Основные свойства и характеристики рулонных кровельных материалов

В процессе устройства кровли из рулонных материалов, кровельный ковер формируется из нескольких слоев. Нижние слои такой кровли это беспокровные подкладочные материалы, верхние – материалы с покровным слоем, состоящим из тугоплавкого битума и посыпки (пылевидной (П), мелкозернистой (М), крупнозернистой (К) или чешуйчатой (РЧК)).

Рулонные материалы бывают безосновные и основные. Безосновные это полотнища заданной толщины, получаемые путем прокатки смеси, состоящей из наполнителя (резина измельченная или минеральный порошок), органического вяжущего (в большинстве случаев это битум) и различных добавок (пластификаторы, антисептики и т.п.). Основные смеси получаются в результате обработки дегтями, битумами или битумно-дегтевыми вяжущими материалами, основы. В качестве основы используются: стеклоткани, бумага асбестовая, кровельный картон и т.п.
1
Ключевым требованием, предъявляемым к рулонным кровельным материалам, является их водонепроницаемость. При наличии разрывов и трещин данное условие выполняться не будет. В этой связи, принимая во внимание эксплуатационные условия используемого на кровле материала (облучение ультрафиолетом и большой разброс температур), а также то, что для обеспечения процесса его укладки (размотка, приклейка) он должен обладать хорошей пластичностью, можно утверждать, что важнейшими показателями качества рулонных материалов являются:

теплостойкость;

прочность на разрыв (усилие на разрыв 5-сантиметровой полоски материала);

гибкость (определяется по наименьшей температуре, при которой на полоске материала, загибаемой на определенного радиуса стержне, не образуются трещины).

Пергамин, толь и рубероид – наиболее популярные рулонные кровельные материалы. Популярность рубероида и пергамина объясняется небольшой себестоимостью, простотой изготовления и использования в процессе ремонта мягкой кровли. С помощью данного типа материалов кровля может быть устроена по самым разным основаниям, в широком диапазоне конструкций и углов наклона крыш. Однако чаще всего их используют на «сплошных» основаниях (например, бетонном) и на крышах с небольшим уклоном.

В большинстве случаев кровельное покрытие на территории СНГ это, наклеиваемый битумными мастиками многослойный рубероид (покровные верхние и подкладочные нижние слои), или ковер из пергамина (от 3 до 5 слоев). Наплавляемый рубероид, для укладки которого используются газовые горелки, является более современным вариантом. На крышах с большими углами наклона рубероид может дополнительно крепиться гвоздями по раскладкам.

Одним из основных недостатков кровель из рубероида и пергамина является их недолговечность. Максимальный срок службы около семи лет. Объясняется это старением на солнце и высокой хрупкостью на морозе битумного связующего, а также низкой биологической стойкостью и низкой прочностью основ из картона. Жесткость эксплуатируемого длительное время кровельного материала повышается, в результате чего в процессе усадочных деформаций кровельный ковер начинает растрескиваться практически при любых температурах. Другой проблемой связанной с хрупкостью связующего при низких температурах, является невозможность укладки кровли в зимний период.

Примечателен тот факт, что в ряде стран Западной Европы использование для обустройства кровель битумных материалов на картонной основе давным-давно запрещено.

С целью улучшения эксплуатационных свойств современных рулонных кровельных материалов их производители работают по трем основным направлениям:

замена картонной основы, основами, обладающими более высокой прочностью и долговечностью;

работа над созданием новых типов посыпок;

работа над улучшением эксплуатационных характеристик битумного вяжущего.

Одним из наиболее простых способов модификации битума, повышающим его теплостойкость, является искусственное окисление расплавленного битума или введение в его состав тонкодисперсных наполнителей. Однако ни устойчивость битума к старению ни его эластичность при этом не повышаются.

В зависимости от используемого связующего, кровельные материалы разделяются на несколько классов:

1) Битумные материалы

Необработанный битум начинает размягчаться уже при температуре 45-50°С, однако после проведения искусственного окисления (горячим воздухом под давлением) данный показательно повышается до 85-90°С. Есть у данной процедуры и свои минусы – понижение морозостойкости битума, начинающего трескаться на сгибах уже при температурах ниже 0°С. Уложенные на кровлю материалы на окисленном битуме, некоторое время спустя окисляются при обычных температурах (стареют), теряя при этом часть своих свойств. Для того чтобы минимизировать последствия данного эффекта в современных материалах используют особые марки битумов, благодаря чему их срок службы по сравнению с рубероидом увеличивается приблизительно на 50%.

При всех своих недостатках, материалы на окисленном битуме это достаточно технологичный и весьма недорогой продукт, который отлично подойдет для использования в местах с небольшими перепадами температур, например, при гидроизоляции внутренних помещений (гаражей, подвалов, ванных комнат и т.п.) или же для использования в качестве подкладочных слоев.

Данный материал, одним из основных плюсов которого является хорошее соотношения цены и качества, это своего рода переходное звено между полимерно-битумными материалами и рубероидами, побуждающее кровельщиков отказываться от использования рубероида в пользу технологий наплавления.

2) Полимерно-битумные материалы

Модификация битума полимерными добавками куда более эффективна. Их использование существенно улучшает характеристики битума: расширяет диапазон рабочих температур, повышает температуру размягчения и понижает температуру хрупкости, что позволяет вяжущему дольше сохранять свою эластичность, увеличивая тем самым долговечность кровельного покрытия. На сегодняшний день в качестве битумных модификаторов чаще всего используются стирол-бутадиен-стирол (СБС) или атактический полипропилен (АПП). Это позволяет увеличить и долговечность битума (в среднем около 20 лет) и его физико-механические характеристики.

СБС. Битумы, для модификации которых был использован СБС, характеризуются повышенной восприимчивостью к ультрафиолету и требуют соответствующей защиты, зато сохраняют свою прочность даже при очень низких температурах (до -30°С). Эксплуатационные характеристики битума существенно улучшаются даже при небольших объемах модификатора (оптимально 8-12%).

АПП. Использования в качестве битумного модификатора АПП, повышает его гибкость (до -20°С), устойчивость к негативным атмосферным воздействиям и теплостойкость. АПП обладает невысокой прочностью, потому его концентрация должна быть гораздо выше, чем в случае с СБС (~30%).

Изготовленные на основе модифицированных битумов материалы, характеризуются повышенной долговечностью, более широким диапазоном температур, при которых допускается их эксплуатация, и могут укладываться даже при отрицательных температурах.

Для того, чтобы положительный эффект от использования битумных модификаторов мог бы проявиться в полной мере, недолговечная картонная основа должны быть заменена по более стойкую и прочную основу. Изготавливаются такие основы с использованием синтетических или стеклянных волокон. В виде холста, нетканого полотна и тканей, или же дисперсным армированием (используются небольшие отрезки волокон).

Основы кровельных материалов. Основные характеристики

Наиболее дешевый вариант – стеклохолст. Данный материал по прочности превосходит картон и не гниет. Однако использовать материалы с основой из стеклохолста в качестве верхнего слоя гидроизоляционного или кровельного покрытия российские производители гидроизоляционных и кровельных материалов не рекомендуют. В большинстве случаев, в процессе возведения новых объектов данный тип материалов применяется для устройства нижних слоев, тогда как для верхнего слоя лучше использовать материалы на основе полиэстера и стеклоткани.

На сегодняшний день приблизительно 30% всех кровельных материалов, произведенных в Западной Европе, это материалы на основе стеклохолстов. В Росси производство подобных материалов развито недостаточно. Связано это, прежде всего, с по-прежнему высокой долей в структуре производства материалов более низкого качества. Большинство производителей не видят смысла в перепрофилировании производственных мощностей на изготовление материалов на основе негниющих оснований, т.к., во-первых, спрос на подобные более качественные и соответственно более дорогие материалы в регионах все еще недостаточно высок, во-вторых, из-за нежелания терять дополнительную прибыль (у большинства производителей собственные картонные производства).

Стеклоткань это негниющая высокопрочная (в 3-5 раз прочнее стеклохолста) основа, снижающая риск повреждения гидроизоляционного и кровельного ковра в процессе его эксплуатации и существенно увеличивающая (по сравнению с рубероидом) срок службы материала, изготовленного на ее основе. Стоит в 2-3 раза дороже стеклохолста.

Полиэстер так же, как и стеклоткань не гниет и не уступает ей в прочности, при этом обеспечивает куда более надежное сцепление с битумом и превосходит ее по показателям эластичности.

Полиэфирные основы в отличие от, обладающих небольшим относительным удлинением (2-4%) стеклотканей, способны удлиняться на 15-30%, обеспечивая тем самым непрерывность структуры даже в жестких эксплуатационных условиях. Более 50% рулонных гидроизоляционных и кровельных материалов, производимых сегодня в Западной Европе, это материалы, в основе изготовления которых лежит полиэстер. В Росси же, несмотря на ее более суровый климат, частые и более существенные суточные и сезонные колебания температур, материалы на основе полиэфирных полотен пока что распространены недостаточно.

Одним из наиболее удачных решений в области повышения долговечности битумных материалов путем замедления процесса старения их битумного связующего, является использование в качестве основы медной или алюминиевой фольги, размещаемой на лицевой поверхности материала. Размещенная таким образом фольга это не только основа и защита битумного слоя от ультрафиолетового излучения, но и своего рода декоративный элемент.

В большинстве материалов для защиты от ультрафиолета используют посыпки из цветной керамической и сланцевой крошки. Данный тип посыпок и красивее и надежнее более распространенных посыпок из слюды и песка. Рулонные кровельные материалы использует там, где необходим многослойный кровельный ковер. Часть компаний, занимающихся производством рулонных кровельных материалов, сегодня предлагают использовать другой, более простой метод. Метод заключается в замене всех слоев кровли – многослойным (слои битума и слои основы) композиционным материалом. Подобный подход позволяет значительно сократить время, затрачиваемое на устройство кровли.

Все кровельные материалы условно можно разделить на четыре поколения

Поколение первое – простой кровельный рулонный рубероид, в процессе изготовления которого на обе стороны, предварительно пропитанного нефтяными битумами кровельного картона, наносится, состоящий из смеси наполнителя и битума покровный состав, а затем посыпка. Особенности: Укладка осуществляется только вручную и занимает достаточно много времени. Минимально допустимое количество слоев – от трех до пяти. Максимальный срок службы менее 10 лет.

К первому поколению кровельных материалов относятся:

Пергамин – беспокровный рулонный материал, используемый для пароизоляции, а также в качестве подкладочного материала для рубероида. Изготавливается путем пропитки кровельного картона, нефтяным битумом с минимальной температурой размягчения 40°С.

Рубероид – гидроизоляционный рулонный кровельный материал, изготавливаемый путем покрытия двух сторон, пропитанного мягкими нефтяными битумами кровельного картона, слоем тугоплавкого битума.

Поколение второе – рубероид на картонной основе с наплавленным на заводе слоем битума, т.н. наплавляемый рубероид. Особенности: ускорение и упрощение процесса устройства ковра.

Ко второму поколению кровельных материалов относятся:

Рубемаст – рулонный наплавляемый материал с основой из картона. От простого рубероида отличается более толстым слоем битума на нижней стороне полотна. Обладает большей по сравнению с обычным рубероидом долговечностью и более высокой пластичностью. Укладывается методом пластификации растворителями (керосин, бензин и т.п.) или методом «подплавления» нижнего покровного слоя с использованием газовых горелок (битумные мастики при этом не используются).

Поколение третье – битумные материалы на неподверженных гниению основах из стеклянных или синтетических волокон. Особенности: средний срок службы повышен до 10-12 лет, увеличена долговечность и прочность.

Поколение четвертое – битумно-полимерные материалы на неподверженных гниению основах. Особенности: возможность сокращение количества слоев до 2-3, повышение надежности, повышение срока службы до 15-25 лет.

Примером третьего и четвертого поколения материалов могут служить современные образцы битумно-полимерных рулонных материалов на негниющих основах. Подобные материалы выпускают многие предприятия. Единого ГОСТа для данного типа продукции нет, потому технически условиях (ТУ) выпуска у каждого из них свои. Единой системы маркировки у современных рулонных материалов также пока что нет.