Bituumensideained
Erinevalt tsemendist ja reageerivatest vaikudest sõltuvad bituumeni jäikus ja deformatsioonivõime väga tugevalt temperatuurist – külmas muutub bituumen jäigemaks ja soojas pehmemaks. Seetõttu muutub koos temperatuuriga ka materjali võime koormusi ja deformatsioone taluda.
Vananedes muutub bituumen üldjuhul jäigemaks ja pragunemistundlikumaks. Vananemist mõjutavad muu hulgas oksüdatsioon, temperatuur ja keskkonnatingimused. Eesti kliimas lisanduvad sellele sagedased temperatuurimuutused ning külmumis- ja sulamistsüklid: bituumen peab oma kasutusea jooksul korduvalt töötama väga erineva jäikuse ja deformatsioonivõimega. Vananemisega kaasnev jäigastumine vähendab aja jooksul selle võimet selliste muutustega kohaneda.
Betoonaluspinnal peab bituumenipõhine süsteem temperatuurimuutustes töötama koos aluspinnaga. Külmas, kui bituumeni deformatsioonivõime väheneb, võivad aluspinna praod ja muud liikumised suurendada katte pragunemise või irdumise riski.
See ei tähenda, et bituumen oleks halb sideaine. Selle tugevused on seotud eelkõige veekindluse, deformatsioonivõime ja majanduslikkusega, kuid pikaajaline toimivus sõltub tugevasti temperatuurist, vananemisest ja kogu süsteemi ülesehitusest.
Tavabituumen
Tavabituumen on nafta töötlemisel saadav termoplastiline sideaine, mille omadused sõltuvad tugevalt temperatuurist. Soojenedes muutub bituumen pehmemaks ja voolavamaks, jahtudes aga jäigemaks. Erinevalt tsemendist või reageerivatest polümeersetest sideainetest ei teki selle kasutusomadused hüdratatsiooni ega uue ristseotud polümeerstruktuuri moodustumise kaudu.
Tavabituumeneid valmistatakse erineva kõvaduse ja viskoossusega. Sobiv bituumen valitakse vastavalt kasutusviisile ja temperatuurivahemikule, milles materjal peab töötama. Näiteks asfaltbetoonis peab sideaine ühelt poolt siduma täitematerjali ning taluma liikluskoormust, teisalt säilitama piisava deformatsioonivõime temperatuurimuutustes.
Bituumeni oluline omadus on väga väike vee läbilaskvus, mistõttu kasutatakse seda lisaks asfaltbetoonile ka hüdroisolatsiooni- ja kaitsesüsteemides. Samas ei tähenda bituumeni enda veekindlus automaatselt kogu konstruktsiooni veepidavust – määravaks võivad saada vuugid, ühendused, aluspinna praod, kihi paksus ja paigalduse kvaliteet.
Tavabituumeni piirang tuleb eriti hästi esile suure temperatuurivahemiku korral. Kõrgel temperatuuril võib materjal muutuda liiga pehmeks ja deformeeruda, madalal temperatuuril aga liiga jäigaks ning pragunemistundlikuks. Vananemisega see töövahemik muutub, sest bituumen üldjuhul jäigastub. Just nende omaduste parandamine on üks põhjuseid, miks kasutatakse polümeer-modifitseeritud bituumeneid
Polümeer-modifitseeritud bituumen
Polümeer-modifitseeritud bituumenis lisatakse bituumenile polümeere, et muuta selle omadusi ja laiendada temperatuurivahemikku, milles materjal suudab vajalikul viisil töötada. Eesmärk võib olla näiteks parandada deformatsioonivõimet madalal temperatuuril, suurendada vastupidavust kõrgel temperatuuril tekkivale deformatsioonile või parandada materjali taastumisvõimet pärast koormust.
Levinud modifikaatorid on SBS (stüreen-butadieen-stüreen) ja APP (ataktiline polüpropüleen), kuid nende mõju bituumenile on erinev. SBS annab bituumenile elastsemaid omadusi ja parema taastumisvõime pärast deformatsiooni. APP-modifitseerimine parandab eelkõige materjali käitumist kõrgematel temperatuuridel ning seda kasutatakse palju bituumenpõhistes katuse- ja hüdroisolatsioonimembraanides.
Polümeeriga modifitseerimine ei muuda bituumenit temperatuurist sõltumatuks. Ka modifitseeritud bituumeni jäikus ja deformatsioonivõime muutuvad temperatuuriga ning materjal vananeb aja jooksul. Modifitseerimise eesmärk on neid omadusi soovitud kasutusala jaoks parandada, mitte bituumeni põhiomadusi kaotada.
Samuti ei tähenda nimetus „polümeer-modifitseeritud bituumen“ veel üheselt kindlaid omadusi. Tulemust mõjutavad bituumeni omadused, kasutatud polümeeri tüüp ja kogus ning kogu süsteemi koostis. Seetõttu võivad kaks sama üldnimetusega materjali tegelikus kasutuses käituda üsna erinevalt.
Siin hoiaksin SBS-i ja APP käsitluse teadlikult lühikesena — piisavalt, et lugeja mõistaks, miks bituumenile üldse polümeeri lisatakse ja miks SBS ning APP ei tähenda sama asja.
Bituumenemulsioonid
Bituumenemulsiooni puhul tuleb arvestada piisava kuivamisajaga ka pärast paigaldamist. Suur õhuniiskus, madal temperatuur ja vähene õhu liikumine võivad vee eemaldumist oluliselt aeglustada. Eriti tuleb arvestada öise temperatuurilanguse ja suhtelise õhuniiskuse tõusuga: kuivamine võib ööseks väga aeglaseks muutuda ning kastepunkti saavutamisel võib pinnale tekkida ka kondensaat. Seetõttu ei pruugi mitmepäevane kuivamisperiood tähendada sama pikka tegelikku kuivamisaega. Vihmakindluse saavutamine ei tähenda veel, et emulsioon on täielikult kuivanud või valmis järgmise kihi, kaitsekihi või pinnasega katmiseks. Järgnevad tööd tuleb ajastada konkreetse toote tegeliku kuivamise, mitte ainult tavapärase ehitusgraafiku järgi.
Lahustiga vedeldatud bituumenid
Bituumensideaine valik
Bituumensideaine valikul tuleb arvestada nii kasutuskeskkonna, temperatuurivahemiku, niiskuse, aluspinna, deformatsioonide kui ka paigaldustingimustega. Tavabituumen, polümeer-modifitseeritud bituumen, bituumenemulsioon ja lahustiga vedeldatud bituumen erinevad nii omaduste kui ka selle poolest, kuidas neist pärast paigaldamist toimiv kiht kujuneb.
Bituumeni enda väike vee läbilaskvus ei taga veel konstruktsiooni pikaajalist veepidavust. Tulemust mõjutavad kogu süsteem: membraan või kaitsekiht, liited ja vuugid, aluspind, paigalduse kvaliteet, kuivamis- või jahtumistingimused ning hilisemad keskkonnamõjud. Seetõttu tuleb ka bituumensideaine puhul hinnata konkreetset süsteemi ja tingimusi, milles see peab töötama, mitte teha valikut ainult sideaine üldnimetuse järgi.