2.2. Кровельные и гидроизоляционные материалы

Кровля является одним из важных и ответственных конструктивных элементов здания, выполняет защитные функции и одновременно обеспечивает определенный тепловой режим и комфортность помещения, участвует в создании архитектурного облика города. Столь многофункциональное назначение кровли может быть выполнено лишь при условии использования высококачественных, долговечных, декоративных материалов и современных технологий гидроизоляционных работ.

К мягким кровельным материалам относят рулонные и мастичные, которые в свою очередь разделяются по ряду признаков:

• по виду защитного слоя (с посыпкой или без посыпки, с защитными слоями фольги, щелоче-, кислото- и озоностойкими покрытиями);

• по форме и внешнему виду (штучные, листовые, рулонные, мастичные);

• по направлению использования (для основного и вспомогательного покрытия) и т. д.

Мастичные кровельные материалы - грубодисперсные суспензии, состоящие из дисперсионной среды (битума, полимера) и дисперсной фазы наполнителя. Мастичные расплавы крайне неустойчивы. Применяют мастичные расплавы обычно при 150-180°С. Покрытие из расплава мастики считается сформированным после его охлаждения до температуры окружающей среды.

Горячие битумные мастики готовят в заводских условиях (асфальтобитумные заводы), на централизованных установках в обогреваемых емкостях, оборудованных перемешивающими устройствами. Допускается изготовление мастик на строительных площадках.

Процесс приготовления битумного вяжущего состоит в обезвоживании и расплавлении битума, в сплавлении битумов, во введении в битум или сплав ПАВ и пластифицирующих добавок. Первоначально в емкость загружают легкоплавкий битум, который, в процессе нагревания до 105-110°С, обезвоживается, после этого загружают тугоплавкий битум и при постоянном перемешивании температуру битумной смеси доводят до 160-180°С.

Растворы - высокодисперсные коллоидные системы, в которых растворители (толуол, керосин, бензин и др.) являются дисперсной средой; а битум и полимер - дисперсной фазой.

В растворах частицы битума имеют размер 0,01 - 0,1 мк, чем объясняются их устойчивость (до нескольких месяцев). Применяют растворы обычно при температуре окружающей среды или подогретыми не выше 90 °С для понижения вязкости. Покрытие в виде пленки из растворов формируется в процессе испарения растворителя. В полимерных растворах изолирующая пленка образуется при испарении растворителя с одновременно протекающим процессом вулканизации полимерного компонента.

Эмульсии - коллоидные системы, в которых дисперсной фазой является битум, а дисперсионной средой - водный раствор эмульгатора(барды, казеина, оксида натрия, суспензии извести, пластичных глин и т.д.).

В стационарных условиях эмульсионные битумные пасты и мастики изготавливаются на твердых эмульгаторах. Процесс включает последовательные операции приготовления эмульгатора, пасты, введение наполнителя и разбавление наполнителя водой.

Применяются битумные, полимерные и битумополимерные эмульсионные мастики при температурах не ниже 5-10°С. Покрытие формируется при испарении воды.

В мастике суммарное содержание минеральных компонентов (глина, асбест и пылевидные наполнители ) должны составлять 65-70% от массы битума. Для приготовления эмульсионных битумных мастик используют битумы нефтяные, кровельные, дорожные с температурой размягчения 30-50°С. Пылевидные наполнители - известняковые и доломитовые порошки; молотые песок, кирпич, шлак, трепел и зола-унос ТЭС - не должны обладать вяжущими свойствами в воде. Вода вводится в состав:

• эмульгатора - 70-90% от асбеста и глины;

• пасты - 40-60% от массы битума;

• мастики - до рабочей консистенции.

Битумно-эмульсионные мастики на твердых эмульгаторах предназначены для устройства и ремонта кровель. Мастики не содержат токсичных растворителей, взрыво- и пожаробезопасны, можно легко наносить методом распыления сжатым воздухом, в том числе - на влажное основание.

Для устройства кровель с армирующими прокладками (или дисперсионным армирующим стекловолокном) используют холодные асфальтовые эмульсионные мастики, содержащие пасту на основе извести, глины, каолина, 80% бентонита, 10% асбестового наполнителя, 10% воды.

Для получения битумных холодных мастик используют растворители в виде органических веществ:

• легкие - авиационный, автомобильный и другие бензины;

• средние - уайт-спирт, сольвент, лигроин;

• тяжелые - тракторный и осветленный керосин.

На тяжелых растворителях получают мастики, применяемые только в летнее время. Холодную мастику получают путем дозированной подачи обезвоженного и разогретого битума в растворитель и последующего введения наполнителей.

Битумно-кукерсольная мастика МБК-Х-65, МБК-Х-75, состоит из битума (35-45%), лака-кукерсаля (45-55%) и асбеста (10%). Битумно-соляровая мастика МБС-Х-70, МБС-Х-85, МБС-Х-100 состоит из битума (40-60%), солярового масла (20-40%), извести-пушонки (10-12%).

Рулонные кровельные материалы

Исторически сложилось, что наибольшее хождение в России имеют рулонные кровельные материалы на битумных вяжущих. Они отличаются простотой изготовления, дешевы, независимо от условий производства и состояния изолированной поверхности создают слой с гарантированной толщиной.

«Патриархами» таких материалов являются пергамин, рубероид и толь. В основе этих материалов лежит картон. Если картон только пропитан легкоплавким битумом - это пергамин; в случае, если пропитанный картон покрывают с двух сторон тугоплавким битумом и посыпают минеральной крошкой (песок, слюда), - это рубероид. Ширина рулонов этих материалов 1м, длина 10.. .20 м.

Толь выпускается в двух модификациях, аналогичных пергамину и рубероиду, но в качестве пропитывающего и покровного материала используется деготь. Из-за быстрой деградации дегтя на свету и, как следствие, малой долговечности толя, он не рекомендуется в роли кровельного материала; более рационален толь в роли гидроизоляционного материала.

Безусловным показателем качества рулонных материалов является водонепроницаемость, которая сохраняется только при условии отсутствия трещин и разрывов материала. Поэтому с учетом условий работы материала на кровле и необходимостью обеспечения пластичности материала во время его укладки на кровлю важнейшими показателями качества рулонных материалов будут прочность на разрыв (оценивается по усилию для разрыва полоски материала шириной 5 см) и гибкость (оценивается по минимальной температуре, при которой отсутствуют трещины при загибе полоски материала на стержне с определенным радиусом).

Широкое распространение пергамина и рубероида объясняется их технологичностью: простотой изготовления материала и простотой устройства кровли из них в широком диапазоне углов уклона и конструкций крыши и по самым разнообразным основаниям.

Недостаток кровель из пергамина и рубероида - невысокая долговечность (5...7 лет), которая объясняется низкой прочностью и биостойкостью картонной основы, а также хрупкостью на морозе, низкой теплостойкостью и старением на солнце битумного вяжущего. При длительной эксплуатации материал становится жестким и кровельный ковер при любых деформациях (температурных, усадочных) растрескивается. Кроме того, из-за хрупкости битумного связующего на холоде и как следствие невозможности раскатать рулон, в таком случае устройство кровли из рубероида невозможно в зимний период.

В Западной Европе, в частности, в Германии, битумные материалы на картонной основе запрещены к применению для устройства кровель. В России в 1995 году постановлением Правительства Москвы рубероид запрещен для устройства новых кровель.

В современных рулонных кровельных материалах для улучшения свойств используются три основных направления:

• модификация битумного вяжущего;

• замена картона новой прочной и долговечной основой;

• использование новых видов бронирующих посыпок.

Простейший способ модификации битума - введение тонкодисперсных наполнителей или окисление расплавленного битума продуванием воздуха через него, что повышает его теплостойкость. Но при этом не повышается эластичность битума и устойчивость его к старению.

Более эффективна модификация битума полимерными продуктами. 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, термоэластопласт - атактический полипропилен (АЛЛ) - побочный продукт при производстве полипропилена, по внешнему виду и свойствам напоминающий невулканизированный каучук, и синтетические каучуки, в частности, стирол-бутадиен-стирольный (СБС).

По сравнению с обычными окисленными битумами битумы, модифицированные АПП, 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), но они более чувствительны к УФ-излучению, в связи с чем требуют применения 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).

Положительный эффект от модификации битумного связующего в полной мере может быть реализован только в случае замены слабой или недолговечной картонной основы на более прочные и стойкие основы. Такие основы можно получить, используя стеклянные или синтетические волокна (главным образом полиэфирные волокна типа «полиэстер» в виде тканей, холста и нетканого полотна), а также путем дисперсного армирования короткими отрезками волокон. Ткани и нетканые волокнистые основы на базе таких волокон отличаются высокой прочностью, водо- и биостойкостью, что увеличивает долговечность и надежность рулонных материалов на их основе.

Возможно использовать в роли основы металлическую фольгу (алюминиевую, медную); при этом фольга располагается на лицевой поверхности материала и служит не только основой, но защищает битумный слой от солнечных лучей и создает декоративный эффект. Благодаря этому материалы отличаются высокой долговечностью за счет исключения старения битумного связующего от сильного нагрева летом и УФ-излучения.

В материалах на основе стеклоткани и полиэстера для защиты от солнечного излучения применяются бронирующие посыпки из цветной пластмассовой или специально приготовленной и окрашенной минеральной (сланцевой, керамической) крошки. Такие бронирующие посыпки более надежные, как и традиционные (песок, слюда), и придают декоративность материалу.

Использование рулонных кровельных материалов предполагает устройство многослойного кровельного ковра. Ряд фирм пошли по пути замены всего кровельного ковра одним многослойным композиционным материалом (например, два слоя основы и три слоя битума), который позволяет настилать рулонную кровлю за один раз.

Качество рулонных кровельных материалов оценивается в соответствии с ГОСТ 30547-97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие технические условия».

Материалы на основе стекловолокна и синтетического волокна

Линокром. Рулонный наплавляемый битумный кровельный и гидроизоляционный материал на негниющей основе (стеклохолст, стеклоткань, полиэстер). Линокром может быть с крупнозернистой посыпкой для верхнего слоя кровельного ковра и с пылеватой - для нижних слоев и гидроизоляции. Долговечность линокрома около 10 лет.

Рубемаст. Рулонный кровельный битумный наплавляемый материал на основе из стеклохолста. Выпускается в двух модификациях: РНК-С-3,0 - для верхнего слоя кровельного ковра с крупнозернистой посыпкой и РНП-С-3,0 - для нижних слоев кровельного ковра с пылевидной посыпкой. Рубемаст представляет собой вариант рубероида на стекловолокнистой основе. Количество слоев при устройстве кровли с уклоном менее 6° - три. Долговечность покрытия - около 10 лет.

Стеклобит. Рулонный наплавляемый кровельный и гидроизоляционный битумный материал на стекловолокнистой основе с пластификатором. Площадь рулона 7,5 и 10 м².

За счет пластификации битума стеклобит обладает несколько большей гибкостью на холоде, чем рубемаст. При устройстве кровли с уклоном менее 6° требуется 2 слоя стеклобита. Долговечность материала - до 15 лет.

Стекломаст. Рулонный битумный (с пластификатором) кровельный и гидроизоляционный наплавляемый материал на основе стеклоткани. Выпускается двух марок: стекломаст-К - с крупнозернистой посыпкой для верхнего слоя кровельного ковра и стекломаст-П - с пылевидной посыпкой для нижних слоев кровельного ковра и гидроизоляции.

Стекломаст - аналог стеклобита, отличающийся от последнего тем, что за счет применения в качестве основы стеклоткани он имеет высокую разрывную прочность. Долговечность - не менее 15 лет.

Эластобит. Битумно-полимерный рулонный кровельный и гидроизоляционный наплавляемый материал на основе стеклоткани или синтетического полотна. Состав битумно-полимерного вяжущего: битумы БНК 40/180, БНК 90/30; синтетический каучук и минеральный наполнитель.

Устройство кровли из эластобита возможно в любое время года (исключая дождливую и снежную погоду); материал характеризуется высокой эластичностью и широким интервалом рабочих температур. Прогнозируемая долговечность кровли – до 20 лет.

Элабит. Рулонный кровельный наплавляемый битумно-полимерный материал на основе стеклоткани. Модификатор вяжущего - термопластичный каучук (карифлекс). Выпускается две марки элабита: К - для верхнего слоя кровельного ковра с крупнозернистой посыпкой и П - для нижнего слоя - с пылеватой.

Элабит - наиболее современная марка рулонного кровельного материала, выпускаемого Рязанским КРЗ, отличающаяся высокой эластичностью, сохраняемой при низких температурах. Прогнозируемая долговечность - 20-25 лет.

Филизол - наплавляемый кровельный гидроизоляционный материал, армированный - стеклотканью или полиэфирным волокном, покрытый с двух сторон слоем битумно-полимерного связующего (модификатор - каучук СБС); выпускается трех марок: «В» и «Супер» - для верхнего слоя кровельного ковра с крупнозернистой посыпкой на лицевой поверхности и «Н» - для нижних слоев кровельного ковра и гидроизоляции с пылеватой посыпкой. Филизол марки «Супер» отличается от «В» толщиной покровного слоя связующего и применением на нижней поверхности тонкой полиэтиленовой пленки вместо посыпки. Долговечность кровли из филизола, уложенного в два слоя, - 10... 15 лет.

Изопласт - битумно-полимерный кровельный и гидроизоляционный материал на основе малоокисленного битума, модифицированного атактическим полипропиленом (АЛЛ) и армированного нетканой полиэфирной или стекловолокнистой основой.

Для получения кровельного ковра необходимой прочности, водонепроницаемости, долговечности достаточно двух слоев изопласта - верхний марки «К» и нижний марки «П». Низкая трудоемкость устройства кровли и высокая долговечность (не менее 15-25 лет в зависимости от климатических условий) позволяет получить экономию в 24% по сравнению с аналогичными кровлями из рубероида.

Бикропласт. Рулонный наплавляемый битумно-полимерный кровельный и гидроизоляционный материал на негниющей основе (полиэстер или стеклохолст). Битумное вяжущее модифицировано АЛЛ. Выпускается в двух вариантах: с двусторонним покрытием полимерной пленкой - для нижнего слоя кровельного ковра и гидроизоляции («П») и с крупнозернистой посыпкой (возможно покрытие фольгой или атмосферостойкой полимерной пленкой) - для верхнего слоя кровельного ковра («К»).

Расчетный срок службы бикропласта - до 25 лет.

Ирмаст. Основой для производства материалов «Ирмаст» служит стеклоткань или полиэфирное полотно, покрытое с двух сторон битумно-полимерным связующим (в качестве модифицирующего полимера использован термоэластопласт СБС).

Битулин. Наплавляемый битумно-полимерный материал (модификатор АЛЛ) с основой из полиэстера или стекловолокнистого материала. Кровельный битулин выпускается трех марок: битулин ГП, битулин ПЕРФОР и битулин ГЛАСС.

Фирма дает гарантию на материал - 10 лет. Реальный срок службы материала -значительно выше.

Многослойные композиции на волокнистой основе

Катепал-тупла. Фирма «Катепал» выпускает полимер-битумный (модификатор СБС) многослойный кровельный материал. Он состоит из семи слоев (сверху-вниз):

• посыпка из цветной каменной крошки;

• полимер-битумное связующее;

• полиэфирная ткань;

• полимер-битумное связующее;

• стеклянная ткань;

• полимер-битумное связующее;

• защитная полиэтиленовая пленка.

Катепал-тупла приспособлен к условиям северного климата; долговечность его - не менее 20 лет. Стоимость устройства кровли из него (материал + работа) ниже, чем стоимость устройства традиционной многослойной кровли.

Материалы на основе металлической фольги

Фольгоизол. Рулонный материал на основе тонкой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны слоем резино-битумного связующего с порошкообразным минеральным наполнителем и антисептиком. Укладка фольгоизола производится наплавлением или с помощью битумных мастик.

Ондуфлеш - представляет собой рулонный многослойный материал:

• верхний слой - защитно-декоративная пленка из алюминиевой, окрашенной в различные цвета, или медной фольги (толщиной 0,05 мм);

• средний слой - битумное связующее, модифицированное полимером (термоэластопластом);

• нижний слой - предохраняющая полиэтиленовая-пленка, которая снимается перед наклейкой материала.

Ондуфлеш рекомендуется как вспомогательный материал при устройстве кровельных покрытий (сложные разделки, герметизации труб, мансардных окон, фонаре стеклянных крыш), а также для гидроизоляции фундаментов.

Фольга на поверхности материала обеспечивает его стойкость к УФ-излучению и соответственно долговечность до 20... 30 лет

Безосновные материалы

Бикапол -кровельный рулонный материал с улучшенными физико-механическими показателями.

Материал получают из смеси термоэластопластов в виде полотнищ, не имеющих армирующей основы. Возможно получение материала других цветов как окрашенного в массе по всей толщине, так и с фактурным слоем. Устройство рулонных кровель из бикапола производится при уклонах менее 11% наклейкой при помощи мастик: стандартными битумными или фирменными мастиками «Битурел» АО «Гермопласт».

Полимерные вяжущие относятся к третьему поколению материалов. Перспективны предельнонасыщенные полимеры: хлорсульфополиэтилен (ХСПЭ), полиизобутилен (ПИБ), этилен-пропилен-диеновый каучук (БК). Отсутствие двойных связей в главной цепи полимеров обеспечивает высокую стойкость к воздействию УФ-лучей, стойкость к окислению, повышенную атмосферо- и озоностойкость. Сохраняют высокоэластичные свойства в диапазоне температур от +60 до +100°С. Неполярность определяет высокую стойкость к действию неполярных сред, в том числе и к воде. Способны к высокому наполнению композиций.

К недостаткам рулонных кровельных материалов относится большое количество швов при изготовлении ковра и сложность отделки примыканий. Кроме того, практически все рулонные полимерные материалы, присутствующие сегодня на рынке, полностью вулканизированы. Это существенно снижает технологичность материала при применении, особенно при наличии большого числа инженерных сооружений, что приводит к необходимости дорогостоящей подготовки поверхности и использованию дорогих клеевых мастик с повышенной адгезией. В противном случае полотнища материала имеют слабую адгезию не только с изолируемой стороны, но и между собой, что особенно важно, учитывая множество швов.

Первым шагом в решении этих проблем явилась выпускаемая полимерная композиция «Поликров». Композицией она называется потому, что состоит из рулонной основы (Поликров-АР), приклеиваемой к ней мастики (Поликров-М) и наливного атмосферостойкого покрытия (Поликров-Л). Данная композиция не только обладает отличными исходными свойствами, присущими полимерам, но и сочетает в себе преимущества рулонного и наливного покрытий и лишена их недостатков.