Кровельные материалы

Материалы на основе битумных, полимербитумных и полимер­ных связующих - главнейший вид кровельных материалов. К ним относятся самые разные по форме, размерам и физическому состоя­нию материалы:

- мембранные - большеразмерные полотнища (площадью 100...500 м²);

- рулонные - полотнища шириной около 1 м и длиной 7...20 м, поставляемые на строительную площадку в рулонах;

- штучные и листовые - мелкоразмерные полосы и листы (пло­щадью не менее 1 и 2 м² соответственно);

- мастичные - вязкие жидкости, образующие водонепроницае­мую пленку после нанесения на изолируемую конструкцию.

Выбор того или иного материала зависит от многих факторов:

- конструктивных (угол наклона крыши, материал основания и др.);

- технологических (простота устройства покрытия);

- архитектурно-декоративных (желаемый цвет и фактура поверх­ности кровли);

- экономических (стоимость и долговечность).

Рулонные материалы. Этот вид кровельных материалов находит наибольшее применение. Площадь кровель, выполненных из рулон­ных материалов, составляет 45...47% от общей площади кровель в России. Объясняется это, с одной стороны, невысокой стоимостью самих материалов и простотой устройства кровельного покрытия, а с другой - тем, что рулонные материалы - наиболее удобный вид кро­вельного материала для плоских (угол наклона 3...6⁰) кровель, ха­рактерных для типовых многоэтажных панельных и кирпичных зда­ний. Применяются рулонные материалы и для индивидуального строительства в сельских районах.

Первые рулонные материалы, появившиеся в начале XX в., - это толь, пергамин и рубероид. В основе этих материалов лежит кро­вельный картон, пропитанный черными вяжущими.

Кровельный картон получают из вторичного текстиля, макулату­ры и древесного сырья. Картон имеет рыхлую структуру и хорошо впитывает влагу и другие жидкости (в частности, расплавленный битум). При увлажнении под действием солнечного излучения и в результате гниения картон теряет свои свойства. Пропитка битумом и дегтем замедляет эти процессы.

Марка картона устанавливается по его поверхностной плотности (масса 1 m ^j картона в г); она может быть от 300 до 500; ширина кро­вельного картона - 1000; 1025 и 1050 мм.

Толь - картон, пропитанный и покрытый в двух сторон дегтем. В качестве кровельного материала толь применяют лишь для времен­ных сооружений, так как деготь быстро стареет на солнце и матери­ал разрушается через 2-3 г. Более целесообразен толь для гидроизо­ляции, где отсутствует солнечное излучение, и где важную роль иг­рают антисептические свойства дегтя.

Пергамин - простейший рулонный материал, получаемый про­питкой кровельного картона расплавленным легкоплавким битумом (например, БНК 45, 180). Применяют пергамин для нижних слоев кровельного ковра и для устройства пароизоляционных прокладок в строительных конструкциях. Марки пергамина П-300; П-350 и т.п. (П - пергамин; 300 - марка картона).

Рубероид - многослойный материал, получаемый, как и перга­мин, пропиткой кровельного картона легкоплавким битумом и по­следующего нанесения с обеих сторон слоя тугоплавкого битума, наполненного минеральным порошком. Лицевая сторона рубероида покрывается «бронирующей» посыпкой (песком, слюдой, сланцевой мелочью и т.п.), защищающей материал от УФ-излучения; нижняя сторона - порошком из известняка или талька, для защиты от слива­ния слоев в рулоне. Длина рулона 10...20 м.

Марки рубероида - РКК-420; РКЧ-350 и т.п. (Р - рубероид; К - кровельный; К и Ч - вид посыпки, соответственно, - крупнозернистая или чешуйчатая). Для нижних слоев кровельного ковра выпускается рубероид подкладочный (П) с пылеватой посып­кой (П) с обеих сторон (например, РПП-300)

Качество рулонных кровельных материалов оценивается в соот­ветствии со стандартом комплексам показателей:

- прочностью, характеризуемой силой, необходимой для разрыва образца материала шириной 5 см, Н;

- деформативностыо, характеризуемой относительным удлинени­ем материала при разрыде, %;

- гибкостью на холоде, характеризуемой минимальной темпера­турой, при которой образец материала не трескается при загибе его вокруг бруса радиусом 25 мм (для материалов с основой) и 5мм (для безосновных), °С;

- теплостойкостью, характеризуемой максимальной температу­рой, при которой у вертикально подвешенного образца не наблюда­ется стекания покровной массы, °С;

- водопоглощением, %;

- водонепроницаемостью, характеризуемой временем, в течение которого образец не пропускает воду при определенном давлении.

Так, рубероиды марок РКК-400; РКК-350 и РПП-300 в соответст­вии с техническими условиями должны иметь следующие показатели:

Кровля из рубероида и пергамина многодельна, так как представ­ляет собой многослойный (3...5 слоев) кровельный ковер, выклеи­ваемый на крыше с помощью битумных мастик. Из-за хрупкости битумного связующего на холоде устройство кровли из рубероида невозможно в зимний период.

Помимо этого, кровли из обычного рубероида и пергамина имеют невысокую долговечность - 5...6 лет. Последнее объясняется низки­ми значениями прочности и водо- и биостойкостью картонной осно­вы. А таюке узким интервалом рабочих температур битумного вя­жущего: на холоде (около 0°С) он становится хрупким, а при нагреве до 60...80°С размягчается и течет. Кроме того, и битум, и картонная основа быстро стареют под действием солнечного излучения и ки­слорода воздуха.

Через несколько лет эксплуатации на крыше рубероид становится жестким и кровельный ковер при небольших деформациях (темпера­турных, усадочных и др.) трескается и кровля начинает протекать.

Современные рулонные материалы прошли длинный путь совер­шенствования свойств и мало напоминают традиционный рубероид. Модификация рубероида происходила в несколько этапов.

Первым этапом было упрощение технологии устройства кровель­ного ковра благодаря внедрению наплавляемого рубероида. Он от­личается от обычного рубероида более толстым слоем битума (в особенности, на нижней стороне материала, где, в соответствии со стандартом, расход битума должен быть не менее 1500 г/м²). Из на­плавляемого рубероида кровельный ковер получают без клеящих мастик путем подплавления нижней поверхности рубероида газовой горелкой с последующей его прикаткой.

Следующим шагом была замена основы непрочной и подвержен­ной гниению картонной основы на более прочную и гнилостойкую. Были опробованы асбестокартон и основы на базе стекловолокна и синтетического волокна «полиэстер» в виде тканей, холста и нетка­ного полотна. В настоящее время предпочтение отдают нетканым основам и стеклохолсту. Стекловолокнистые основы отличаются малым удлинением при разрыве (е = 1, 5...3%); у синтетических - оно выше (е = 35,., 40%).

Производят материалы на основе алюминиевой и медной фольги (например, материал фольгоизол). Фольга, находящаяся на лицевой стороне материала, придает ему декоративные свойства и защищает от солнечного излучения.

Применение новых прочных и долговечных основ, в свою оче­редь, потребовало модификации битумного связующего в сторону повышения его долговечности и расширения диапазона рабочих температур. Эта задача была решена путем модификации битума полимерами. Полимерные добавки позволяют расширить интервал рабочих температур битума (снижая температуру хрупкости и по­вышая температуру размягчения) и обеспечивают сохранение эла­стичности вяжущего длительное время (т.е. повышают долговеч­ность материала). В настоящее время для модификации битума ис­пользуют в основном термоэлапласты, в частности, атактический полипропилен (АПП) - побочный продукт при производстве поли­пропилена, по внешнему виду и свойствам напоминанет невулкани- зированный каучук, и синтетические каучуки, например, стирол- бутадиен-стирольный (СБС).

Битумы, модифицированные АПП, по сравнению с обычным окисленным битумом характеризуются высокой теплостойкостью, хорошей гибкостью на холоде (до - 20°С) и высокой устойчивостью

Стеклохолст - простейший вил стеклоткани, выполненный полотняным перепле­тением (через раз) из нескрученных прядей стеклянного волокна (ровницы). Нетка­ное полотно - полотно, в котором волокна расположены хаотически (например, сукно или войлок) и скрепляются между собой силой трения, клеевым составом или термической сваркой.

к атмосферным воздействиям. Битумы, модифицированные СБС, характеризуются еще более высокой гибкостью на холоде (до - но они более чувствительны к УФ-облучению, в связи с чем требуют применения эффективной защиты от солнечного света. Ма­териалы на основе таких модифицированных битумов имеют расши­ренный диапазон эксплуатационных температур, повышенную дол­говечность и позволяют производить работы по устройству кровли из рулонных материалов при отрицательных температурах (т.е. практически круглый год).

У современных рулонных битумно-полимерных материалов для защиты от солнечного излучения применяют бронирующие посыпки из цветной минеральной (сланцевой, керамической) или полимерной крошки. Такие посыпки более надежны, чем традиционные (песок, слюда), и придают декоративность материалу.

Промышленность рулонных кровельных материалов выпускает большое количество материалов на различных основах и с различ­ными модификаторами, при этом каждое предприятие дает свое соб­ственное название материалу. Так, завод «Филикровля» (Москва) производит материал «Филизол», завод «Изофлекс» (Кириши, Санкт-Петербург) выпускает широкий спектр материалов под назва­нием «Изопласт» и т.д.

Однако все эти материалы в принципе имеют одно и то же строе­ние: многослойный композиционный материал на прочной негнию- щей основе, на которую с обеих сторон нанесен толстый слой би- тумно-полимерного связующего с декоративной посыпкой на верх­ней стороне и пленочной защитой от слипания на нижней.

Толщина современных рулонных материалов 3...5 мм, что позво­ляет делать кровельный ковер двухслойным (а не 3...5 слойным) и укладывать его методом наплавления.

Штучные материалы. Рулонные материалы в основном приме­няют для крыш с малым уклоном. Зрительно они образуют монотон­ную, лишенную декоративности поверхность. Для плоских, «неви­димых» для людских глаз крыш это не имеет значения. В современ­ном строительстве входят в моду крыши с большим уклоном (15...60°), поверхность которых уже является декоративным элемен­том здания. В этом случае необходимы кровельные материалы, при­дающие кровле цвет и фактуру. Традиционно такими материалами были черепица, натуральный шифер (плитки из сланца) и дранка. Каждый из них имеет свои положительные и отрицательные сторо­ны. Как альтернативный вариант промышленность предлагает мяг­ кую черепицу - штучный материал, получаемый на основе традици­онных рулонных материалов, путем вырубки из полотна фигурных полос, которые при укладке напоминают кровлю из натурального шифера или дранки. Мягкая штучная кровля не нова: еще в 30-е го­ды в СССР использовались плитки из «рубероидного срыва», а в США - плитки «Шинглс».

Сейчас подобные плитки улучшенного качества выпускают под различными названиями. Как правило, это листы размеров (900... 1000) х (350...400) мм, имитирующие 3...4 штуки плоской черепицы различной формы. Листы крепят к обрешетке гвоздями, а соединение листов друг с другом по вертикали обеспечивают само- клеющие участки на их нижней поверхности. Основанием под мяг­кую черепицу служит сплошная (дощатая) обрешетка. Минималь­ный угол наклона кровли 9... 10°, максимальный не ограничивается; этим материалом можно облицовывать и примыкающие к крышам участки стен. Трудоемкость устройства кровельного покрытия невелика, а вес 1 м² покрытия не превышает 10... 12 кг.

Цвет и шероховатая фактура лицевой поверхности достигаются минеральной посыпкой. Фирмы выпускают плитки практически лю­бого цвета: одноцветные или имитирующие «объемность» материа­ла. Кровли из таких материалов удивительно декоративны. Мягкая черепица более долговечна, чем аналогичные по строению рулонные материалы, из-за того, что она не образует сплошного покрытия, и деформации материала при старении локализуются в каждой плитке в отдельности, что исключает нарушение сплошности покрытия от внутренних напряжений. У мягкой черепицы долговечность кровли будет определяться потерей декоративности из-за потери цветной посыпки плиток.

Волнистые битумно-картонпые листы (Ондулин) - штучный материал для кровель, представляющий собой гибкие листы разме­ром 2000 х 1000 мм и толщиной около 3 мм (вес листа ~ 6 кг). Листы - волнистый картон, пропитанный битумом и с лицевой стороны, окрашенный атмосферостойкой полимерной краской. Окраска соз­дает декоративный эффект и защищает картон и битум от действия солнечного излучения. Этот материал был предложен французской фирмой «Ондулин» в 40-х годах XX в. В настоящее время подобные волнистые листы производят многие фирмы.

Ондулин укладывают по решетчатой обрешетке так же, как асбе­стоцементные волнистые листы (шифер); возможна укладка по ста­рому кровельному покрытию. Укладку производят с нахлестом в од­ну волну с помощью гвоздей или шурупов. Долговечность материала более 30 лет.

Мембранные покрытия. Для кровель промышленных, общест­венных и других зданий с малыми уклонами, прочными и плотными (например, бетонными) основаниями интерес представляют мембран­ные покрытия. Такие покрытия, как бы развитие идеи кровельного ковра из рулонных материалов, отличающиеся тем, что мембрана сде­лана из высокоэластичного полимерного материала (эластомеров) с относительным удлинением 200...400% и высокой прочностью на растяжение и прокол. Материал мембраны сохраняет свои свойства при температуре от - 60°С до + 100°С. Размеры полотнищ таких мате­риалов до 15 х 60 м (т.е. их площадь достигает до 900 м²).

Одним из главнейших преимуществ мембранных покрытий явля­ется быстрота устройства кровельных покрытий больших площадей. Полотнища подают на крышу в сложенном виде, разворачивают и укладывают на основание. Стыкуют полотнища друг с другом само­вулканизирующимися лентами; ими же выполняют примыкания. Возможна укладка мембран по старому кровельному ковру. Обяза­тельным условием является тщательная очистка основания от твер­дых частиц. Сверху мембрана пригружается и защищается от УФ- излучения засыпкой гравием или бетонными плитками. При этом крыша может быть «эксплуатируемой»,

Мастичные кровельные покрытия получают при нанесении на основание (обычно, бетонное) жидковязких олигомерных продуктов, которые, отверждаясь, образуют сплошную эластичную пленку. Мас­тики имеют хорошую адгезию к бетону, металлам и битумным мате­риалам. По сути, мастичные кровельные покрытия - это полимерные мембраны, формируемые прямо на поверхности крыши. Особенно удобны мастичные материалы при выполнении узлов примыкания.