ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ. Основная задача, решаемая с помощью как кровельных, так и гидроизоляционных материалов,— создание водонепроницаемого по­крытия

Основная задача, решаемая с помощью как кровельных, так и гидроизоляционных материалов,— создание водонепроницаемого по­крытия, защищающего изолируемую конструкцию и здание в целом от воздействия влаги. Однако условия, в которых работают кровельные материалы, существенно отличаются от условий, в которых работают гидроизоляционные материалы.

Кровельные материалы подвергаются периодическому увлажнению и высушиванию, воздействию прямого солнечного излучения (особен­но опасно действие его УФ-составляющей), нагреву, замораживанию, снеговым и ветровым нагрузкам.

Чтобы длительно и успешно работать в таких условиях, кровельные материалы должны быть атмосферостойкими, светостойкими, водо- и морозостойкими и достаточно прочными. В тех же случаях, когда крыша является видимым элементом сооружения (мансардные, двух­скатные, вальмовые и т. п. кровли), материал должен отвечать и определенным архитектурно-декоративным требованиям. И, наконец, технологичность и экономичность — общее требование ко всем кро­вельным материалам.

Гидроизоляционные материалы, в отличие от кровельных, работают в условиях постоянного воздействия влаги или агрессивных водных растворов (часто под давлением); температурные условия их работы более стабильны, солнечное облучение отсутствует, но возможно раз­витие гнилостных процессов.

От гидроизоляционных материалов требуются полная водонепро­ницаемость, долговечность, базирующаяся на гнилостойкости и кор­розионной стойкости, и свойства, обеспечивающие сохранение сплош­ности материала при различных внешних механических воздействиях. Технологичность и экономичность остаются также непременными требованиями.

Герметизирующие материалы — специфический вид материалов, назначение которых — обеспечить герметичность (водонепроницае­мость и непродуваемость) стыков конструктивных элементов зданий

16.2. 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 менее 1 и 2 м² соответственно);

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

Выбор того или иного типа 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 кровел ь, 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. Популярны 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 crpvKi уру 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 м* кантона в г); она может быть от 300 до 500. Ширина кровельного картона — 1000, 1025 и 1050 мм.

Толь — картон, пропитанный и покрытый с 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 v- 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 слипания 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 комплексом показателей:

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

• деформативностью, характеризуемой относительным удлинением материала при разрыве, %;

• 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 5 мм (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 также 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 стано-штся жестким и кровельный ковер при небольших деформациях температурных, усадочных и др.) трескается и кровля начинает тротекать.

Современные рулонные материалы прошли длинный путь совер­шенствования свойств и мало напоминают традиционный рубероид. Модификация рубероида происходила в несколько этапов (рис. 16.1).

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 битума должен быть не менее 1500 r/м²). Из наплавляемого рубероида кро­вельный ковер получают без клеющих мастик путем подплавления

нижней поверхности рубероида газовой горелкой с последующей его прикаткой (рис. 16.2).

Следующим шагом была замена осно­вы непрочной и подверженной гниению картонной основы на более прочную и гнилостойкую. Были опробованы асбесто-картон и основы на базе стекловолокна и синтетического волокна «полиэстр» в виде тканей, холста и нетканого полотна*. В настоящее время предпочтение отдают нетканым основам и стеклохолсту. Стек-ловолокнистые основы отличаются ма­льм 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 термоэла-стопласты, в частности, атактический полипропилен (АПП) — побоч­ный продукт при производстве полипропилена, по внешнему виду и свойствам напоминающий невулканизированный 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 к атмосферным воздействиям. Битумы, модифицированные СБС, ха­рактеризуются еще более высокой гибкостью на холоде (до — 30° С),

*

Стеклохолст — простейший вид стеклоткани, выполненный полотняным переплетением (через раз) из нескручбнных 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.

ко 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 из.г[учения 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 ie гниющей основе, на которую с обеих сторон нанесен толстый ;лой битумно-полимерного связующего с декоративной посыпкой ла верхней стороне и пленочной защитой от слипания на нижней ;рис. 16.3).

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 вари-

ант промышленность предлагает мягкую 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 (рис. 16.4). Мягкая штучная кровля не нова: еще в ЗО-е годы в СССР использовались плитки из «рубероидного срыва», а в США — плитки «Шинглс» (от англ. shingle — дранка, плоская плитка), ставшие там одним из самых любимых материалов.

Сейчас подобные плитки улучшенного качества выпускают под различными названиями. Как правило, это листы размером (900... 1000) х 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 самоклеющие участки на их нижней поверхности. Основанием под мягкую черепицу служит сплош­ная (дощатая) обрешетка. Минимальный угол наклона кровли 9... 10°, максимальный не ограничивается и этим материалом можно облицо­вывать и примыкающие к крышам участки стен. Трудоемкость устрой­ства кровельного покрытия не велика, 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-картонные листы (Ондулин) — штучный ма­териал для кровель, представляющий собой гибкие листы размером 2000 х 1000 мм и толщиной около 3 мм (вес листа и 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 асбе-стоцементные 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, отличающегося тем, что мембрана сделана из высокоэластичного полимерного материала 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 (камушков и т. п.). Сверху мембрана пригружается и защищается от УФ-излучения засыпкой гравием или бетонными плитками. При этом крыша может быть «эксплуатируемой».

Мастичные кровельные покрытияполучают 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.

Мастики могут применяться как самостоятельно, так и совместно с армирующей основой (например, стеклотканью).

Как правило, мастики представляют собой наполненные системы, пленкообразующим компонентом в которых служит жидкий каучук или другой реакционноспособный эластомер. Непосредственно перед нанесением в основную часть мастики вводится отверждающий (вул­канизирующий) компонент. После этого мастика наносится валиком, кистью или распылителем на основание. Используются и однокомпо-нентные мастики, отверждающиеся кислородом или влагой воздуха.

Большинство мастик позволяет работать даже при отрицательных температурах (до минус 5...10° С). Полное отверждение мастики, как правило, наступает не позже 1 сут после нанесения. Обычно мастика наносится в 2...3 слоя, в результате чего образуется пленка толщиной 2...3 мм.

Эластичность образующихся пленок очень велика (относительное удлинение при разрыве 300...500 %). В случае использования стекло­ткани относительное удлинение будет определяться уже стеклотканью,

т. е. не превысит 2...4 %. Таким образом, увеличение прочности покрытия достигается ценой потери эластичности.

Мастичные покрытия могут устраиваться и по старой рулонной кровле без ее снятия; также возможен ремонт старого мастичного покрытия путем нанесения нового тонкого слоя мастики.