Рулонные кровельные материалы

Введение

Крыша – один из главнейших элементов здания. Функции ее многообразны: защита от дождя, снега, жары, мороза, солнечного излучения, вредных веществ, пыли и так далее. Однако во многих случаях роль крыши не ограничивается защитными функциями. Ее можно сравнить с головным убором, который не только защищает человека от непогоды и солнца, но и является элементом имиджа ее владельца.

По составу можно выделить органические, минеральные и металлические кровельные материалы.

К органическим относятся старейшие кровельные материалы – солома, дранка, и современные – битумные, битумно-полимерные и полимерные материалы. В силу специфики органических веществ такие кровельные материалы довольно быстро стареют под действием УФ-излучения и кислорода воздуха. Многие из них склонны к загниванию и все относятся к горючим материалам. Долговечность органических кровельных материалов от 5-7 до 25-30 лет.

Круг минеральных (каменных) кровельных материалов уже. Это имеющие многовековую историю сланцевые плитки, керамическая черепица и современные материалы: асбестоцементные листы (шифер) и цементно-песчаная черепица. Эти материалы свето- и гнилостойки. Основным разрушительным воздействием для них служит попеременное замораживание и оттаивание. Их долговечность значительно выше, чем у органических.

Металлические кровельные материалы в наше время представлены листовыми материалами из оцинкованной стали, меди и цинка. Из них наименее долговечна оцинкованная сталь – 30-50 лет. Долговечность цинковых и, в особенности, медных кровель превышает 100 лет.

По размеру и внешнему виду кровельные материалы можно разделить на следующие группы:

-штучные (черепица, природный шифер, «мягкая» черепица и т.п.);

-листовые (асбестоцементные листы, профилированные и плоские

металлические листы, металлочерепица, ондулин и др.);

-рулонные (пергамин, рубероид и их современные модификации);

-пленочные (резиновые и полимерные мембраны);

-мастичные (битумные и полимерные мастики).

Это деление достаточно условное, т.к. штучные и листовые материалы часто отличаются только размерами. В данном случае за границу между этими группами материалов принята площадь кровельного элемента 1 м². Также условной границей между рулонными и пленочными (мембранными) материалами принята ширина полотнища 1 м.

Рулонные кровельные материалы

Наибольшее распространение с 30-х годов и до настоящего времени имеют рулонные материалы, среди которых «патриархами» являются пергамин, рубероид и толь. В их основе лежит картон. Если он только пропитан легкоплавким битумом, это – пергамин; в случае, если пропитанный картон покрывают с двух сторон тугоплавким битумом и посыпан минеральной крошкой (песок, слюда), это – рубероид. Ширина рулонов этих материалов 1 м, длина 10-20 м.

Толь выпускается в двух модификациях: толь беспокровный – аналог пергамина и толь покровный – аналог рубероида, 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 как гидроизоляционный материал).

Основные характеристики битумных композиций

Безусловное требование к рулонным кровельным материалам – водонепроницаемость, которая сохраняется только при условии отсутствия трещин и разрывов. Поэтому с учетом условий работы материала на кровле (широкий диапазон температур и УФ-облучение) и необходимости обеспечения пластичности материала во время его укладки (размотка и приклейка рулонов) важнейшими показателями качества рулонных материалов будут: гибкость (оценивается по минимальной температуре, при которой отсутствуют трещины при загибе полоски материала на стержне с определенным радиусом); теплостойкость; прочность на разрыв (оценивается по усилию для разрыва полоски материала шириной 5 см). Широкое распространение пергамина и рубероида объясняется их технологичностью: простота изготовления материала и простота устройства кровли в широком диапазоне углов уклона и конструкций крыши и по самым разнообразным основаниям.

В основном, эти материалы используют на крышах с малым уклоном и по бетонному или другому сплошному основанию. Традиционное кровельное покрытие имеет вид многослойного (3-5 слоев) ковра из пергамина или подкладочного рубероида (нижние слои) и покровного рубероида (верхний слой), наклеиваемых битумными мастиками.

Более современный вариант – наплавляемый рубероид. В этом случае кровельный ковер настилается с помощью газовых горелок. При больших углах наклона крыши возможно крепление рубероида гвоздями по раскладкам.

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 связующего. 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 устройство кровли из рубероида невозможно в зимний период.

Следует отметить, что в Западной Европе, в частности в Германии, уже многие годы битумные материалы на картонной основе запрещены к применению для устройства 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, чем повышают 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 его хрупкости и повышая температуру размягчения, и обеспечивают сохранение эластичности вяжущего длительное время (т.e. повышают долговечность материала). В настоящее время для модификации битума используют, в основном, термоэластопласт атактический полипропилен (АПП) – побочный продукт при производстве полипропилена, по внешнему виду и свойствам напоминающий невулканизированный каучук, и синтетические каучуки, в частности, стирол-бутадиен-стирольный (СБС). Основные характеристики окисленного битума и полимербитумных композиций на основе АПП и СБС приведены в табл. 1.

По сравнению с обычным окисленным битумом, 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-облучению, 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 и 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. Стеклохолст представляет собой простейший вид 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.

Ткани и нетканые волокнистые основы на базе таких волокон отличаются высокой прочностью (табл. 2), водо- и гнилостойкостью, что увеличивает долговечность и надежность рулонных материалов на их основе.

Основы из полиэфирного нетканого полотна «полиэстер» имеют большое относительное удлинение при разрыве (до 45-50%), что обеспечивает повышенную эластичность и релаксационную способность материалов в целом. Удлинение при разрыве у стекловолокнистых основ небольшое – 2-6%.

Интересное решение – использование в роли основы металлической фольги (алюминиевой, медной). 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 замедления старения битумного связующего.

В обычных материалах для защиты от солнечного излучения применяются бронирующие посыпки из цветной минеральной (сланцевой, керамической) крошки. Такие посыпки более надежны, чем 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, 2 слоя основы и 3 слоя битума), который позволяет настилать рулонную кровлю за один раз.

Если подытожить вышесказанное, то можно выделить кровельные материалы четырех поколений.

I поколение – обычный рубероид (ГОСТ 10923-93) на картонной основе (долговечность менее 10 лет, число слоев кровельного ковра 3-5 и более, ручная укладка);

II поколение – наплавляемый рубероид на картонной основе (ускорилась настилка кровельного ковра);

III поколение – битумные материалы на гнилостойких основах из синтетических или стеклянных волокон (возросли прочность и долговечность покрытий до 10-12 лет);

IV поколение – битумно-полимерные материалы на гнилостойких основах (сократилось число слоев кровельного ковра до 2-3, увеличилась надежность и долговечность кровельных покрытий до 15-25 лет).

Естественно, что стоимость 1 м2 материала заметно (в несколько раз) возрастает от I поколения к IV. Но при этом следует учесть, что упростилась настилка кровельного ковра, сократилось число слоев материала в нем и, что особенно важно, возросла в 2-3 раза долговечность покрытия.

На сегодняшний день на рынке стройматериалов представлены рулонные материалы всех поколений и самых разных типов. Каково же в реальности соотношение объемов применения рулонных материалов различных типов в России и в европейских странах?

Картина распределения материалов по типам в России и в Западной Европе зеркально противоположная. У нас отдается предпочтение (85%) простейшим битумным недорогим, но недолговечным материалам I, II, III поколений. При этом около 40% занимает патриарх кровель – рубероид. В Западной Европе явное предпочтение (87%) отдается более надежным и долговечным, но более дорогим битумно-полимерным материалам IV поколения.

Современные кровельные материалы выпускают многие предприятия России. К крупнейшим производителям можно отнести ОАО «Завод Филикровля» (Москва), компанию «ТехноНИКОЛЬ» (Москва), завод «Изофлекс», Рязанский картонно-рубероидный завод. Эти предприятия выпускают широкий ассортимент рулонных материалов с различными свойствами и различного назначения.

Однако простейший и старейший рулонный материал – рубероид по-прежнему занимает ведущее место в общем объеме кровельных материалов. Поэтому описание конкретных видов материалов стоит начать именно с него.

РУБЕРОИД (ГОСТ 10923-93)

Рулонный кровельный материал, получаемый пропиткой кровельного картона нефтяными битумами с последующим нанесением на обе стороны полотна покровного состава, состоящего из битума с наполнителем, и посыпки. Для верхнего слоя кровельного ковра выпускается рубероид с крупнозернистой посыпкой лицевого слоя РКК-400 и РКК-350, для нижнего – РКП-350, РПП-300 и РПЭ-300 с пылевидной посыпкой с двух сторон. Цифры в марке рубероида обозначают массу 1 м2 картона, используемого для его изготовления.

Технические характеристики материала марок

Долговечность рубероида в роли верхнего слоя кровельного ковра не более 10 лет. Необходимость в ремонте может появиться через 4-6 лет.