Современные кровельные материалы (часть I)

Современные кровельные материалы (часть I)Современные кровельные материалы (часть I.

Крыша — один из главнейших элементов здания. Функции ее многообразны: защита от дождя, снега, жары, мороза, солнечного излучения, вредных веществ, пыли и так прочее. 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.

Крыша, как никакой другой элемент, диктует жесткую взаимосвязь «конструкция — материал». Архитектурное решение крыши (форма, уклон) очерчивает круг возможных материалов для устройства кровельного покрытия. Оба фактора (конструкция и материал) в свою очередь определяют технологические и эксплуатационные свойства кровельного покрытия: трудоемкость устройства, долговечность и простота ремонта, а также его декоративные качества (цвет, фактура поверхности.

При выборе конкретного типа материала для скатных кровель, характерных для коттеджного строительства, во главу угла ставятся эстетические требования . Одна из причин этого в том, что в совокупное понятие «эстетические требования» входит и так называемая престижность материала. Например, к числу наиболее престижных материалов относится керамическая черепица. Дом с черепичной крышей — олицетворение надежности и солидности. Это обстоятельство в настоящее время используют фирмы, производящие кровельные материалы. Вот почему появилось много материалов, которые имитируют керамическую черепицу. Даже в их названии присутствует слово «черепица»: мягкая черепица, металлочерепица, цементно-песчаная черепица.

Сегодня на рынке строительных материалов появилось большое количество разнообразных зарубежных и отечественных кровельных материалов.

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 посыпают 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.

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.

-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.

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.

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.

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.

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.

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

битумно-полимерные материалы на гнилостойких основах.

Современные рулонные кровельные материалы выпускает большое количество предприятий. Сравнительную оценку и выбор материала затрудняют различные фирменные названия — «Люберит», «Филизол», «Экофлек», «Кинепласт» и т.д. Для этих материалов нет единого ГОСТа, поэтому каждый выпускается по своим техническим условиям (ТУ). Нет даже единой системы маркировки рулонных материалов, хотя в этом отношении у крупнейших производителей налаживается единообразие.

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

Для верхнего лицевого слоя кровельного ковра производится изопласт «К» (кровельный) марок: ЭКП-4,5 — с защитно-декоративным слюдяным (вермикулит) слоем и ЭКП-5,0 — с посыпкой цветным (красный, зеленый, серый) гранулятом. Снизу материал покрыт тонкой (10 мкм) полиэтиленовой пленкой. Основа — полиэфирный нетканый материал (индекс «Э» в наименовании марки); цифры: 4,5 и 5,0 — масса 1 м2 материала в кг.

Для нижнего слоя кровельного ковра и гидроизоляции производится материал с двухсторонней пылеватой посыпкой (или покрытый тонкой 80-100 мкм полиэтиленовой пленкой): изопласт «П» (подкладочный) на стекловолокнистой (X) или полиэфирной (Э) нетканой основе марок: ХПП-3,0; ХПП-4,0; ЭПП-3,0; ЭПП-4,0.

Специально для гидроизоляции ответственных сооружений (тоннелей, мостов и т.п.) выпускается изопласт марок ЭМП-5,5.

Изопласт выпускают в виде рулонов шириной 1,0 м и длиной 10 м.

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

Техноэласт — группа рулонных кровельных и гидроизоляционных битумно-полимерных материалов на гниющих основах, в которых битум модифицирован синтетическим каучуком СБС. Это обеспечивает гибкость материала при низких температурах. Выпускаются четыре основные марки материала, различающиеся типом основы, посыпкой и массой 1 м2: ЭКП-5,0; ТКП-5,0; ЭПП-4,0; ХПП-3,0. Кроме того, производятся специальные марки: ЭКС-5,0 — самоклеящийся, и ЭКВ-6,0 «Вент», способный к удалению паров из-под кровельного ковра. Ниже приводится общая характеристика материалов типа Техноэласт.

Техноэласт выпускают в виде рулонов шириной 1,0 м и площадью 10 м2 (марка ХПП-3,0 — 15 м2). Ориентировочный срок службы 2-3-слойного кровельного ковра — не менее 20 лет.

Штучные кровельные материалы.

Рулонные материалы в основном применяют для крыш с малым уклоном. Зрительно они образуют монотонную, лишенную декоративности поверхность. Для плоских «невидимых» для людей крыш это не имеет значения. В современном строительстве в моде крыши с большим (15-60°) уклоном (вальмовые, мансардные и т.п.), поверхность которых — один из основных декоративных элементов здания. В этом случае желательны кровельные материалы, придающие кровле цвет и фактуру. Такими материалами являются штучные материалы: черепица, шифер, гонт, дранка и др.

Традиционные штучные материалы.

Штучные кровельные материалы применялись издревле. Конкретный вид материала определялся природными условиями места строительства: в тропических странах это могли быть пальмовые листья, в горных районах — шифер, в богатых лесом районах (север России, Скандинавия и т.п.) — деревянная щепа. Наиболее совершенным и универсальным видом штучных кровельных материалов была черепица. Старинные здания с черепичными крышами есть во многих странах на всех континентах. Ниже приведены характеристики основных видов традиционных штучных кровельных материалов.

Дранка (щепа) — тонкие (5-10 мм) дощечки шириной 90-150 мм, получаемые раскалыванием прямослойных чураков длиной 0,5-10 м из ели, сосны, лиственницы, осины специальным ножом или топором.

Декоративный вариант дранки, у которой нижний конец сделан уступами, называется лемех. Он применялся, в частности, для куполов деревянных церквей.

Гонт (от польского gont) — более совершенный вид деревянного кровельного материала. Гонт — пиленые или колотые дощечки длиной 40-60 см, шириной 10-15 см, имеющие клинообразное поперечное сечение. Толстый (10-15 мм) край гонтины имеет паз, в который входит тонкий (2-3 мм) край соседней гонтины; этим достигается большая плотность кровельного покрытия. Гонт, как и дранку, настилают в 3-4 слоя по обрешетке из жердей или брусков с шагом в 1/3 или 1/4 длины дранки. Дранка и гонт благодаря небольшой толщине быстро сохнут, и поэтому деревянная крыша из них не гниет и сохраняется 10-15 лет. Такие крыши в первые годы эксплуатации имеют приятный серебристо-серый цвет.

Шифер (от нем. schiefer — сланец) — плитки, получаемые раскалыванием слоистых горных пород (преимущественно, глинистых сланцев). Цвет — темно-серый (черный, красно-коричневый), форма, близкая к квадратной, со стороной 20-40 см. Этот материал широко применялся на юге Германии, в Австрии, Великобритании, Закавказье. Шифер — очень долговечный материал: многие архитектурные памятники Средневековья сохранили шиферные кровли до нашего времени. В обиходной жизни шифером называют кровельные изделия из асбестоцемента.

Источник: «Газета Стройка» рубрика «Стройинформ.