11.3.2 Кровельные и гидроизоляционные материалы

Гидроизоляционные материалы, в том числе и кровельные, предназначены для защиты строительных конструкций, зданий и сооружений от постоянного воздействия агрессивной влажной среды и химически агрессивных жидкостей. Кровельные из них служат непосредственно для устройства кровли. Они должны отличаться такими свойствами, как водонепроницаемость, водостойкость, долговечность, а также удовлетворять требованиям по прочности, деформативности, химической стойкости и т.д. Номенклатура таких материалов весьма обширна как по сырьевой базе так и технологическим приемам получения. В данном разделе будут рассмотрены лишь материалы с использованием битумов, дегтей и композиций на их основе.

Гидроизоляционные материалы, в том числе кровельные, с использованием битумов, дегтей и композиций на их основе по физическому виду и состоянию в период применения подразделяются на жидкие, пластично-вязкие, упруго-вязкие и твердые (рис.11.1).

В качестве жидких гидроизоляционных материалов применяют битум в холодном и нагретом состоянии (разжиженный или жидкий) в т.ч. вязкий битум, битумные эмульсии, каменноугольные дегти, пеки, петролатум, битумно-латексный компаунд, битумно-резиновые дисперсии, битумный (асфальтовый) и дегтевый лаки, кузбасс-лак и другие композиции.

Битумные эмульсии представляют собой диспергированный в воде битум (не менее 50%) с водорастворимым эмульгатором (1…3%). Для повышения качества гидроизоляции битумные эмульсии модифицируют полимерами, каучуками, латексами, но с обязательным применением анионных или катионных эмульгаторов.

Битумно-резиновые дисперсии в своем составе вместо 50% битума содержат 35% битума и 15% резины. По качеству они превосходят битумные, так как более устойчивы против распада.

К пластично-вязким гидроизоляционным материалам относят:

• пасты – битумные и дегтевые;

• мастики – битумные, битумно-полимерные, битумно-резиновые, дегтевые, дегте-полимерные, гудрокамовые и гудрокам-полимерные.

Пасты получают путем диспергирования битума или дегтя в воде в присуствии твердого эмульгатора (глины или извести). Для повышения прочности в пасту добавляют минеральный порошок, а для усиления стойкости пленки в сырых условиях эксплуатации и портландцемент.

Мастики – это вязко-пластичные массы, получаемые смешением органических вяжущих веществ (битумов, дегтей и их композиций) с тонкодисперсными наполнителями и специальными добавками, обладающими клеящей, способностью. Традиционно для кровельных и других гидроизоляционных работ используют горячие и холодные мастики. Горячие применяют с предварительным подогревом до 130…180⁰С. Холодные мастики приготовляют путем разбавления вяжущих (битумного, битумно-резинового, гудрокамового и др.) растворителями и добавлением в эту смесь наполнителя и специальных добавок (пластификатора, антисептика и др.). Для улучшения свойств битумных мастик в их состав вводят резиновую крошку отработанной резины.

Более высокие качественные показатели имеют мастики на основе нефтебитума и низкомолекулярных (атактических) полиэтилена и полипропилена. У них выше теплостойкость, эластичность и склеивающие свойства.

Группа упруго-вязких и твердых гидроизоляционных материалов широко представлена рулонными – основными и безосновными, покровными и беспокровными, листовыми и штучными изделиями (ГОСТ 30547-97).

Основные получают путем обработки основы – картона, стеклоткани, стеклохолста, синтетических тканей и др. битумом и их смесями.

Безосновные тоже изготовляют в виде полотнищ определенной толщины прокаткой на вальцах или каландрах с последующим затвердеванием смесей, состоящих из битума и композиций на его основе, наполнителей и добавок.

Покровные материалы имеют с наружной стороны покровный слой из песка, высевок дробленых горных пород, перлита, слюды и др.

Беспокровные имеют посыпку только в виде тонкоизмельченного талька.

Основными качественными показателями таких материалов являются теплостойкость, гибкость и разрывная сила при растяжении.

Толь кровельный покровный изготовляют путем пропитки кровельного картона каменноугольным или сланцевым дегтем с последующей песочной или крупнозернистой посыпкой. В зависимости от вида посыпки и массы 1 м² картона (г) подразделяется на марки: ТКП-350; ТКК-350; ТКП-400 и ТКК-400. Выпускается в рулонах шириной полотна до 1050 мм.

Толь беспокровный (толь-кожа) в отличие от покровного не имеет покровного слоя и посыпки. Используется как подкладочный материал.

Пергамин (СТБ 1093) –тоже рулонный беспокровный материал, получаемый путем пропитки кровельного картона мягкими нефтяными битумами. Выпускается марок П-300 и П-350.

Рубероид (ГОСТ 10923) получают путем пропитки кровельного картона мягким нефтяным битумом с последующим покрытием с одной или двух сторон тугоплавким битумом. На лицевую сторону наносят минеральную посыпку (цветные порошки, слюду, тальк, асбест и др.). В зависимости от назначения, вида лицевой посыпки и массы 1 кв.м картона рубероид подразделяют на марки: РКК-420А, РКП-350Б, РПМ-300А и др. Первая буква в марке рубероида (Р) означает – рубероид, вторые – назначение (К- кровельный, П - подкладочный), третьи указывают на разновидность посыпки (К – крупнозернистая, П – пылевидная, Ч – чешуйчатая, Ц – цветная) и после дефиса – цифры и буквы указывают на марку картона.

Несмотря на отдельные положительные свойства качество рубероида и толя, особенно их долговечность, не удовлетворяют требованиям современного строительства. Поэтому в настоящее время выпускается ряд аналогов или разновидностей таких материалов, которые в определенной мере улучшают их свойства.

Рубероид и другие рулонные кровельные и гидроизоляционные наплавляемые материалы в отличие от обычных имеют с нижней стороны увеличенную толщину покровной массы – 1000…2000 г/м² против 200…300 г/м² и общую толщину готового материала более 3 мм. Такие материалы приклеивают к основанию путем подплавления нижнего покровного слоя горелками (горячий способ) или пластификацией растворителями (холодный способ).

Перфорированный рубероид имеет по всей площади отверстия диаметром 20 мм (перфорацию), расположенные в шахматном порядке на расстоянии 100 мм друг от друга.

Однако в современных кровлях привычная картонная основа все больше заменяется стеклотканью, стеклохолстом, металлической фольгой, полиэфирным волокном (полиэстер), которые в несколько раз (2…5) увеличивают прочность и долговечность рулонных материалов.

Стеклорубероид (ГОСТ 15879) – основой служит стеклянная ткань, что способствует повышению противогнилостной устойчивости, водостойкости и долговечности материала.

Гидростеклоизол тоже состоит из стеклоткани, обработанной с обеих сторон битумным вяжущим.

Металлоизол – основой служит отожженная алюминиевая фольга толщиной 0,2…0,5 мм, которая покрывается с двух сторон нефтяным битумом.

Не удовлетворяют требованиям современного строительства и утрачивают свою основную функцию кровельные материалы на основе только одного битума или дегтя. Они сравнительно недолговечны и недостаточно технологичны. Практика показывает, что 30% кровель из таких материалов протекают уже через 1…2 года, до 70% - через 5 лет, а через 7 лет текут практически все кровли. Поэтому правительства отдельных стран пошли даже на официальный запрет использования этих материалов при устройстве стационарных кровель. Более качественными и долговечными кровельными материалами являются битумно-полимерные. По мнению большинства специалистов использование полимерных модификаторов битума позволяет добиться такой долговечности кровли, которая будет сопоставима с нормативной долговечностью остальных конструкций зданий и сооружений.

Армобитэп получают на основе стеклохолста, стеклоткани или стеклосетки с утолщенной покровной массой из битумно-каучуковых мастик. Выпускается с мелко- и крупнозернистой посыпками.

Фольгоизол (ГОСТ 20429) – тоже основой служит тонкая рифленая или гладкая алюминиевая фольга, покрытая с одной стороны резинобитумным или полимерно-битумным вяжущим, смешанным с минеральным наполнителем или антисептиком. В силу высокой отражательной способности фольги температура нагрева солнечными лучами кровли из этого материала на 20⁰ ниже, чем температура нагрева аналогичных кровель черного цвета.

Фольгобитэп – тонкая рифленая фольга покрывается с обеих сторон битумно-полимерным вяжущим в смеси с минеральным наполнителем и антисептиком.

Гидроизол (ГОСТ 7415) – беспокровный материал. Получают путем пропитки асбестового или асбестоцеллюлозного картона нефтяным битумом. Выпускается двух марок: ГИ-Г – для гидроизоляции подземных сооружений и ГИ-К – для кровельных работ.

Изол (ГОСТ 10296) – безосновный материал с микроконгломератным типом структуры. Рулонный изол получают прокатыванием на вальцах и каландрах смеси резино-битумного вяжущего, измельченного асбестового волокна, антисептика, пластификатора и других добавок. Толщина изола в рулоне – 1,8…2,0 мм. Выпускается также в виде мастики.

Битумно-полимерный материал (ГМП) – тоже безосновный рулонный материал. Изготовляют путем смешивания нефтяного битума, полиизобутилена и фенолоформальдегидного полимера с последующей минеральной посыпкой.

Различными зарубежными фирмами и компаниями на строительный рынок поставляется и ряд других рулонных кровельных материалов: техноэласт, унифлекс, экофлекс, бикропласт, левизол, петрофлекс и др.

При этом по западным стандартам все рулонные кровельные материалы называют мембранами (membranes). На российском рынке мембранами называют только полимерные рулонные кровельные материалы, хотя известно и другое название – эластомеры. Последнее название обусловлено больше повышенной одноименной характеристикой. По западной же классификации эластомерами принято называть резиновые мембраны, например, этилен-пропилендиеновые каучуковые кровельные и гидроизоляционные материалы.

Переход на новое название кровельных и гидроизоляционных материалов, именуемых «мембранами», вызван в первую очередь принципиально новыми подходами в проектировании и организации работ по устройству кровельных и гидроизоляционных покрытий. Главное отличие – значительно большая ширина мембран – от 1 до 15 мм. Кроме того, мембраны, как правило, не продаются рулонами, а заказчику (покупателю) поставляется кровельная система (материал со всеми комплектующими и проектная документация по технологии укладки).

Однако надо признать, что рулонные кровельные материалы лишены декоративности и архитектурной выразительности и с эстетической точки зрения не могут быть перспективными. Частично решают эту проблему наборные или штучные кровельные материалы и изделия.

Мягкая (гибкая) черепица по составу такая же, как и рулонные материалы, но по форме напоминает несколько уложенных плиток (листов) натуральной черепицы. Нижняя кромка листа является фигурной имитацией 3…4 штук черепицы различной формы: шестигранника, прямоугольника, полукруга. Размеры – около 1,0х0,35 м. Сверху она прокатана защитной минеральной крошкой, а снизу покрыта слоем самоклеющегося битума с легко удаляемой силиконизированной предохранительной пленкой. При этом она долговечнее рулонных материалов, так как не образует сплошного покрытия, и кровельные деформации локализуются в каждой плитке.

В США битумной черепицей обшивают даже отвесные стены зданий, а в индивидуальной застройке существует вековая традиция строительства скатных кровель, покрытых различными типами цветных битумных черепиц (шинглс). Причем многие зарубежные фирмы производят цветные варианты такой черепицы и практически любого цвета – одноцветные или имитирующие объемность материала. Например, финская компания LEMMINKAINEN выпускает 16 цветов черепицы четырех серий, а фирма «ТЕГОЛА» представлена на рынке ассортиментом кровельных плиток семи различных форм в гамме из 200 цветовых оттенков. Компания «ICOPAL» производит мягкую черепицу разнообразных форм с верхним медным слоем и т.д.

Непременным условием для кровель на основе битума и его композиций является хорошая вентиляция подкровельного пространства. С такой задачей успешно справляются материалы волнистого профиля типа «ондулин», внешне напоминающие известный нам шифер. Получают их из битумно-волокнистых составов. Их можно изгибать вдоль и поперек, что позволяет монтировать покрытия на поверхностях с радиусом кривизны от 5 м. Снаружи они окрашены специальными красками. Размеры листов примерно 2х1 м. Срок службы кровель – 25…50 лет.

Выпускаются также листовые и штучные изделия гидроизоляционного назначения – кровельные битумные листы, асфальтовые гидроизоляционные и армированные плиты, асфальтовые армированные маты, гидроизоляционные камни, гидрофобный газоасфальт и др.

Серьезными конкурентами битумо- и дегтесодержащим материалам являются синтетические смолы – полимеры и материалы на их основе. По мнению специалистов, только из полимеров можно получать материалы практически с любыми заданными свойствами.

Полимерные пленочные кровельные и гидроизоляционные материалы более технологичны, надежны и долговечны. Они имеют более разнообразную цветовую гамму, способствуют созданию оригинальных конструкций кровель, новых форм покрытий (куполов, оболочек, сфер и т.п.). Кроме того они характеризуются более высокими прочностью, эластичностью, относительным удлинением, водо-, морозо- и химической стойкостью. Получают их на основе эластомеров полиизобутилена, бутилкаучука, хлоропрена, хлорсульфополиэтилена, термопластов поливинилхлорида, поливинилфторида, этилена и его сополимеров и др.