Кровельные и гидроизоляционные битумные материалы

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 работы гидроизоляционных материалов 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.

Для получения кровельных и гидроизоляционных материалов и изделий используют разнообразные материалы: природный камень, металлы, керамику, асбестоцемент, полимеры, но самые распространенные кровельные и гидроизоляционные рулонные материалы получают на основе битума и синтетических полимеров.

Материалы на основе битумных, битумно-полимерных и полимерных связующих – главнейший вид кровельных материалов. К ним относятся самые разные по форме, размерам и физическому состоянию материалы:

· мембранные – большеразмерные полотнища (площадью до 500 м²);

· рулонные – полотнища шириной около 1 метра и длиной 7…20 м, поставляемые на строительную площадку в рулонах;

· штучные и листовые – мелкоразмерные полосы и листы;

· 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);

· экономичность (стоимость и долговечность).

Рулонные кровельные материалы находят наибольшее применение. Площадь кровель, выполненных из рулонных материалов, составляет почти половину от общей площади кровель в России. Объясняется это, с одной стороны, невысокой стоимостью самих материалов и простотой устройства кровельного покрытия, а с другой стороны – тем, что рулонные материалы – наиболее удобный вид кровельного материала для плоских, в особенности с уклоном вовнутрь, кровель, характерных для типовых многоэтажных панельных, монолитных и кирпичных зданий. Популярны рулонные материалы и для индивидуального строительства в сельских районах. Качество рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов регулирует ГОСТ 30547–97 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Общие технические условия». Методика определения этих показателей регламентирована ГОСТ 2678-94 «Материалы рулонные кровельные и гидроизоляционные. Методы испытаний».

Первые рулонные материалы, появившиеся в конце XIX века, это толь, пергамин и рубероид. В основе этих материалов лежит кровельный картон, пропитанный черными вяжущими (битумом или дегтем).

Кровельный картон получают из вторичного текстиля, макулатуры и древесного сырья. Картон имеет рыхлую структуру 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 замедляет эти процессы.

Марка картона устанавливается по его поверхностной плотности (масса 1 м² картона в г); она может быть от 300 до 500. Ширина кровельного картона – 1000, 1025 и 1050 мм.

Пергамин – простейший рулонный материал, получаемый пропиткой кровельного картона расплавленным легкоплавким битумом (например, БНК 45/180). Применяют пергамин для устройства 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.

Современные рулонные материалы прошли длинный путь совершенствования свойств и мало напоминают традиционный рубероид. Первым этапом модификации рубероида было упрощение технологии устройства кровельного ковра благодаря внедрению наплавляемого рубероида. Он отличается более толстым слоем битума на нижней стороне материала, где в соответствии со стандартом слой битума должен быть не менее 1500 г/м². Кровельный ковер из наплавляемого рубероида получают путем подплавления нижней поверхности рубероида газовой горелкой с последующей его прикаткой.

Следующим шагом была замена непрочной и подверженной гниению картонной основы на более прочную и гнилостойкую. Были опробованы асбестокартон и основы на базе стекловолокна и синтетического волокна «полиэстер» в виде тканей, холста и нетканого полотна. В настоящее время предпочтение отдают нетканым основам из полиэстера и стеклохолсту. Стекловолокнистые основы отличаются малым удлинением при разрыве (1,5…3%), у синтетических – оно выше (35…40%).

Производят материалы на основе алюминиевой и медной фольги (например, 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 (то есть повышают долговечность материала). В настоящее время для модификации битума используют, в основном, термоэластопласты, 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 минус 20^оС) и высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. Битумы, модифицированные СБС, характеризуются еще более высокой гибкостью на холоде (до минус 30^оС), но они более чувствительны к УФ-облучению, в связи с чем требуют эффективной защиты от солнечного света. Материалы на основе битумов, модифицированных полимерами, имеют расширенный диапазон эксплуатационных температур, повышенную долговечность и позволяют производить работы по устройству кровли из рулонных материалов при отрицательных температурах, то есть практически круглый год.

У современных рулонных битумно-полимерных материалов для защиты от солнечного излучения используют бронирующие посыпки из цветной минеральной (сланцевой, керамической) или полимерной крошки. Такие посыпки более надежны, чем традиционные и придают повышенную декоративность материалу.

Промышленность выпускает большое количество рулонных кровельных материалов на различных основах и с различными модификаторами, при этом каждое предприятие дает свое собственное фирменное название материалу. Однако, все эти материалы в принципе имеют одно и то же строение: многослойный композиционный материал на прочной негниющей основе, на которую с обеих сторон нанесен толстый слой битумно-полимерного или битумного связующего с декоративной посыпкой на лицевой стороне и пленочной защитой от слипания на нижней. Толщина современных рулонных материалов 3…5 мм, что позволяет делать кровельный ковер двухслойным (а не 3…5 слоев) и укладывать его методом наплавления.

Гидроизоляционные материалы предназначены для предохранения строительных конструкций от контакта с водой, поглощения воды или фильтрации воды через них. Влага, контактирующая с материалом и проникающая в него, может пагубно влиять на эксплуатационные показатели материала (прочность, теплоизолирующую способность) или вызывать коррозию материала вплоть до его полного разрушения. В зависимости от физического состояния и соответственно технологии их применения гидроизоляционные материалы можно разделить на жидкие (пропиточные и пленкообразующие), пастообразные пластично-вязкие (мастики) и твердые упруго-пластичные (рулонные). Наиболее востребованы материалы из последней группы.

Упруго-пластичные гидроизоляционные материалы представлены рулонными материалами (безосновными и на различных основах) аналогичны кровельным. Как уже говорилось, в отличие от кровельных, гидроизоляционные материалы не подвергаются солнечному излучению, но постоянно находятся во влажных условиях, где на первое место выходит гнилостойкость.

В современных рулонных гидроизоляционных материалах для повышения долговечности и надежности используют битумные и полимербитумные материалы на негниющих основах.

Гидростеклоизол – битумный гидроизоляционный материал, состоящий из стекловолокнистой основы, на которую с двух сторон нанесен слой битумного вяжущего, состоящего из битума, минерального наполнителя (20 % от массы вяжущего) и пластификатора. Масса битумного вяжущего 3000±300 г/м². Материал укрепляется на изолируемой поверхности путем оплавления пламенем горелки. Рекомендуемая температура работ при укладке – не ниже 10°С.

Значительно эффективнее битумно-полимерные материалы, имеющие основу из полиэфирного волокна. Эти материалы могут эксплуатироваться в интервале температур от –25°С до +100°С; относительное удлинение при разрыве 35…40%. Материалы обеспечивают водонепроницаемость при давлении 0,2 МПа, применяются для гидроизоляции тоннелей метрополитена, пролетных строений мостов и путепроводов, подвалов, бассейнов и т.п.

Техноэласт грин - Предназначен для устройства гидроизоляции строительных конструкций и сооружений, в том числе всех типов озелененных крыш, где возможен контакт гидроизоляционного слоя с корневыми системами растений. Обладает стойкостью к повреждению корнями растений. Обладает химической и механической защитой от прорастания. Материал получают путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, СБС (стирол-бутадиен-стирол) полимерного модификатора, минерального наполнителя (тальк, доломит и др.) и антикорневых добавок, с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. В качестве защитных слоев используют крупнозернистую, мелкозернистую (песок) посыпки и полимерные покрытия.

Унифлекс вент - получают путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, СБС (стирол-бутадиен-стирол) полимерного модификатора и минерального наполнителя (тальк, доломит и др.). В качестве защитного слоя используют крупнозернистую (сланец) посыпку или полимерное покрытие сверху и вентилируемую поверхность снизу. Вентилируемая поверхность имеет полоски из битумно-полимерного вяжущего, пространство между которыми заполнено мелкофракционным песком и вся поверхность покрыта тонкой полимерной пленкой.

Линокром - получают путем двустороннего нанесения на стекловолокнистую (стеклохолст, стеклоткань) или полиэфирную основу битумного вяжущего, состоящего из битума и наполнителя, с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. В качестве защитных слоев используют крупнозернистую (сланец), мелкозернистую (песок) посыпки и полимерную пленку.

Паробарьер С — это рулонный пароизоляционный самоклеящийся битумосодержащий материал. В качестве клеящего слоя используется смесь стирольных полимеров и битума повышенной клейкости. Нижняя поверхность материала закрыта легкосъемной пленкой. Материал армируется стеклосеткой. Разрывные характеристики позволяют выдерживать вес человека стоящего между гофрами профлиста на пароизоляции, при этом материал не рвется и не растягивается как полиэтиленовые пароизоляционные материалы.

Паробарьер С предназначен для устройства пароизоляции в конструкциях кровли с несущим основанием из оцинкованного профилированного листа, а также как временную кровлю до укладки всей кровельной конструкции во всех климатических районах по СНиП 23-01-99*, при любых температурах окружающей среды не ниже минус 25 С. При отрицательных температурах для приклеивания к поверхности требуется подогрев материала фенами или горелкой. Он не оказывает влияния на определение класса функциональной пожарной опасности конструкций крыши и может быть использован в покрытиях любых зданий.