Учебное пособие: Кровельные материалы

Учебное пособие: Кровельные материалыУчебное пособие: Кровельные материалы.

2. Рулонные кровельные материалы.

3. Рубероид (ГОСТ 10923-93.

4. Современные рулонные битумно-полимерные материалы на гнилостойких основах.

8. Список литературы.

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.

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.

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.

При маркировке многие предприятия используют трехбуквенное обозначение.

Первая буква – тип основы.

Э – нетканое полиэфирное волокно (полиэстр.

Вторая буква – вид верхнего покрытия.

П – защитная полимерная пленка.

К – крупнозернистая минеральная посыпка.

М – мелкозернистый пылеватый песок.

Третья буква – вид нижнего покрытия.

П – защитная полимерная пленка.

М – мелкозернистый пылеватый песок.

В специальных случаях используются индексы Ф – фольга, С – суспензия (пылеватая посыпка.

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.

Мембрана сделана из высокоэластичного резиноподобного полимерного материала с относительным удлинением 200-400% и высокой прочностью на растяжение и прокол. Материал мембраны сохраняет свои свойства при температуре от -60 до +100 °С. Размеры полотнищ таких материалов до 15х60 м (т.е. 900 м2.

Одним из главнейших преимуществ мембранных покрытий является быстрота устройства кровельных покрытий больших площадей. Полотнища подаются на крышу в сложенном виде, разворачиваются и укладываются на основание. Стыкуются полотнища друг с другом самовулканизирующимися лентами. Ими же выполняются 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». Правильно выполненная кровля может прослужить более 30 лет.

Наиболее известны мембранные EPDM (этилен-пропилен-диеновый сополимер) покрытия фирмы «Файерстоун». Часто в литературе (особенно переводной) мембранами называют новые поколения рулонных материалов на основе битума, модифицированного полимерами.

Мастичные кровельные покрытия.

Мастичные кровельные покрытия получают при нанесении на основание (обычно бетонное) жидковязких олигомерных продуктов, которые, отверждаясь на воздухе, образуют сплошную эластичную пленку. Мастики имеют хорошую адгезию к бетону, металлу, 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 быть двухкомпонентные (собственно мастика + отверждающая система), или однокомпонентные, отверждаемые влагой, кислородом или СO2, содержащимися в воздухе.

Выбирая кровельный материал, проектировщик или архитектор должны четко представлять себе назначение здания (жилое, общественное, вспомогательное и т.п.), желаемую долговечность самого здания и кровельного покрытия, а также конфигурацию крыши, диктуемую эстетическими и утилитарными (например, желанием иметь дополнительную площадь) соображениями.

Критериями для выбора конкретного кровельного материала в таком случае будут.

соответствие материала конфигурации кровли.

соответствие долговечности материала планируемой долговечности кровли и, в особенности, здания в целом.

соответствие материала эстетическим требованиям.

соответствие материала экономическим возможностям застройщика (здесь оценивается стоимость материала, трудоемкость его укладки и сложность конструкции кровли: стропила, обрешетка, долговечность и трудоемкость ремонтных работ.

Моя летняя общестроительная практика проходила в ССО «ВУЗСтрой» в период с 12июля по 7 августа. Нашим строительным отрядом выполнялся ремонт третьего и четвертого этажа в общежитии 6/2 ДВГУПСа.В процессе работ был произведен демонтаж старых дверей и окон, последующим монтажом занимались производители оконных заполнений. Нами был произведен ремонт без замены инженерного оборудования. Были вскрыты швы между плитами перекрытия, удалена старая шпаклевка с потолка, так же во всех кухнях и стенах корридора была произведена очистка стен от старой штукатурки. После окончания всех «пыльных» работ началась подготовка покрытий под покраску и наклейку обоев. Все стены во всех помещениях, в том числе и потолок были прогрунтованы корейской грунтовкой «Primer». Затем происходило оштукатуривание стен и стыков между плитами перекрытия для этого использовали штукатурку на гипсовом вяжущем «Rotband». Следующим этапом по технологии производства отделочных работ идет выравнивание поверхностей другой сухой смесью на основе гипсового вяжущего, но уже без мелкого заполнителя. Затем производилась шпаклевка тех поверхностей, которые в последующем будут окрашены, а именно стены коридора, кухни и потолки. Финальным этапом стала наклейка обоев под покраску, с последующей покраской, укладка линолеума в комнатах и крепление плинтусов.

Список используемой литературы.

1. Рыбьев И.А. «Строительное материаловедение»: Учеб. пособие для строит. спец. Вузов.- М. Высш. шк. 2004.-701с.

Еще работы по строительству.