Материалы и технологии устройства мягких кровель

Самым распространенным видом гидроизоляции плоских крыш на сегодняшний день являются мягкие кровли (мастичные и рулонные). Все современные мягкие кровли из рулонных материалов подразделяются по способу соединения с основанием: приклеиваемые, наплавляемые, механически соединяемые, балластные, теплосварные, самоклеящиеся. Мастичные кровли по способу нанесения: наливные, обмазочные, напыляемые. При выполнении плит покрытий из монолитного водонепроницаемого бетона гидроизоляционный слой может не выполняться. При ремонте крыш, кроме перечисленных способов, предлагаются технологии восстановления кровель без применения новых материалов. В данной статье рассматриваются вышеуказанные материалы и способы их укладки.

ПРИКЛЕИВАЕМЫЕ СИСТЕМЫ

Приклеивание рулонных материалов осуществляется посредством различных клеевых композиций в основном для материалов малой толщины (1,14-2,8 мм). До недавнего времени при устройстве мягких кровель в качестве основных кровельных слоев широко использовались рулонные битумные материалы. Основой для битумных материалов, в частности для рубероидов, являлся картон. Для производства рубероида использовались окисленные битумы и картон, которые приводили к массе дефектов: масла вытекали, битум становился хрупким, картон разбухал и вымывался. В настоящее время для битумных и битумно-полимерных материалов основой являются стеклохолст, стеклоткань, стеклосетка, полиэфирное волокно, рифленая алюминиевая или медная фольга. Стеклохолст представляет собой материал из волокон длиной 2 см. Полиэфирное волокна имеет относительное удлинение до 60%. Недостаток укладки битумных и битумно-полимерных материалов заключается в том, что укладывать материалы следует только на сухое основание.

Основной враг для битумных и битумно-полимерных материалов - влага и водяной пар в подкровельных слоях. Влага в виде пара будет выходить на поверхность, и кровельный ковер за счет давления водяных паров будет отрываться от поверхности основания. Для высушивания и защиты от подкровельной влаги применяются несколько способов: а) устраиваются «дышащие» кровли путем установки флюгарок (аэраторов); б) устраиваются «дышащие» кровли с воздушной прослойкой путем приклейки к основанию нижнего слоя с полосовым (прерывистым) слоем наклейки; в) устраиваются «дышащие» кровли с воздушной прослойкой путем приклейки к основанию нижних слоев из перфорированного кровельного материала; г) применяются некоторые материалы, которые имеют полиэстеровую подложку для выведения влаги из-под кровельного покрытия - диффузия влаги происходит по подложке с последующим удалением через парапеты по пери метру и через специально установленные флюгарки в середине.

Приклеивание рулонного материала и грунтовка поверхности основания осуществляется одноименными мастиками и праймерами. Битумные и битумно-полимерные материалы, имеющие толщину 2,2 - 2,8 мм, соединяются с основанием путем приклеивания на различных мастиках.

Приклеивание на горячих битумных и битумно-резиновых мастиках (температура для битумных мастик 160- 180°С, а для битуно-резиновых 180 - 200°С). Этот традиционный и старый способ укладки рубероидных кровель в 4 - 5 слоев требует оборудования в виде битумоварочных котлов с перемешиванием компонентов, автогудронаторов, термосов, подающих на кровлю установок. В настоящее время он применяется редко из-за сложности аппаратурного сопровождения и большой трудоемкости, так как требует больших сопутствующих затрат по приготовлению и нанесению мастик на поверхность кровли. Кроме того, мягкие кровли, выполняемые из традиционных материалов, недолговечны, сложны, их устройство - трудоемкий процесс. Кровельные работы с битумными материалами не поддаются эффективной механизации, выполняются сезонно и в основном вручную.

Приклеивание на горячих дегтевых и гудрокамовых мастиках рулонного гудрокама или толя осуществляется аналогично горячим битумным мастикам, но с температурой 120°С.


Приклеивание на холодных битумных, битумно-резиновых, битумно-полимерных, битумно-кукерсольных, битумно-латексно-кукерсольных и других аналогичных мастиках. Эти мастики обычно приготавливаются централизованно, подача осуществляется установкой ПКУ-35, наносятся они на основание кровли вручную. Недостатки способа аналогичны тем, что при приклеивании горячими мастиками.

Приклеивание на холодных полимерных мастиках и клеях осуществляется в основном при применении полимерных материалов, в том числе и появившихся на отечественном строительном рынке эластомерных материалов, таких как «Кровлен», «Эластокров», «Элон», «Кромэл», ТЭПК, ЕРДМ и др. (рис. 1). Эти качественно новые, современные долговечные материалы отличаются повышенной технологичностью и улучшенными эксплуатационными свойствами. Искусственные резины на основе однослойной резиновой мембраны толщиной 1,14 мм и 1,52 мм из этилен-пропилен-диенового мономера (EPDM) характеризуются высокой сопротивляемостью на разрыв и на прокол, высокой абразивной стойкостью. Способность эластичного листа удлиняться более чем на 300% не вызывает проблем в случае подвижки здания. Еще более важно то, что ЕРДМ выдерживает серьезные температурные колебания и длительное озоновое и ультрафиолетовое воздействие, слабо проявляя или полностью исключая следы старения.

Материалы могут «дышать», т. е. пропускать влажные пары из-под кровельных слоев, что выгодно отличает их от битумных и битумно-полимерных материалов, которые имеют практически нулевую паропроницаемость. Материалы снабжены комплектующими изделиями: переходниками для труб; невулканизированными самоклеящимися лентами, которые в процессе эексплуатации вулканизируются и превращаются в такие же резины, как и основной рулонный материал. Единственным недостатком является сложность склеивания тонких резин вручную и приклеивания к основанию в полевых условиях стройки.

НАПЛАВЛЯЕМЫЕ СИСТЕМЫ

Традиционные битумные материалы выпускались на окисленных битумах, которым присуща высокая хрупкость битумного слоя, приводящая к трещинам. Поэтому окисленные и малоокисленные битумы стали модифицировать полимерами. Битумно-полимерный материал морозостоек, у него высокая эластичность, большая сопротивляемость повышенным температурам и усталостным нагрузкам. Для модификации используются полимеры с линейной углеродной (полиэтилен, полипропилен) или разветвленной цепью (полиизобутилен, сополимеры пропилена), а также полимеры, включающие ароматические кольца (дивинилстирольные ароматические каучуки). В настоящее время основными модификаторами являются бутадиен-стирольный термоэластопласт блочного строения типа СБС (стирол-бутадиен-стирол) и атактический полипропилен (АПП).

СБС-материалы отличаются отличной адгезией к основанию, хорошей устойчивостью к циклическим перепадам температур, высокой эластичностью при отрицательных температурах (ниже -20°C), гибкостью при температурах до минус 40 -45°С, а АПП-материалы высокими показателями теплостойкости (свыше 120°С).

На сегодняшний день 80% кровель выполняются из битумных и битумно-полимерных материалов, более 250 наименований отечественного и зарубежного производства («Бикропласт», «Бикроэласт», «Бикрост», «Бистерол», «Бирепласт», «Вестопласт», «Днепромаст», «Изопласт», «Изоэласт», «Кине-пласт», «Левизол», «Люберит», «Рубитэкс», «Термофлекс», «Техноэласт», «Унифлекс», «Филизол», «Икопал», «Катепал», АРР, SBS, «Дербигум» и др.). Современные модифицированные битумные и битумно-полимерные материалы имеют утолщенный слой 3-5,5 мм, который позволяет производить укладку простыми способами.

Наплавление битумных и битумно-полимерных материалов производится горячим способом (огневым) с применением газовых или топливных горелок с температурой факела 600-800°С, работающих на пропане или бутане («Изопласт», «Изоэласт», «Бикрост», «Филизол», «Люберит» и др.). При этом верхний слой битума выгорает и частично теряет свои свойства. Чтобы при укладке таким способом не ухудшать свойства материала, ЦНИИОМТП предложил технологию наплавления с помощью инфракрасного нагрева (ИК-технология).

Инфракрасный метод (ИК-прогрев) заменяет огневой способ. ИК-прогрев, суть которого состоит в создании температуры разогрева нижней поверхности битумного или битумно-полимерного материала до 160°С, позволяет полностью исключить разрушение материала. Одновременно происходит прогрев основания кровли, что обеспечивает качественную приклейку. ИК-прогрев при ремонте кровли позволяет спекать старое покрытие в монолитную битумную массу, пригодную для нанесения новых слоев покрытия. Это утилизирует старое покрытие и снижает загрязнение окружающей среды, позволяет вести работы на объектах, где запрещен огневой способ с открытым пламенем. При полосовой приклейке в устройстве «дышащих» кровель имеется конструктивная особенность ИК-оборудования.

Особую опасность представляют работы с газопламенным оборудованием, работающим на сжиженном газе в зимнее время. При отрицательных температурах баллоны «мерзнут», покрываются инеем. Замерзание происходит при резком снижении давления газа. Если газ содержит пары воды, то они могут образовать кристаллы льда, которые заполняют газоподводящие каналы редуктора и вентиля баллона. От этого ухудшается работа газопламенного оборудования. Зачастую рабочие подогревают баллоны открытым пламенем газовых горелок, при этом увеличивается расход газа. Перегрев баллона, контактирование пламени горелки с газом, вытекающим из неисправного вентеля, неплотного соединения газового рукава с вентелем могут привести к взрыву баллона. В холодное время года удобнее применять газопламенное оборудование, работающее на жидком топливе. Производительность работы этого оборудования в зимнее и летнее время практически одинакова. В основном применяют оборудование, работающее на керосине, бензине и дизельном топливе.

Наплавление холодным (безогневым) способом осуществляется путем растворения утолщенного слоя битумных или полимербитумных мастик на полотнищах материала. На поверхность чистого огрунтованного основания и на покровные слои наклеиваемых полотнищ наносят растворитель, например, уайт-спирит или керосин, а затем наклеивают и прикатывают полотнища.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ

Механические системы соединения с основанием применяются, если несущие конструкции крыши не выдерживают нагрузки от балласта, а конструктивные слои кровли не позволяют применить приклеивание гидроизоляионного материала. Механические системы применяют для эластомерных (ЕРДМ, «Кровлен» и др.) и термопластичных («Синтофойл», «Кровлелон», «Алькорплан» и др.) материалов. Механические системы бывают двух видов: «рейка в шве » и «накладная рейка ». Основаниями для механически скрепляемых систем служат железобетонный настил, доски, фанера и т. д.

Система «рейка в шве» представляет собой легковесную систему, в которой целесообразно использовать небольшие по размеру листы В системе используются листы шири ной 1,67 или 2,28 м, которые свободно укладываются на соответствующее основание под мембрану. По периметру кровли листы, согласно техническим условиям, могут быть либо приклеены, либо прикреплены механически. Листы мембраны на поле кровли крепятся механически с помощью реек, которые помещаются внутри швов соседних листов. Металлические рейки для листов должны быть проложены по центру шва.

Взаимное расположение реек может быть различным в зависимости от ветровых нагрузок и типа используемых листов. Необходимо, чтобы плиты теплоизоляции крепились отдельно от мембраны. Примыкающие друг к другу листы перехлестываются, по крайней мере, на 80 мм по торцевой кромке и на 200 мм по боковой кромке и крепятся с помощью реек в шве. Листы склеиваются с помощью адгезива для швов внахлест так, чтобы сформировать непрерывную водонепроницаемую мембрану. Такие системы можно использовать с эластомерными мембранами толщиной 1,14 или 1,52 мм, которые подходят кровлям с нестандартной конфигурацией, способным выдерживать большую ветровую нагрузку, имеющим низкую стоимость материала и небольшую массу.

В системе «накладная рейка» (рис. 2) используются широкие листы эластомерного материала толщиной 1,14 мм или 1,52 мм, которые свободно укладываются на соответствующее основание под мембрану. По периметру листы мембраны могут быть либо приклеены, либо прикреплены механически. Листы мембраны на поле кровли крепятся механически с помощью реек, которые помещаются поверх листов. Эти рейки защищены с помощью 150-миллиметровой самоклеящейся ленты для покрытия рейки. Обычно рейки располагаются на расстоянии 2 м друг от друга, но это расстояние при необходимости может меняться в зависимости от ветровых нагрузок. Плиты теплоизоляции должны крепиться отдельно от мембраны. Примыкающие друг к другу листы перехлестываются, по крайней мере, на 100 мм и склеиваются с помощью адгезива для швов внахлест так, чтобы сформировать непрерывную водонепроницаемую мембрану.

Система «накладная рейка» дает возможность применения широких листов EPDM, быстрое исполнение покрытия, минимальное количество швов и небольшую массу. Эта система обычно дешевле, чем система с полностью склеенными поверхностями.

Материал Carisma CIK предназначен для устройства кровель с механическим или балластным креплением. Для надежного крепления материала благодаря подложке из полиэстерового волокна достаточно точечного нанесения клея (около 20% поверхности) в виде горячего битума, полиуретановых мастик или др.

БАЛЛАСТНЫЕ СИСТЕМЫ

Наиболее экономичная балластная система подходит самым разнообразным зданиям и применяется для эластомерных и термопластичных мембран при максимальном уклоне кровли - 15°. На свободно уложенные материалы (приклеенные или механически закрепленные только по периметру крыши) укладывают пригруз (балласт) минимальной массой 50 кг на 1 кв. м из речной небитой гальки округлой формы средней фракции (от 20 до 40 мм) или окатанного калиброванного гравия или щебня (здесь надо иметь в виду, что расколотые куски, содержащиеся в балласте, могут повредить мембрану в процессе установки, поэтому поверх мембраны должны быть уложены маты); а также бетонной плитки минимальной толщиной 50 мм с затертыми гладкими поверхностями и с давлением 490 Па (50кг/ кв. м).

Для избежания парусности материала пригрузы устанавливаются на расстоянии 300 мм от края кровли. Листы EPDM свободно лежат на соответствующем основании под мембрану. Примыкающие друг к другу листы перехлестываются, по крайней мере, на 100 мм, и швы склеиваются с помощью адгезива для швов внахлест или с помощью самоклеящейся ленты, чтобы сформировать непрерывную водонепроницаемую мембрану. Защитные маты или дополнительный слой EPDM устанавливаются непосредственно под камнями или бетонными плитами. Максимальное расстояние между бетонными плитами должно составлять 10 мм. Уложенный поверх готовой мембраны баласт механически распределяется по кровле тележками для балласта с мягкими резиновыми шинами. У мест примыканий балласт укладывается вручную. Балласт распределяется и вокруг матов для ходовых настилов. Любой балласт, смещенный пешеходной дорожкой, для поддержания его заданной средней массы должен быть распределен вокруг мата.

При устройстве однослойного водоизоляционного ковра методом свободной укладки работы могут производиться с использованием отдельных полотнищ или укрупненных карт площадью 50-100 кв. м.

САМОКЛЕЯЩИЕСЯ СИСТЕМЫ

Битумные и битумно-полимерные материалы, применяемые при малоэтажном коттеджном строительстве, могут содержать клеящий слой, который покрыт силиконовой бумагой. Чтобы выполнить небольшие объемы работ на загородных дачных зданиях, жители могут самостоятельно провести работы по устройству кровли. Для этого при покупке таких самоклеящихся материалов они получают инструкцию по устройству кровель из этих материалов (например, «Армилен», «Икопал» и др.). При устройстве кровли необходимо иметь основания, указанные в инструкции, затем только снять защитную бумагу и разгладить полотнища. Это же относится и к применению мягкой черепицы с клеящим слоем и защитной пленкой.

ТЕПЛОСВАРНЫЕ СИСТЕМЫ

Термопластичные полимерные материалы («Алькорплан», «Синтофойл», «Протай», «Кровлелон») толщиной от 0,3 до 5мм на основе поливинилхлорида и твердых по-лиэтиленов свариваются горячим воздухом аппаратами «Ляйстер» фирмы «Ольмакс». Качество швов можно проверить дымогенератором. В зависимости от объема работ здесь также могут использоваться как ручные аппараты, так и специальные. Применение ручного оборудования требует обязательного использования силиконового прикаточного ролика.

Высокая термопластичность обеспечивает однородную структуру сварного шва, поэтому из-за двойной толщины его прочность выше прочности основного материала. Сварка производится горячим воздухом температурой около 350°С.

Устройство сварочного шва производится с помощью насадки с обязательным использованием метода предварительного сваривания (сварка в три этапа): первый этап предусматривает фиксацию деталей (полотнищ мембраны) друг относительно друга и образование как бы «воздушного кармана», обеспечивающего оптимальные температурные условия сварки при повторном проходе; на втором этапе производят сварку на внутреннем крае шва для исключения попадания горячего воздуха под лист; на третьем этапе шов выполняется окончательно.

УСТРОЙСТВО ВОДОНЕПРОНИЦАЕМОГО БЕТОНА

Бетоны марки по водонепроницаемости выше В 4 при толщине 200 мм обладают гидроизолирующими свойсвами. Получить такой бетон в условиях стройки очень сложно, так как необходимо специальное оборудование в виде вибраторов и прессов. На заводах железобетонных изделий в стационарных условиях применять вибропрессование гораздо проще. Герметизировать при водонепроницаемом бетоне следует только стыки. Но это вопрос будущего.

ТЕХНОЛОГИЯ ВТОРИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТАРОГО РУБЕРОИДА (ВИР)

Суть технологии сводится к тому, что старый кровельный ковер на всю глубину, вплоть до поверхности стяжки, прогревается специальными аппаратами ЭВН-05 лучевыми тепловыми потоками без применения открытого огня. При этом из всех слоев рубероида (а их может быть до 16) полностью удаляется вода, затем прикатываются вздутия, трещины, разрывы. В итоге кровля уплотняется в единый монолит, надежно изолирующий здание от проникновения влаги. Технология эффективна при ремонте разрушенных, дефектных, протекающих, старых рубероидных кровель на любых зданиях с площадью кровли более 500 кв. м.

Фирма «Авистен Групп» предложила и другую технологию вторичного использования рубероида (ВИР). Технология заключается в следующем: снимается старая кровля (пока вручную); снятые слои измельчаются на кровле в специальной установке; после терморегенератора с электронагревом до 180°С масса укладывается на кровлю, иногда добавляется свежий новый битум. Недостатком является то, что старые кровли были выполнены из материалов на окисленных битумах без модифицирующих добавок, следовательно, новая кровля будет иметь соответствующие недостатки. Кроме того, на крыше усложняется контроль состава битума, требуется защита верхних слоев гравием светлых тонов, подкровельная конструкция (утеплитель, стяжка) сохраняет свою влажность. Достоинством данной технологии является решение вопроса с утилизацией отработавшего свой срок кровельного материала.

Для восстановления старого мягкого покрытия при равномерном его прогреве Радиотехническим институтом (РТИ) им. А. Л. Минца предлагается технология с использованием СВЧ-нагрева до температуры плавления битума с последующим его уплотнением во время остывания путем прикатки. Принцип восстановления состоит в следующем: тележка с СВЧ-установкой движется равномерно и нагревает толщу старой растрескавшейся кровли; прогрев осуществляется равномерно по всей толще участка 4x4 м; периодически (один раз за 5 10 минут) движение тележки прекращается, модули выключаются и прогретая часть кровли через промасленную бумагу прокатывается катком с давлением 2-5 кг/кв. см.

МАСТИЧНЫЕ КРОВЛИ

К преимуществам мастичных и наливных полимерных материалов относится то, что на кровле отсутствуют места стыков и швов, а также достаточно просто и с большой степенью надежности можно выполнять узлы примыканий к инженерным сооружениям на кровле.

Недостаток мастичных покрытий состоит в том, что весьма трудно добиться гарантированной толщины изолирующей пленки, особенно при больших уклонах и неровной поверхности. Поэтому необходимо либо тщательно готовить поверхность, либо увеличивать расход материала. Поскольку мастичное покрытие наносится сплошным ковром в несколько слоев с обязательным армированием стеклотканью, стеклохолстом или полиэстеровым волокном («полосовая приклейка» невозможна), то очень затрудняется выход паров; эти пары создают избыточное давление в тех или иных местах кровельного ковра и приводят к возникновению пузырей. А это не только ухудшает внешний вид, но и снижает долговечность покрытия. Некоторые из мастичных материалов являются двухкомпонентными.

Учитывая «культуру» труда в строительстве и непрофессионализм кровельщиков, практически невозможно добиться идеального качества и гомогенности состава материалов в реальных условиях стройки. Указанная проблема опять-таки приводит к снижению качества покрытия и решается традиционным путем - увеличением расхода материалов.

ЭКСПЛУАТИРУЕМЫЕ И ИНВЕРСИОННЫЕ ПОКРЫТИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

К инверсионным («инверсия» в переводе с латинского «перестановка») покрытиям относятся такие, в которых водоизоляционный ковер расположен («переставлен») под теплоизоляционным слоем.

Особенностью эксплуатируемых и инверсионных покрытий является необходимость использования несущих железобетонных плит, что объясняется большой нагрузкой, которой обладают слои такого покрытия.

Эксплуатируемые покрытия (в том числе инверсионного типа) могут применяться для устройства зеленых насаждений, площадки для отдыха (кафе) или транспорта, пешеходные дорожки и др. Учитывая относительно высокие нагрузки на теплоизоляцию в эксплуатируемых покрытиях (особенно в местах проезда и стоянок автомобильного транспорта), ее следует предусматривать как правило из плитных материалов с прочностью на сжатие не менее 1,5 кг/кв. см. К таким материалам в первую очередь следует отнести высокоэффективные экструдированные пенополистиролы: «Пеноплекс» по ТУ 5767-002-46261013-99, Styrodur (концерн BASF, Германия), Roofmate SL (фирма The Dow Ctmical Company, США), пенопластовые плиты по ГОСТ 15588-86 и плиты на основе резольных фенолформальдегидных смол по ГОСТ 20916-87.

Кроме высоких показателей механических свойств, эти материалы обладают также высокой теплоизолирующей способностью, стабильностью линейных размеров и легкостью обработки. Такими же свойствами обладают плиты Foamglas (фирма Pittsburgh Coming Europe, Бельгия), изготавливаемые из ячеистого стекла. К преимуществам этих плит относится их негорючесть. Для эксплуатируемых покрытий могут быть применены теплоизоляционные материалы на основе цемента или перлита в плитном или монолитном варианте. Для зеленых крыш в инверсионных кровлях в настоящее время часто используют резитрикс, указанный в теплосварных системах.

Самыми перспективными и долговечными (40 лет) являются термопластичные материалы, укладываемые сваркой горячим воздухом. Сварка представляет собой самый контролируемый по качеству способ укладки, т. к. дымогенераторами можно проверить качество сварки швов нагнетанием дыма. Но в настоящее время эти дымогенераторы в России отсутствуют. Следующим классом по долговечности является класс эластомерных материалов (30-40 лет). Самыми же используемыми в настоящее время являются битумные и битумно-полимерные материалы со сроком службы 15 - 20 лет. Эти материалы более дешевые, для них, как видно из статьи, совершенствуются технологии не только укладки, но совершенствуется и сам материал путем модификации битумов и применения различных основ.

СтройПРОФИль №3(33) 2004

По материалам сайта: http://www.germostroy.ru