Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

ЭПДМ мембраны представляют собой однослойные рулонные материалы на основе синтетического каучука — полимеризованного этилен- пропилен-диен-мономера. Впервые эти материалы были применены для устройства кровель в США и Канаде в 60-е гг. XX столетия. В России материал ЭПДМ известен с 80-х гг. ЭПДМ мембраны отличаются тем, что для их монтажа используется двусторонняя самоклеящаяся лента. Эта технология позволяет производить установку кровли без нагревания, в короткие сроки и на больших поверхностях. ЭПДМ мембраны обладают высокой эластичностью (относительное удлинение — более 400 %), большой устойчивостью к перепадам температур (от –60 °С до +120 °С). Прочность на разрыв — 9 МПа. Армированные ЭПДМ мембраны имеют более высокие прочностные показатели, однако они менее эластичны.

ТПО мембраны представляют собой рулонные материалы на основе термопластичных полиолефинов. Эти материалы были разработаны и запущены в серийное производство в США в конце 80-х гг. XX в. Скрепление швов кровельной ТПО мембраны производится с помощью специальных сварочных машин с применением горячего воздуха. Благодаря армирующему слою (полиэфирной сетке) материал стоек к механическим воздействиям. Полимер содержит до 30 % полипропилена, что придает мембране высокую химическую стойкость. ТПО мембраны могут применяться при очень низких температурах (до –62 °С), они менее эластичны, чем ЭПДМ (относительное удлинение — менее 180 %), но обладают более высокой прочностью.

ПВХ мембраны — рулонные материалы, изготовленные из пластифицированного поливинилхлорида, армированного полиэфирной сеткой (для кровельных систем с механическим креплением) или стеклохолстом (для балластных кровельных систем) (рис. 1.13). Благодаря

50

на атомных электростанциях и на объектах с повышенными требованиями к огнестойкости. Поэтому мембрану можно укладывать на кровлях, где запрещено применение открытого пламени.

Одной из важных особенностей ПВХ мембран является их способность выводить в атмосферу избыточное давление водяного пара из подкровельного пространства. Таким образом, влага, попавшая в утеплитель при монтаже или накопленная в холодный период, когда точка росы находится внутри утеплителя, выводится через мембрану в теплый период года.

При реконструкции старых кровель необходимо учитывать, что ПВХ не совместим с битумосодержащими материалами, а также с полимерными материалами из пенополистирола и полиуретана, поэтому при укладке на старый битумный ковер необходимо предусмотреть разделительный слой из геотекстиля либо стеклохолста.

Основные показатели качества

иметоды испытаний полимерных мембран

Косновным показателям качества полимерных мембран относятся прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве, сопротивление статическому продавливанию, гибкость на брусе, водопоглощение, водонепроницаемость, горючесть и др.

• Прочность при разрыве и относительное удлинение при разрыве

определяют в соответствии с ГОСТ Р 50111—92 [30] испытанием на растяжение образцов размерами 10×150 или 25×150 мм с определенной скоростью деформирования. Образец закрепляют в зажимы испытательной машины, расстояние между которыми 100 мм. Испытания проводят при скорости раздвижения зажимов испытательной машины, предусмотренной НД на конкретный материал. Испытательная машина

должна обеспечить скорость раздвижения зажимов от 1 до 500 мм/мин. Прочность при разрыве (σr), МПа, Н/мм2, определяют по формуле

где Fr — растягивающая нагрузка в момент разрыва, Н; A0 — начальное поперечное сечение образца, мм2.

51

За результат измерений принимают среднее арифметическое из пяти определений.

Относительное удлинение при разрыве (Е), %, вычисляют по формуле

где l0 — начальная расчетная длина образца, мм;

l0r — изменение расчетной длины образца в момент разрыва, мм.

• Сопротивление статическому продавливанию определяют в соответствии ГОСТ ЕН 12730—2011 [29]. К лицевой поверхности испытуемого образца, уложенного на мягкую (метод А) или жесткую (метод В) подложку, при помощи продавливающего устройства прикладывают заданную статическую нагрузку в течение заданного времени, после чего образец подвергают испытанию на водонепроницаемость. Для определения сопротивления статическому продавливанию используют нагружающее устройство, состоящее из направляющей штанги, направляющего стержня и нагружающих дисков. Направляющий стержень снабжен продавливающим устройством — стальным шариком диаметром 10 мм (рис. 1.14). Для определения водонепроницаемости образца после проведения испытаний применяют вакуумную насадку.

По методу А образец размером 550×550 мм закрепляют гвоздями в рамке и укладывают на подложку из пенополистирола плотностью 20 кг/м3, размером 500×500×50 мм. По методу В образец размером 300×300 мм свободно укладывают на бетонную плитку размером 300×300×40 мм. Для каждого значения нагрузки испытывают 3 образца.

Продавливающее устройство помещают в центр образца и проводят 3 параллельных испытания, начиная с нагрузки 5 кг. Затем постепенно увеличивают нагрузку с шагом в 5 кг до потери образцом водонепроницаемости или до максимальной нагрузки в 20 кг. Время выдержки образца при каждом значении нагрузки 24 ч.

Через 7 мин после испытания при каждом значении нагрузки образец подвергают испытанию на водонепроницаемость, для чего на лицевую поверхность образца наносят мыльный раствор, прикладывают к ней вакуумную насадку и создают разность давлений на поверхностях образца 15 кПа. Если в течение 60 с на лицевой поверхности образца в области продавливания не появятся мыльные пузыри, образец считают выдержавшим испытание на водонепроницаемость.

52

Рис. 1.14. Схема нагружающего устройства

для определения сопротивления статическому продавливанию: А — мягкая подложка; В — жесткая подложка; 1 — максимальное перемещение нагружающего стержня вниз; 2 — направляющая штанга; 3 — нагружающий стержень;

4 — шарик для продавливания (d = 10 мм); 5 — зажим; 6 — рамка в разрезе (20×20 мм); 7 — гвоздь (d = 2,8 мм);

8 — пенополистирол; 9 — подставка; 10 — образец; 11 — бетон

Материал считают выдержавшим испытание на сопротивление статическому продавливанию при заданной нагрузке, если все испытанные образцы остаются водонепроницаемыми. За величину сопротивления статическому продавливанию принимают максимальное значение нагрузки, при котором все испытанные по методам А или В образцы остаются водонепроницаемыми.

• Горючесть: определение, классификация материалов по горючести, установление группы горючести представлены в части 4 настоящего пособия.

53

• Гибкость на брусе, водопоглощение, водонепроницаемость и другие свойства определяются в соответствии с ГОСТ 2678—94* [14] (см. раздел 1.1.1).

Физико-механические характеристики полимерных мембран

Полимерные ПВХ мембраны LOGICROOF, ECOPLAST

Маркировка ПВХ мембран включает название мембраны, сведения о типе полимера V — Vinyl (ПВХ) и об армировании: SR — Sine Reinforcement (без армирования); RP — Reinforcement Polyester (армирование полиэфирной сеткой); GR — Glassfiber Reinforcement (армирование стеклохолстом).

•LOGICROOF V-SR — неармированные ПВХ мембраны. Применяются для изготовления элементов усиления и сопряжения с различными кровельными конструкциями, такими как трубы, воронки, мачты.

•LOGICROOF V-RP, ECOPLAST V-RP — трехслойные ПВХ мембраны, армированные полиэфирной сеткой и содержащие защитный слой от УФ-излучения. Верхний слой содержит высокую концентрацию УФабсорберов и антиоксидантов, что создает плотный барьер для проникновения УФ-лучей. Мембраны обладают повышенной эластичностью при низких температурах. Применяются для гидроизоляции открытых плоских кровель с высокими противопожарными требованиями.

•LOGICROOF V-RP ARCTIC — ПВХ мембрана, армированная полиэфирной сеткой с повышенной гибкостью и имеющая антискользящую поверхность, что обеспечивает дополнительную безопасность, если работы ведутся в сезон сырой погоды и выпадения снега. Применяется в регионах с холодным климатом в качестве гидроизоляционного слоя в кровлях; возможно проведение работ на кровлях с уклоном более 10 %.

•LOGICROOF V-RP FB — ПВХ мембрана, армированная полиэфирной сеткой. Нижний слой содержит подложку из геотекстиля, благодаря чему мембрана совместима с битумными основаниями. Для осуществления монтажа полотна имеют края шириной 100 мм, свободные от геотекстиля. Предназначена для ремонта старых битумных кровель без демонтажа существующего покрытия, для применения в клеевой кровельной системе.

54

• ECOPLAST V-GR — трехслойная ПВХ мембрана, армированная стекловолокном и содержащая защитный слой против УФ-излучения. Обладает высокой устойчивостью к механическим воздействиям. Содержит фунгициды и противогрибковые добавки. Применяется для гидроизоляции в балластных и инверсионных кровельных системах, в том числе в «зеленых» кровлях.

Физико-механические характеристики материалов LOGICROOF и ECOPLAST представлены в табл. 1.16.

Таблица 1.16

Физико-механические характеристики материалов

LOGICROOF, ECOPLAST

Профилированные полимерные мембраны

Профилированные мембраны предназначены для защиты гидроизоляционного слоя и организации пластового дренажа в балластных «зеленых» кровлях.

• PLANTER-geo — двухслойная полимерная мембрана из полиэтилена высокой плотности с отформованными шипами высотой 8 мм и гео-

55

Физико-механические характеристики профилированной мембраны

PLANTER-geo

1.1.2.2. Пароизоляционные пленки

Общие сведения

Пароизоляция применяется в строительстве для защиты ограждающих конструкций (утепленные кровли и перекрытия, наружные стены и полы) от насыщения парами воды изнутри помещения и образования в них конденсата. Пароизоляционный слой должен препятствовать конвективному и диффузионному проникновению влаги (насыщенного водяного пара) из помещений в теплоизоляционные материалы и в прочие слои конструкции. Переувлажнение утеплителя не только увеличивает потери тепла, но и является причиной грибкового поражения деревян-

56

ных и коррозии металлических деталей конструкции. Необходимость установки пароизоляции в ограждающей конструкции определяется СП 50.13330.2012 [47].

Основным правилом пароизоляции конструкции является увеличение паропроницаемости материалов конструкции от теплой поверхности к холодной. Поэтому паробарьер располагают на наиболее теплой (обладающей большим содержанием влаги в воздухе) стороне стены, перекрытия или пола. Пароизоляционный слой должен быть непрерывным (сплошным) на всей площади защищаемой от пара конструкции. В местах примыкания теплоизоляционного слоя к стенам, стенкам фонарей, шахтам и оборудованию, проходящему через покрытие или чердачное перекрытие, пароизоляция должна быть поднята на высоту, равную толщине теплоизоляционного слоя, а в местах деформационных швов она должна быть заведена на края металлического компенсатора и герметично приклеена или приварена [42].

Рис. 1.16. Принцип работы пароизоляционных пленок: а — скатные кровли:

б — плоские кровли; 1 — контролируемая поверхность; 2 — нетканый полипропилен; 3 — полипропиленовая пленка; 4 — полиэтиленовая пленка

Материалы для изготовления пароизоляционного слоя довольно разнообразны. В различное время данный слой изготавливали из пергамина, толя, рубероида или металла. Применяются такие методы защиты от проникновения пара в конструкцию, как окраска (пропитка) поверхности лаками или красками. Современные пароизоляционные материалы чаще всего изготавливают из полиэтилена, полипропилена, металла или из их различных вариаций и модификаций.

Существуют материалы, где в качестве отражающего слоя и паронепроницаемого барьера применена алюминиевая фольга, а ее прочност-

57

ные характеристики улучшены за счет дублирования полиэтиленовыми или полипропиленовыми полимерными полотнами, усиленными (армированными) плоской полиэтиленовой сеткой. Слои пароизоляционного материала могут быть соединены посредством склеивания, термоскрепления или низкотемпературной сварки ультразвуковыми волнами.

Принцип работы пароизоляционных пленок для скатных и плоских кровель представлен на рис. 1.16.

Основные показатели качества и методы испытаний пароизоляционных материалов

Одним из важнейших свойств пароизоляционных материалов является паропропускающая способность, которая характеризуется паропроницаемостью и сопротивлением паропроницанию материала [12].

Паропроницаемость — величина, численно равная количеству водяного пара (в мг), проходящего за 1 ч через слой материала площадью 1 м и толщиной 1 м при условии, что температура воздуха у противоположных сторон слоя одинаковая, а разность парциальных давлений водяного пара равна 1 Па.

Сопротивление паропроницанию (Rп) — показатель, характеризующий разность парциальных давлений водяного пара (Па) у противоположных сторон изделия с плоскопараллельными сторонами, при которой через изделие площадью 1 м за 1 ч проходит 1 мг водяного пара при равенстве температуры воздуха у противоположных сторон изделия; величина, численно равная отношению толщины слоя испытуемого материала к значению паропроницаемости.

Расчетный теплотехнический показатель, определяемый как отношение толщины образца материала d к сопротивлению паропроницанию Rп, измеренному при установившемся стационарном потоке водяного пара через этот образец, называется коэффициентом паропроницаемости (μ).

Паропропускающая способность материалов определяется в соответствии с ГОСТ 25898—2012 [12]. Сущность методов определения сопротивления паропроницанию и паропроницаемости заключается в создании стационарного потока водяного пара через исследуемый образец и определении интенсивности этого потока.

Образцы квадратного сечения со стороной размером 100 мм или цилиндрического сечения диаметром 100 мм устанавливают в испытатель-

58

ный сосуд так, чтобы направление потока водяного пара соответствовало предполагаемому потоку водяного пара при эксплуатации изделия. Зазоры между боковыми гранями образца и стенками сосуда тщательно герметизируют. При испытаниях по методу «мокрой чашки» образец устанавливают в испытательный сосуд с дистиллированной водой таким образом, чтобы расстояние между поверхностью воды и нижней поверхностью образца составляло 15 мм. Затем испытательный сосуд с образцом устанавливают в испытательную камеру с температурой 23 °С и относительной влажности воздуха 50 %. При разности парциальных давлений водяного пара в испытательном сосуде и испытательной камере вокруг сосуда возникает поток водяного пара, который проходит через испытуемый образец. Для определения плотности потока водяного пара в стационарных условиях сосуд с образцом периодически взвешивают.

Для расчета сопротивления паропроницанию используют полученные значения плотности потока водяного пара через образец, значения упругостей водяного пара в воздухе камеры и в испытательном сосуде под образцом (давление насыщенного водяного пара и давление водяного пара в камере вокруг испытательного сосуда).

По результатам взвешивания испытательного сосуда с образцом вычисляют плотность потока водяного пара через образец g, мг/(ч·м2), по формуле

где m — изменение массы испытательного сосуда с образцом за интервал времени Δτ, мг;

Δτ — интервал времени между двумя последовательными взвешиваниями, ч;

A — площадь рабочей поверхности образца, через которую проходит поток водяного пара, м2.

Сопротивление паропроницанию образцов Rп, (м2·ч·Па)/мг, вычисляют по формуле

где Е — давление насыщенного водяного пара в испытательном сосуде, Па;

59