост към деформация, висока якост, адхезия на уплътнителя към други материали, еластичност, свиване по време на втвърдяване-характеристика, свързана с втвърдяващия се уплътнител, дълготрайност във вътрешни помещения и външни конструкции. В допълнение, висококачественият уплътнител е устойчив на високи и ниски температури, предотвратява проникването на влага през фуги и пролуки, не се деформира и не се свива. Той има „ относително удължение на скъсване” 150-1000% и работна деформация от 15 до 50%

Пазарът на строителни уплътнители ни предлага огромно разнообразие от този полезен и универсален продукт. Материалите се различават по състав, гъвкавост, цвят и опаковка. По готовност за употреба, уплътнителите се разделят на еднокомпонентни, които могат да се прилагат незабавно, и дву- или повече компонентни-в този случай компонентите се смесват добре преди употреба. Двукомпонентните уплътнители, както подсказва името, се състоят от две части- основа и активиращ агент. Тези две части се опаковат отделно. Ако е необходимо, те се смесват в правилните пропорции и се получава готовия състав. Най-разпространени на пазара, са еднокомпонентните уплътнители. Те могат да бъдат използвани веднага след покупката.

Според вида на химическата основа
Според вида на химическата основа строителните уплътнители са силиконови, полиуретанови, акрилни, MS-polymer-хибридни полимери. Всеки вид уплътнител има собствена област на приложение и решава определени проблеми.

Силиконовите уплътнители с право могат да се нарекат пазарни лидери. Те са произведени на базата на полиорганосилоксанов каучук с ниско молекулно тегло с крайни хидроксилни групи, като омрежващ агент. В състава им са включени пълнители и специални добавки за подобряване на топлоустойчивостта, огнеустойчивостта, топлопроводимостта, електропроводимостта, адхезията към различни материали. Процесът на втвърдяване започва, когато уплътнителят влезе в контакт с влагата на околната среда, за да образува триизмерна омрежена структура. Химическата основа на втвърдяване, е реакцията на хидролиза и поликондензация на крайните органофункционални групи на каучука.

Силиконовите уплътнители притежават комплекс от уникални свойства, като устойчивост на UV лъчи, устойчивост на атмосферни условия-повишена влажност, устойчивост на температурни промени и на почти всяка агресивна среда, отлична адхезия към повечето видове строителни материали, дори и без използването на грундове, мразо- и топлоустойчивост, широк температурен експлоатационен диапазон, от-50°C до +200°C, висока еластичност-до 800%, допустима деформация-над 25% от ширината на фугата, експлоатационен срок-15-20 години.

По типа на вулканизацията, силиконовите уплътнители се разделят на киселинни и неутрални. Киселинните уплътнители са по-евтини, но не могат да се използват с материали, които реагират с киселина. При тях в процеса на вулканизация, се образува оцетна киселина-2-4% от общата маса. Такъв уплътнител в процеса на работа лесно се познава от киселата оцетна миризма. Киселинните уплътнители не трябва да влизат в контакт с метали, като олово, мед, месинг и цинк, защото отделящата се оцетна киселина предизвиква корозия на тези метали. Единствените метали, които киселинните-„ацетатните“, уплътнители не окисляват, са неръждаемата стомана и неанодирания алуминий. Киселинният уплътнител прилепва перфектно към стъкло, керамика, поликарбонат, може също да се използва с дърво, дървесни материали, каменни повърхности. При работа с мрамор и циментови повърхности съдържащи алкални съединения-вар, карбонати и други, "ацетатните" силиконови уплътнители няма да създадат добра адхезия поради възможна химическа реакция и образуване на разтворими съединения, разрушаващи уплътнението и променящи цвета на материала. В тази връзка, "неутралните" уплътнители, са по-добри, но са и по-скъпи. Неутралните уплътнители при втвърдяването си отделят кетоксим или алкохол, т.е не се отделя миризма. Те са приложими към всички основи, включително към мрамор и циментни материали. Неутралните уплътнители се препоръчват за работа със стъкло и метал, тъй като те при взаимодействие с металите не образуват оксиди. Неутралните силикони са химически инертни. Способността им да се свиват и разтягат достига до 250%.

При ограничени по обем работи най-често се работи с пластмасови патрони с обем 280 или 300 ml и подвижно дъно, което изпълнява ролята на бутало за изтласкване на пастобразната смес. С обем на такъв патрон могат да се уплътнят сухи и предварително почистени фуги с дължина 25m, които имат дълбочина 4mm и ширина 3mm. Това се извършва със специален универсален ръчен пистолет предназначен за работа с опаковъчен пластмасов патрон, а така също и с материали, които се доставят в тънка обвивка-наподобяващи „салам” с обем 400ml или 600ml. Препоръчително е да не се нанася много дебел слой-не повече от 5mm, тъй като това може да намали якостта на прилепване-свързването. За да се предотврати залепването на силикона към дъното на фугата и да се осигури оптималното запълване само между страничните й стени, може да се използва запълващо въже от полиуретанов уплътнител. Полагането на силиконов уплътнител може да се извършва в широк диапазон от температури-от +5 до +40°C, така че може да се използва дори и през летните горещини. Но в този случай времето за втвърдяване-вулканизиране, на силиконовия шев трябва да бъде увеличено приблизително два пъти, така че материалът да има време да се „втвърди“ и да стане траен. Скоростта на този процес е 2,5-4mm на ден. Сред недостатъците от използването на този вид уплътнител може да се отбележат, неприлепването му към влажни повърхности, а също и невъзможността след вулканизацията той да бъде боядисван или обработен с друг материал. Следователно е необходимо внимателно да се избере цвета на уплътнителя-безцветен-прозрачен, бял, сив, кафяв, черен, който да се комбинира идеално с повърхността, върху която се нанася.

Съществуват и силиконови уплътнители с фунгицидни добавки срещу плесен-санитарни силиконови уплътнители. Използват се за различни дейности при висока влажност, т.е., както за външни, така и за вътрешни строителни работи. Санитарните силиконови уплътнители се използват там, където има нужда от устойчивост на различни атмосферни и химически влияния. Материалът има добри свойства в условия, при които е възможно изместване в конструкции и детайли, в резултат на термично или механично напрежение. Често санитарния силикон се използва по време на работа, свързана с остъкляване, създаване на свързващи и разширяващи се шевове на фуги, изолация на електрическо оборудване-ел.ключове, ел.контакти, розетки-гнезда за контакти. Особеностите по използването на санитарния силикон в много отношения се определят от неговия състав. Така, в състава му се съдържат такива компоненти, като пигмент-пълнител, силиконов каучук-обикновено полидиметилсилоксан с крайни хидроксилни групи, тиксотропиращ агент-прибиращ разтегливостта, пластифициращи добавки-увеличаващи пластичността и еластичността, катализатор-активиращ полимеризацията и противогъбични-фунгицидни, добавки. Чистите 100%-ви санитарни силикони имат плътност 1,05g/cm3.

Една от основните характеристики на санитарния силикон е повишената адхезия към неабсорбиращи строителни материали-керамични плочки, стъкло, акрилни пластмаси, емайлирани детайли, порцелан и др. Поради това този вид уплътнител често се използва за залепване на тези повърхности.

Що се отнася до битовото използване, свързано с основното изискване за средно качество, съчетано с ниска цена, санитарният уплътнител се използва най-често за фугиране на фуги между керамични плочки, особено в ъгли, в разширителни и съединителни фуги на тавана и пода със стени, и на други активни фуги. Санитарният силикон е особено подходящ за използване в санитарни, мокри и влажни помещения-СПА-центрове, бани, тоалетни, кухни, перални помещения, коридори, стълби и др. В посочените помещения има условия за висока влажност, която създава добър микроклимат за възпроизвеждане на бактерии и микроорганизми. Съдържащите се фунгицидни добавки в силикона, го правят устойчив на плесен и гъбички. Затова той често се използва за запълване на фуги около вани, под душови корита, фитинги в бани, душ кабини, умивалници, тоалетни чинии, кухнененски работни плотове и около мивки. Може да се използва и върху повърхности, боядисани с боя, но само в случаите, когато боядисващият слой се прилепва плътно към повърхността.

Полиуретановият уплътнител е еластична, лепилна, уплътняваща пастообразна маса, която запазва своята еластичност за дълго време. Тя се използва там, където е необходимо залепване, закрепване, уплътняване на метал, дърво, пластмасови изделия, тухли, бетон или керамика. Характеризира се с отлична адхезия и е в състояние да осигури здраво свързване на различни повърхности. Изключение са полиетиленовите, полипропиленовите, тефлоновите и битумните повърхности, към които материалът не прилепва. Пастата е удобен материал, който по време на експлоатационния си срок не се влияе от вибрации, земетресения-до 5 степен. Уплътнителят проявява висока степен на корозионна устойчивост, като от влагата става по-устойчив. Важно предимство на този материал е, че той може да бъде подложен на последваща обработка-боядисване с лакове и бои. В зависимост от метода на нанасяне, материалът може да се доставя под формата на хидроизолационна замазка, и като уплътнителна пастообразна смес.

Полиуретановият уплътнител-замазка, моментално залепва на повърхността, така че по време на работа трябва да се помни за много бързото му втвърдяване. Ако опаковката с уплътнителя се отвори, тя трябва да се използва незабавно, тъй като материалът незабавно губи всички важни свойства. Използването на този вид уплътнители изисква сериозно внимание за собствената безопасност на майстора. Не трябва да се допуска материала да попадне върху открита област на кожата, което изисква да се използват специални работни ръкавици. Преди нанасяне на полиуретановия уплътнител е необходимо да се извърши стандартна подготовка на повърхността-почистване от мазнини, боклук, прах и влага. Замазките в течна форма се нанасят върху повърхности, образувайки върху тях здрава и високоеластична водоустойчива мембрана, която е устойчива на отрицателните фактори на околната среда, микроорганизмите, ултравиолетовите лъчи и др. Замазката се използва като полимерно покритие за хидроизолация на балкони, тераси, в санитарни помещения под циментова замазка или плочки, и др.

Пастообразният уплътнител се нанася с универсален пистолет от стандартен опаковъчнен патрон или опаковка тип „салам”. Първоначалнaта кора се появява след час и полвина от нанасянето, а крайното втвърдяване се извършва в рамките на 20 часа при температура 23°C и относителна влажност на въздуха 50%, с дебелина на слоя до 3mm. Съставът на полиуретановия уплътнител е вискозна хомогенна маса, произведена на базата на полиуретанови смоли, не съдържаща вулканизиращи примеси. В процеса на взаимодействие с влагата, която се съдържа във въздуха, материалът полимеризира. Този състав осигурява перфектна комбинация от технически характеристики на материала, които определят практическата му употреба. Сред основните му характеристики, са ефективност, лесна технология на нанасяне, липса на свиване, адхезия към голямо разнообразие от строителни материали с различни физични свойства, висока еластичност-420%, дълготрайност, допустима деформация-25%, вътрешно и външно приложение, възможност за използване дори при много ниски температури на въздуха-20°C. Във връзка с тези характеристики, днес полиуретановите уплътнители се използват за изолиране на междупанелни и подови натоварени фуги, температурни фуги в бетонни подове, в стъклопакети, при запълване на фуги на покривни покрития, по фасади, в зимни градини и др. Плътността на материала е 1,23g/cm3. Възможната ширина за уплътняване на фугите, е 5-40mm с дълбочина 6-20mm. Недостатък на полиуретановите втвърдени уплътнители, е по-ниската устойчивост на UV-лъчи и високи температури-до 90°C. Експлоатационният срок на полиуретановите уплътнители е 25 години.

Основният критерий при избора на полиуретанов уплътнител за решаване на една или друга конкретна задача, е твърдостта. Твърдостта е способността на материала ефективно да се противопостави на проникването на друг материал в него. В зависимост от категорията на твърдост-Hardness Shore D-HSD, уплътнителят може да се използва за изпълнение на конкретни работи. Например, ако HSD е 15, тогава материалът може да се използва за запечатване на междупанелни фуги, покривни сградни фуги, сглобяеми съединения, строителни фуги с метални, бетонни, PVC, дървени повърхности. За фугите и шевовете на скатните покриви, които за дълго време ще бъдат под въздействието на вода, се използва материал с HSD 25. При HSD 40 се предполага възможността за работа със стъклопакети, метално-стъклени фуги.

Акрилните уплътнители са произведени от смес на акрилатни полимери, т.е. съдържат наличие на акрилен полимер като основен компонент. Те могат да се разреждат с вода до желаната консистенция, което позволява използването им за запълване на дълбоки пукнатини. Този тип уплътнител има сравнително ниска цена и лесно изпълнение при полагане. Характеризира се с отлична пластичност и прилепване-адхезия, към всеки порест материал, особено към минерални материали-тухли, бетон, мазилка, а също и към дърво. Полимеризацията настъпва поради изпаряване на влагата от уплътнителя.

При избора на акрилен уплътнител-водонеустойчив или водо-устойчив, е важно да се отбележи, че той не се различава по еластичност. Затова най-добре е да се използва този уплътнител, там където е необходимо да се уплътнят пукнатини, които в бъдеще няма да бъдат подложени на деформация-например, около подпрозоречни первази, а също така и за уплътняване на слабо подвижни ненатоварени съединителни фуги при дограми, каси на врати и прозорци, малки пукнатини в стени и тавани, гипсокартон, бетонни елементи и др. Имайки предвид техническите характеристики на акрилните уплътнители-висока адхезия с порести материали, заслужава да се отбележи, че те са произведени изключително за вътрешно ползване в помещенията. Водонеустойчивите акрилни уплътнители могат да се използват само в сухи помещения.

Уплътнителят се нанася върху чиста и суха повърхност със специален ръчен пистолет с поместен в него стандартен пластмасов опаковъчен патрон с обем 280ml. Поради факта, че в състава на материала няма органични разтворители, т.е. той е на водна основа и не отделя миризма, се създава възможността да се работи с този уплътнител на закрито, без необходимост от предпазни средства. Голямо предимство също е, че невтвърденият състав, може лесно да се отмие с вода, а втвърденият уплътнител просто се отрязва с нож. 15 минути след нанасянето във фугата, уплътнителят образува повърхностен филмов слой. Крайният процес на полимеризация свързан с изпаряването на водата, приключва 24 часа след използването на материала, при температура около 23°С и относителната влажност на въздуха 50%. Втвърденият уплътнител може да издържа на работна температура не по-ниска от 5°С. Недостатъците му са, че не издържа на големи температурни разлики, на деформация-не по-висока от 15%, ограничения в температурата на околната среда при директна употреба.

С въвеждането на различни пълнители-PVC, полиетилен, перхлорвинилова смола и други, в акрилния уплътнител значително се разширяват възможностите за неговото приложение. Такива са водоустойчивите акрилни уплътнители. Те могат да се използват и за ремонт в кухнята, в банята и в други помещения, където има повишена влажност. Подходящи са и за външни работи. Съдържат фунгицидни добавки. Втвърдените акрилни шевове са устойчиви са на UV-лъчи и вибрации, не избледняват, и са водонепроницаеми и мразоустойчиви. Те запазват своите експлоатационни свойства в доста широк температурен диапазон от -25°С до +80°С, което се заявява от производителите. Възможно е също и свиване на материала от 15 до 20%, но експлоатационният му срок е 10 години.

Предимството на акрилния уплътнител е факта, че втвърденият фугиращ шев позволява последващо шлайфане, шпакловане, боядисване с всякакви бои и лакове, което е особено важно при работа с пукнатини на различни повърхности.

Освен акрилни уплътнители, на пазара има акрил-силиконови уплътнители, които имат характеристиките на двата материала-те са влагоустойчиви и еластични, като силикон, и дълготрайни и твърди, като акрил. Следователно, такъв материал може перфектно да херметизира и свързва различни повърхности, без значение колко те са порести и какви свойства притежават. Същото се отнася и за работните условия-това може да бъде както външна стена, така и вътрешна повърхност.

Хибридни състави
Едно от последните достижения в областта на уплътнителите, дължащо се на реакционните способности на олигомерите, са „хибридните“ уплътнители-modified-silanepolyester-MS-силан производни полиестери и silan-terminatedpolyurethane-STP-силан-производни полиуретани. По своята същност тези полимери са полиестерно(полиуретаново) съединение, в структурата на което е въведена силанова-органосилициева група, която реагирайки с влагата на въздуха, създава вградена органосилициева-силиконова, структура. По този начин се избягва използването на вредни за здравето вещества-изоцианати и органични разтворители, увеличава се устойчивостта на UV радиация, адхезията. Резултатът е нов полимер с уникален набор от положителни свойства на полиуретаните и силиконите-отлична устойчивост на температурни промени, влагоустойчивост, топлинна устойчивост-до120°С, добра адхезия към всички строителни материали-бетон, камък, дърво, пластмаса-PVC, полиакрилати, поликарбонати, стъкло, метали, може да се боядисва след втвърдяване, може да се полага върху влажна повърхност, не оцветява порьозния повърхностен материал, дълготраен експлоатационен срок, безопасен за хората след полимеризацията. Модифицираният уплътнител има малко по-висока цена от традиционния уплътнител, но може да се използва в различни области-както на открито, при изпълнение на външни работи, така и в затворени помещения, при високи нива на влажност и др. Например, залепване и уплътняване на гранит, мрамор, естествен камък, керамични плочки, уплътняване на деформационни фуги на подове, както и на термични разширителни фуги, на фуги около вани, санитарно оборудване и умивалници, душ-кабини. В България особено популярни са „хибридните” монтажни лепила-уплътнители, произведени по немската технология „Flextec”.