WACKER VINNEVA®: Bitüm Kaplamalarda Doping Etkisi

03 Mayıs 2019


Dr. Markus Busold

Strateji Pazarlama Müdürü
Tüketici ve Endüstriyel Polimerler
WACKER

 

Asfaltta bağlayıcı olan bitüm neredeyse her yerde bulunur. Bitüm aynı zamanda çatı ve duvarlarda su yalıtım malzemesi olarak da işlev görür. Bu amaçla sıklıkla daha esnek ve dolayısıyla mekanik etkilere karşı daha dayanıklı olan polimerle modifiye edilmiş ürünler kullanılmaktadır. VINNEVA® ürünü ile, Münih merkezli kimya firması WACKER bu yıl polimerle modifiye edilmiş bitüm emülsiyonları için yeni bir ürün grubu lanse ediyor. Polimerler kaplamaların yapı malzemelerinin üzerine uzun süreyle olağanüstü iyi bir şekilde yapışmasını sağlarlar. Ayrıca bodrum duvarından veya binaların diğer bölümlerinden içeri hücum eden suya karşı bariyer etkisini de güçlendirirler.

Dünya genelindeki rafinerilerde vakum distilasyonu yoluyla ham petrolden elde edilen bitüm daha sonra örneğin yol yapımında ya da su yalıtım malzemesi olarak yapılarda kullanılmaktadır. Avrupa ve Kuzey Amerika’da bu kaplamalar çoğunlukla polimerle modifiye edilmiştir, yani özellik profilini iyileştiren polimerler içerirler. Dünyanın diğer bölgelerinde ise ağırlıklı olarak polimer katkılar olmadan kullanılırlar. Bununla birlikte, polimerle modifiye edilmiş bitüm pazarı genişlemektedir: Global Market Insights tarafından gerçekleştirilen bir araştırmaya göre, 2016 yılında sektör bazında yaklaşık 9,5 milyar ABD Doları tutarında toplam satış gerçekleşmiştir. Piyasa araştırmacıları 2024 yılına kadar ortalama büyüme oranının yıllık yüzde 4 olacağını öngörmektedir .

WACKER bitüm emülsiyonları için özel olarak vinil asetat-etilen (VAE) kopolimer esaslı bağlayıcılar geliştirmiştir. Bu ilkbaharda VINNEVA® adıyla önde gelen iki fuarda tanıttığı (Middle East Coatings Show ve European Coatings Show 2019) ürün grubu ile, Wacker modifiye edilmemiş bitüm emülsiyonları kullanıcılarını polimer katkıların sağladığı faydalarla tanıştırmayı amaçlanmaktadır. Polimerler kaplamaları daha esnek hale getirmekte ve her tür mekanik strese karşı daha dirençli kılmaktadır. Diğer yandan, VINNEVA® bitüm emülsiyonlarında şimdiye kadar kullanılmış olan polimerlere kıyasla bazı ek avantajlara sahiptir. Bunlar ağırlıklı olarak stiren-bütadien kauçuk (SBR) ve polikloroprenler gibi kauçuk benzeri maddelerdir.

Yapı Malzemeleri Üzerine Mükemmel Yapışma
Formülasyona bağlı olarak çok küçük yüzdelik oranlarda kullanılan VINNEVA® bitüm performansını muazzam ölçüde artırır ve deyim yerindeyse onu su yalıtım malzemelerinin Şampiyonlar Ligi’ne taşır.

Özellikle çekme yapışma dayanımında ve suya karşı bariyer etkisi bakımından, VINNEVA® ile modifiye edilen formülasyonların performansı diğer modifiye edilmiş bitüm emülsiyonlarından çok üstündür. WACKER laboratuvarlarında gerçekleştirilen kapsamlı testler, çekme yapışma dayanımının alışılageldik bitüm emülsiyonlarına kıyasla yüzde 60’a kadar daha yüksek olduğunu göstermektedir.

Çekme yapışma dayanımını test etmek amacıyla, bitüm emülsiyonu öncelikle bir beton plaka üzerine uygulanır. Bunun kurumasının ardından, kaplanmış plaka üzerinden daire şeklinde test yüzeyleri kesilir. Bu yüzeylerin her birine bir metal test cismi yapıştırılır. Ardından, test cismini buna yapışık bitüm kaplamayla birlikte betondan çekip çıkartmak için gerekli olan kuvvet ölçülür. Kaplamaları yapı malzemesi üzerinden sökmek zorlaştıkça ve kaplamalar daha iyi yapıştıkça, gereken kuvvetin miktarı da artar.

Su Basıncına Karşı Daha Yüksek Direnç

Bitüm kaplamanın en önemli işlevi bodrumları, çatıları veya binaların bütününü su girişine karşı korumaktır. Bir kaplamanın bu işlevi ne kadar iyi yerine getirdiğini test etmek amacıyla, teknisyenler kaplamayı küçük beton küpler üzerine uygularlar ve belirli iklim koşullarında kurumaya bırakırlar. Daha sonra, kaplanmış küpleri örneğin 24 saat boyunca özel bir sistem içerisinde ayarlanabilir su basıncına maruz bırakırlar. Bu sürenin ardından, başlangıçta kullanılan su miktarında beton küplere girmek suretiyle bir “kayıp” meydana gelip gelmediğini ölçerler. Bu tür testlerde VINNEVA® katkılı bitüm emülsiyonlarının, alışılageldik polimerlerle modifiye edilmiş olan kaplamalara kıyasla daha yüksek bir basınca dayanabildiği görülmüştür.

Ayrıca, VINNEVA® ile modifiye edilen bitüm emülsiyonlarının başka özellikleri de vardır. Bir örnek formülasyonun kuruması 3,5 saat sürmüştür. Diğer bakımlardan aynı olan formülasyonda VINNEVA® kısmı yerine başka bir katkı maddesi kullanıldığında ise kuruma işlemi 4,5 saat sürmüştür. Ayrıca, yeni polimer esaslı kuruyan kaplamalar pek çok diğer sisteme göre daha az yapışkandır. Daha kısa kuruma süresi çoğu durumda son kullanıcı için verim artışı ve dolayısıyla da bitüm emülsiyonunun uygulama maliyetinden tasarruf anlamına gelmektedir.

İki Yolla Polimer Modifikasyonu
Bir bitüm emülsiyonunun özelliklerinin yalnızca kullanılan polimere bağlı olmadığı, bitüm bileşimine ve kullanılan katkılara da bağlı olduğu her zaman göz önünde bulundurulmalıdır. Bitüm heterosiklik bileşiklerden,  aromatik polisiklik ve farklı doygunluktaki dallanmış hidrokarbonlardan oluşan bir karışımdır. Ham petrolün kaynağına bağlı olarak, bu bileşiklerin bitüm içerisindeki oranları büyük ölçüde farklılık gösterir.

Kaplamalar için kolloid değirmenlerinde sıcak bitüm ve sudan üretilen, katkılar içeren bitüm emülsiyonları kullanılır. Bitüm kaplamaları bir VINNEVA® polimer ile modifiye etmek için iki yol vardır: Polimer henüz emülsiyon oluşumundan önce su jetine ilave edilebilir ya da sonradan bitüm emülsiyonuna katılabilir.

Bu nedenle, WACKER VINNEVA® polimerlerini bitüm bileşimine ve katkılara göre müşterilerine özel olarak tasarlar. Dünya çapındaki WACKER Teknik Merkezleri’ndeki uzmanlar bu konuda destek vermektedir. Böylece, elastisite, kopma uzaması ve su geçirmezlik gibi önemli özellikleri bakımından diğer polimerler esaslı ürünlerden üstün olan kaplamalar formüle edilebilmektedir.

VINNEVA® polimerleri yalnızca petrol esaslı değil aynı zamanda doğal gaz esaslıdır. Buna bağlı olarak, bitüm modifikasyonunda kullanılan diğer polimere kıyasla fiyatlarında uzun vadede daha az oynama meydana gelir. Ayrıca, bazı başka katkı maddelerinin aksine klor içermemektedirler.

Çift Komponentli Sistemler için de Uygundur
VINNEVA® polimerleri, elyafla takviye edilmiş veya dolgulu bitüm kaplamaların iyileştirilmesini de mümkün kılar. Polimerler ayrıca özellikle Avrupa’da yaygın olan çift komponentli sistemlerin optimizasyonu için de uygundur. Bu sistemler bir sıvı komponentten (polimerle modifiye edilmiş bitüm emülsiyonu) ve çimento ve dolgu maddeleri içeren toz formundaki bir bileşenden oluşur. Özellikle kalın katmanlar halinde uygulanabilmektedirler.

Sonuç
VINNEVA® polimerleri bitüm esaslı yapı kaplamalarının özelliklerini iyileştirirler. Kaplamalar özellikle yeni polimerler sayesinde betona ve duvarlara çok iyi yapışırlar. Ayrıca, VINNEVA® ile modifiye edilmiş bitüm örneğin çatıları veya bodrumları su girişine karşı korur.

Bitüm Kaplamalar

Resim 1. Bağlantılar: Alışılageldik bitüm emülsiyonuna WACKER dispersiyonu ilave ediliyor (Fotoğraf: Wacker
Chemie AG)

Sağda: WACKER’in uygulama laboratuvarındaki iklim kabininde, polimerle modifiye edilmiş bitüm emülsiyonun düşük sıcaklıklardaki esnekliği test ediliyor (Fotoğraf: Wacker Chemie AG)

Bitüm Kaplamalar

 


Resim 2. Çatlak köprüleme testi: Polimerle modifiye

edilmiş bitüm emülsiyonu gerilim altında beton
zemindeki çatlamaya dayanmalıdır (Fotoğraf:
Wacker Chemie AG)

 

 

Bitüm Kaplamalar

 

Resim 3. Çekme yapışma dayanımı testi: Polimer
modifikasyonu sayesinde çekme yapışma dayanımı
alışılageldik bitüm emülsiyonlara kıyasla yüzde 60
oranında yükselmiştir (Fotoğraf: Wacker Chemie AG)