Раздел 10.

Тема 1. Технология устройства защитных покрытий – 2 часа

План лекций:

1. Состав комплексного процесса при устройстве кровель.

2. Устройство рулонных (мягких) кровель.

3. Устройство мастичных (наливных) кровель.

4. Настилка кровель из листовых материалов.

5. Устройство кровель из штучных материалов.

6. Система водоудаления. Особенности устройства кровельных покрытий в экстремальных условиях.

Кровля предохраняет сооружение от механических и атмосфер­ных воздействий, поэтому она должна быть прочной и долгове­чной, водонепроницаемой, морозо- и термостойкой. Довольно ча­сто роль кровли не ограничивается защитными функциями, и она оказывается важным декоративным элементом здания.

По виду материалов кровли бывают рулонными, мастичными, асбестоцементными, черепичными, стальными и деревянными. Технологические процессы по устройству кровель называются кровельными.

Комплексный процесс устройства кровли состоит из подгото­вительных, основных и сопутствующих им транспортных процес­сов.

К подготовительным и транспортным процессам относятся:

- подготовка оснований и мест примыкания покрытия к парапе­там, фонарям, вентиляционным шахтам и другим выступающим частям;

- устройство водостоков, санитарно-технических стояков и т.п.;

- обделка кровельной сталью карнизов, свесов и других мест;

- снабжение объекта необходимыми материалами и оборудова­нием.

Подготовка основания

Основаниями под кровлю могут быть: монолитные или сбор­ные плиты, цементно-песчаные или асфальтобетонные стяжки, металлические листы, настил из досок или фанеры и др. Основа­ния с уклоном до 2,5 % называются плоскими, более 2,5 % — скатными.

Наиболее распространенными являются цементно-песчаные или асфальтовые стяжки (рисунок 1), которые кроме водостойкости должны обладать достаточной прочностью и трещиностойкостью.

На теплоизоляции из плитных и монолитных материалов рас­полагают цементно-песчаную стяжку из раствора М50 толщиной 15...20 мм. На засыпных утеплителях стяжку делают из раствора М 50...М 100 толщиной 10... 30 мм. Раствор укладывают по направ­ляющим рейкам (через одну) полосами шириной 2...3 м. Проме­жуточные полосы заполняют после набора ранее уложенным ра­створом прочности не менее 1,5 МПа. Стяжки уплотняют, повер­хность заглаживают. Швы, образующиеся после удаления направ­ляющих реек, заполняют мастикой.

Стяжки из асфальтобетона допускается устраивать только по несжимаемым утеплителям при уклонах кровли до 2,5 %.

Деревянное основание выполняют в виде разреженной обре­шетки или сплошного настила из фанеры или антисептированных досок, прибитых под углом 45° к несущему настилу. Стыки досок и листов фанеры необходимо располагать на балках или лагах.

До начала кровельных работ создают уклоны к воронкам водо­стока, устраивают закругления углов в местах примыкания, уста­навливают компенсаторы, анкерные крюки для теле- и радиоан­тенн.

Для предохранения рулонного ковра от температурно-усадочных деформаций в стяжках устраивают швы шириной 5... 10 мм, разделяющие поверхность на участки размером не более 6x6 м при применении цементно-

а — цементно-песчаной; б — асфальтовой; 1 — рейка-опалубка; 2 — рейка-прави­ло; 3 — раствор; 4 — приклеенные с одной стороны полоски гидроизоляцион­ного материала; 5 — клеящая мастика

Рисунок 1 – Устройство швов в стяжке

песчаного раствора и не более 4x4 м — асфальтобетона. Швы необходимо закрывать полосками рулонно­го материала шириной 150 мм, точечно приклеенными с одной стороны.

В местах примыкания стяжки к вертикальным поверхностям на высоту не менее 100 мм под углом 45° устраивают переходные борты или устанавливают резиновые фланцы (рисунок 2).

Перед наклейкой рулонного ковра основание должно быть про­сушено, очищено от пыли и загрунтовано. Бетонные и цементно-песчаные основания грунтуют слоем холодной битумной или битумно-полимерной грунтовки, деревянные — горячей мастикой.

Грунтовку желательно наносить на свежеуложенный раствор, что улучшает ее впитывание и исключает поливку водой в период твердения. В основаниях должны быть заделаны швы между сбор­ными плитами, устроены температурно-усадочные швы.

а, б — к парапетам с карнизной плитой и без плиты; в, г — при мастичной и водонаполненной кровлях; 1 — парапет; 2 — карнизная плита; 3 — анкера; 4 — металлический фартук; 5 — защитный слой гравия; 6 — закругление угла; 7 — пластмассовый колпак; 8 — вытяжная труба; 9 — резиновый фланец; 10 — до­полнительные рулонные слои

Рисунок 2 – Варианты примыканий рулонных и мастичных кровель:

Устройство рулонных (мягких) кровель

Рулонная кровля часто растрескивается и отслаивается, поэто­му от качества ее укладки во многом зависит долговечность дру­гих конструкций здания или сооружения. Согласно статистиче­ским данным до последнего времени средний удельный вес ру­лонных (мягких) кровель составлял около 58% площадей, а при возведении производственных зданий доходил до 90%.

Сейчас возросла доля индивидуального строительства, при кото­ром в качестве кровельных покрытий используются штучные и ли­стовые материалы (черепица, асбестоцементные листы и т.п.). По­этому объем применяемых мягких кровель значительно уменьшился.

С 1998 г. введен запрет на использование обычных рулонных материалов. Поэтому большинство крупнейших производителей мягкой кровли перешли на выпуск аналогов рубероида, модифи­цированных по следующим направлениям:

- модификация (изменение) вяжущего за счет образования по-лимербитумного композита часто с одновременным увеличением битумно-полимерного слоя на нижней стороне материала;

- замена картона стеклянной или синтетической основой;

- пропитка стеклоосновы полимерами (серии Поликров);

- использование новых видов бронирующих посыпок;

- применение композиционных (многослойных) материалов, что позволяет обустраивать кровлю за один прием.

Кроме стекловолокнистой и синтетической основ может ис­пользоваться алюминиевая или медная фольга. Располагаясь на лицевой поверхности рулона, фольга служит не только основой, но защищает битумный слой от солнечных лучей и придает кров­ле эстетичность.

В связи с тем, что сейчас уделяется повышенное внимание про­ветриванию кровель, налажен выпуск рулонных материалов с двойной основой — из фольги и стеклоткани, между которыми оставляют воздушные каналы для отвода водяных паров.

Для удаления влаги кровли со сплошным наклеиванием ру­лонного ковра стали заменять «дышащими» кровлями (рисунок 3), в которых:

- устраивают сквозные проветриваемые каналы, полосовую или точечную приклейку ковра к основанию;

а — утеплитель со сквозными каналами; б — полосовая приклейка рулона; в, г —примыкания ковра к вытяжной трубе и парапету; 1 – зажимное кольцо; 2 — резиновый фланец; 3 — рулонный ковер; 4 — доска; 5 — брусок; 6 — фанера; 7 — трехгранный брусок; 8 — теплоизоляция

Рисунок 3 – Элементы «дышащей» рулонной кровли

- укладывают нижний слой из перфорированного кровельного материала;

- соединяют воздушные прослойки кровельного ковра и утепли­теля с воздухом на карнизах, примыканиях и вытяжных трубах-флюгарках.

В связи с неполной площадью полосового или точечного при­клеивания ковер сверху пригружают балластом из гальки, плиток и т. п. На кровлях, которые не могут нести дополнительную нагруз­ку в виде балласта, рулонные материалы прикрепляют анкерами.

Наклеивание рулонных материалов осуществляют с помощью кровельных мастик или подплавлением нижней плоскости «на­плавляемого» рубероида, покрытой более толстой коркой связу­ющего. В последнее время стали внедрять самоклещиеся модифи­цированные кровельные материалы («Техноэласт», «Барьер»).

Приклеивание обычного рубероида вручную (рисунок 4) осуще­ствляют с помощью горячей или (чаще) холодной битумной ма­стики состава 4:4:2 (битум, растворитель, наполнители).

Горячая мастика доставляется на объект в специальной таре или автогудронаторах и подогревается; холодная — привозится на строительную площадку и используется по необходимости.

а — общий вид; б, в — послойным и ступенчатым способами; 1 — каток-прикатчик; 2 — расходный бачок; 3 — ковш-шпатель; а — смещение рулона

Рисунок 4 – Укладка рулонного ковра вручную

Для приклеивания модифицированного рубероида используют полимерные, битумные или битумно-полимерные мастики. Битумно-полимерные мастики часто содержат добавку каучука, при­дающую кровельному материалу эластичность на морозе. Масти­ки, как правило, должны быть заводского изготовления.

Количество слоев в кровле зависит от уклона крыши. При ук­лоне 10...25% кровли рекомендуется выполнять двух- или трех­слойными, при уклоне 2,5... 10% — трехслойными и при плоских кровлях (уклон до 2,5 %) — четырех- или пятислойными (при эксплуатируемых кровлях).

Для устройства плоских кровель следует применять биостойкие рулонные материалы — филизол, экофлекс, а в кровельные мас­тики добавлять антисептики. Применение модифицированных ру­лонных материалов и битумно-полимерных мастик позволяет уменьшить количество слоев в кровельном покрытии (до двух вместо четырех-пяти), а ряд фирм наладили выпуск многослойных композиционных материалов (два слоя стеклоткани и три слоя модифицированного битума), которые позволяют получать рулон­ную кровлю за один проход.

В разжелобках, ендовах, примыканиях и других ответственных местах наклеивают дополнительные слои гидроизоляционного материала, располагая их как под основным ковром, так и поверх его.

Перед наклейкой полосы для нахлестки материалов рекомен­дуется освободить от посыпки, а рулоны выдерживать в раскатан­ном состоянии в течение суток или перекатывать в другую сторо­ну.

В европейских фирмах распространена поставка рулонного ма­териала, намотанного на полые пластмассовые цилиндры: исклю­чаются деформация и склеивание материала, и отпадает необхо­димость в его перемотке. При использовании холодной мастики посыпку обычно не снимают, так как она растворяется входящим в состав мастики растворителем.

До наклейки рулонного ковра необходимо подготовить осно­вание — с помощью сжатого воздуха очистить его от загрязне­ний, вручную или с помощью форсунок нанести огрунтовочный состав, при необходимости ускорить его сушку путем обдувания теплым воздухом. По асфальтовой стяжке без указаний в проекте огрунтовку не производят.

На крышах с уклоном более 15 %, а также при небольших пло­щадях крыш рулонный ковер настилают вручную с разбежкой сты­ков в смежных слоях и нахлестыванием полотнищ на 70... 100 мм.

При уклоне кровли до 15 % полотнища раскатывают (начиная снизу) перпендикулярно стоку воды, при уклоне более 15% — параллельно ему. В первом случае полотнища наклеивают с переводом на противоположный скат на 100... 150 мм, во втором — на 200...250 мм.

В зависимости от условий выполнения операций полотнище рулонного ковра настилают послойным или ступенчатым (одно­временным) способом (рисунок 4, б, в). Первый способ чаще ис­пользуют в тех случаях, когда погодные условия диктуют необ­ходимость скорейшего укрытия всей кровли. Ступенчатый способ существенно сокращает перемещение рабочих по уже уложенной кровле, поэтому он является более привлекательным в летних ус­ловиях.

При значительных объемах работ на крышах с уклоном до 15 % рулонные материалы рекомендуется укладывать с помощью ком­плекта специальных машин. Операции выполняют в технологи­ческой последовательности, приведенной на рисунке 5, а.

Для очистки основания от мусора и пыли используют комп­рессор и пылесос, при необходимости сушки основания устанавливаются конвекторы, вентиляторы или тепловые пушки. Огрун-товку основания также выполняют механизированным способом с помощью пневмоустановки, работающей от компрессора (рисунке 5, б). Время высыхания грунтовки не должно превышать 12 ч.

Применение наклеенных машин (рисунок 5, в, г, д) позволяет комплексно механизировать процессы и операции по устройству рулонного ковра, значительно повысить производительность тру­да, снизить расход мастики и обеспечить высокое качество работ.

а — схема комплексной механизации; б — пневмоустановка для огрунтовки ос­новании; в — каток-раскатчик; г, д — наклеечные машины, соответственно на­носящие мастику на рулон или основание; 1, 2, 3 — механизмы обеспылевания, просушки, огрунтовки основания соответственно; 4 — механизм подъема руло­нов; 5— механизм наклейки ковра; 6, 7— механизмы подачи мастики и гравия для защитного слоя; 8 — автогудронатор; 9 — станок для очистки и перемотки рулонов; 10 — компрессор; 11 — бак с мастикой; 12 — форсунка; 13 — каток; 14 — рулон; 15 — накатанное полотнище; 16 — бачок с щелевидным отверстием и мастикой

Рисунок 5 – Механизация кровельных работ, основанных на

приклеивании рулонов мастикой

Замена картона стеклоосновой и увеличение слоя битума на нижней стороне рулонных материалов, кроме улучшения их экс­плуатационных качеств, коренным образом изменяет сложившу­юся технологию выполнения процесса — операция по расстила­нию мастики заменяется подплавлением нижней стороны рассти­лаемого рулона и частично верхней поверхности уложенного ра­нее ковра.

Чтобы избежать слипания материала в процессе транспортиро­вания и хранения, нижнюю поверхность рулонов защищают оклеечной бумагой или пленкой. Перед укладкой бумага сдирается, пленка сжигается при подплавлении связующего.

Процесс наклейки «наплавляемой» мягкой кровли (рисунок 6) протекает по следующей схеме: огрунтовка цементно-песчаной стяжки раствором битумной композиции состава 1:2:3 (битум, растворитель); размотка и примерка нескольких рулонов матери­ала, при необходимости — подрезка, затем скрутка обратно в ру­лоны и присоединение концов размером 150...200 мм к перекры­тию с помощью горелки; раскатывание рулонов с одновремен­ным разогревом основания и нижнего покровного (приклеива­ющего) слоя до капельно-жидкого состояния с последующим плотным прижатием материала к основанию с помощью прикатывания катком массой до 100 кг; повторный прогрев образовав­шихся швов и их герметизация (рисунок 6, в, г).

а, б — первого и последующего рядов; в, г — повторный прогрев кромок и про­верка герметичности шва; 1 — газовый баллон; 2 — газовоздушная горелка; 3 — укладываемый материал; 4 — сменная насадка; 5 — кельма (мастерок)

Рисунок 6 – Укладка наплавляемого рулонного материала вручную

При разогреве наплавляемого материала не допускается рас­плавление всей толщи вяжущего слоя. Разогрев можно выполнять как открытым пламенем газовой горелки, так и горячим возду­хом, нагреваемым фенами или инфракрасными облучателями. При этом необходимо учитывать, что при разогреве следует применять насадки различной мощности в зависимости от температуры воз­духа и толщины материала. Для удаления посыпки нахлесты поло­тен (продольные шириной 7... 10 см; поперечные — 10... 15 см) следует разогревать.

Наплавляемые рулоны обычно приклеивают послойно-ступен­чатым способом, для чего приклеивают концы 5...7 рулонов с одной стороны, скатывают полотнища обратно в рулоны и после­довательно осуществляют их разогрев и наклеивание.

При устройстве «дышащих» кровель перфорированные рулоны приклеивают по всей поверхности.

Механизация наклеивания наплавляемых рулонных материалов непрерывно совершенствуется. Так, вместо горелок с открытым пламенем для наклеивания стали применять инфракрасные облу­чатели. Для ремонтных операций, осуществляемых без снятия ста­рого рулонного ковра, может быть использован регенератор мяг­кой кровли, основанный на разогреве и спекании старого рулон­ного ковра путем инфракрасного облучения.

Достаточно широкое распространение в Европе получила ус­тановка, смонтированная на тележке и снабженная баллонами с пропан-бутаном (рисунок 7). Разогрев наклеиваемого полотнища и основания осуществляется газовой горелкой. Скорость перемеще­ния раскаточного устройства определяется по времени, которое необходимо для разогрева мастичного слоя материала.

Полотнища можно наклеивать так, как показано на рисунок 7, б, в. На основание и нижнюю часть раскатываемого рулона нано­сят растворитель (сланцевый лак, кукерсоль и др.). При воздей­ствии растворителя покровные слои рубероида превращаются в мастику, которая склеивает полотнища. После укладки рулона полотнище прикатывают.

а — при устройстве кровли из направляемого рубероида с разогревом мастики форсунками; б — при устройстве кровли из направляемого рубероида с разжи­жением растворителем; в — при устройстве кровли из направляемого рубероида при уклоне кровли 6... 10 %; г — при газопламенном напылении мастики; 1 — рулон; 2 — баллоны с газом; 3 — факел; 4 — раскатанное полотнище; 5, 6 — щетка и удочка для смачивания полотнища; 7 — бачок с битумным порошком; 8 — компрессор

Рисунок 7 – Механизация работ, основанных на расплавлении мастики не­посредственно на рабочем месте

Средняя сменная производительность при наклейке обычного рулонного ковра составляет 50 м²/чел., при наклейке наплавляе­мого рубероида — 75 м²/чел. Для повышения производительности до 100 м²/чел. можно использовать газопламенный способ (рисунок 7, г), при котором в сопле струя горячего газа расплавляет порошок битума и набрызгивает его на поверхность.

На кровлях с уклоном до 10 % поверх рулонного ковра устраи­вают защитный слой из посыпок на мастике. Для посыпок исполь­зуют сланцевые, керамические и пластмассовые крошки, гравий и другие минералы, стойкие к атмосферным воздействиям. Для защиты верхнего слоя рулонного материала от солнечной радиации иногда используют лакокрасочное покрытие белого (се­ребристого) цвета или устраивают верхний слой из фольгоизола.

Совершенствование кровельного ковра из рулонных материа­лов привело к созданию мембранных покрытий из полимерных материалов, обладающих высокой прочностью на растяжение.

По конструкции мембраны могут быть двух- и многослойными. В первом случае мембрана состоит из верхней полиэтиленовой пленки и нижнего синтетического слоя на основе каучука, защи­щенного антиадгезионной водорастворимой пленкой. В случае на­рушения сплошности полиэтиленовой пленки (прорывы, проко­лы и т.п.), дальнейшую водозащиту принимает на себя каучуко­вая основа.

В мембране с многослойным армированием стекловолокно рас­полагают между слоями нетканого полиэстерного полотна. Ста­бильность размеров в такой мембране обеспечивается упрочнен­ным стекловолокном, а хорошая эластичность — полиэстером.

Полотнища мембран разворачивают из рулонов или подают на крышу в сложенном виде и укладывают на основание за один проход. Стыковка отдельных полотнищ может выполняться с по­мощью самоклеящихся лент, клеевых или механических крепле­ний.

С помощью мембран устраиваются как обычные, так и «дыша­щие» кровли. Укладка может производиться как на вновь подго­товленное основание, так и на существующий ковер.

Существует три способа укладки мембранных покрытий (рисунок 8):

- приклейка к основанию с помощью мастик;

- свободная укладка ковра с дальнейшим пригрузом балласта;

- механическое крепление с помощью устройств и саморезов.

Сплошное приклеивание мембраны чаще всего осуществляет­ся в местах со сложной конфигурацией. Простые по форме осно­вания можно обклеивать полосовым или клеточным способом. Для наклейки полотнищ используют полимерно-битумные или поли­мерные мастики (унимает, поликров и др.). При наклейке места нахлестов шириной 7... 10 см обезжиривают, грунтуют разжижен­ным раствором мастики, покрывают полосами стеклоткани и тремя-четырьмя слоями обрезинивающей мастики.

а — клеевая; б, в — с балластом из гравия и плиток; г — механическая с помо­щью анкеров; 1 — стяжка; 2 — праймер; 3 — мембрана; 4 — стеклоткань; 5 — пленочная пароизоляция; 6 — самоклеящая лента; 7 — окатанный гравий; 8 — балласт из плиток; 9 — анкер

Рисунок 8 – Система крепления мембран

В России с 2002 г. стала использоваться самоклеящаяся поли­мерно-битумная мембрана типа Indentene, поставляемая в руло­нах 1x20 м. Полосы материала соединяются между собой и с ос­новой при помощи клеевого слоя, временно защищенного сили­коновой бумагой.

Укладка мембран без приклеивания к основанию является наи­более экономичным и универсальным способом устройства кровельного покрытия. Однако этот способ может быть применен лишь при гидроизоляции кровель с уклонами скатов, не превышающи­ми 15 % и обладающими достаточной несущей способностью, что­бы выдерживать дополнительную нагрузку от балласта.

После свободной укладки мембранного покрытия нахлесты армируются стеклотканью, обрезиниваются и пригружаются ока­танным гравием или бетонным плитками. Во избежание повреж­дения мембрана может быть защищена слоем геотекстиля. При использовании такой системы влага, находящаяся под ковром, может свободно испаряться и удаляться через установленные аэра­торы. Чтобы увеличить срок службы свободно уложенных мембран­ных покрытий иногда устраивают так называемые инверсионные кровли, в которых утеплитель в виде плит с выбранной четвертью кромки располагается над гидроизоляционным слоем.

Наряду с низкой теплопроводностью такой утеплитель должен обладать высокой прочностью, долговечностью, отсутствием водопоглощения. Простейшим исполнением инверсионной кровли является мембрана с гравийной засыпкой по дренирующему слою из геотекстильного материала, уложенного по плитам.

Системы механического крепления (рисунок 8, г) применяются при устройстве мембранных кровель, которые не могут нести на­грузку в виде балласта. Кромка мембраны прикрепляется к осно­ванию с помощью анкеров, заклеивается праймером или само­клеящей лентой, армируется стеклотканью и обрезинивается ма­стикой.

При использовании однослойных пленочных материалов так­же применяют метод наклейки или свободной укладки с пригрузом.

В первом случае используют следующую технологическую схему:

- на предварительно огрунтованное основание раскатывают по­лотнище пленки и перегибают вдоль рулона;

- на основание и отогнутую часть полотнища наносят слой ма­стики;

укладывают смазанную половину полотнища на основание с нанесенным мастичным составом и прикатывают катком с мяг­кой обкладкой;

- аналогичным образом наклеивают вторую половину полотни­ща;

- наносят мастику на предварительно обезжиренные склеиваемые кромки полотнища и прикатывают места нахлестки.

При свободной укладке:

- раскатывают полотнища на основание и склеивают их между собой с последующей герметизацией швов в местах нахлестки;

- поверх пленки расстилают слой стеклоткани, стеклорогожки с точечной приклейкой к кровельному ковру;

- по распределительному слою рассыпают пригрузочный гравий­ный слой и прикатывают места нахлестки катком массой 2...5 кг;

- свободные кромки полотнищ закрепляют дюбелями.

Производя текущий ремонт рулонных кровель, определяют места нарушений рулонного ковра, убирают или отгибают рулон­ный материал, очищают от пыли и грязи, производят повторное приклеивание и вновь закрывают поврежденный участок, иногда заменяя верхний слой. Воздушные мешки прокалывают, выпуска­ют воздух, вводят в полость растворитель и укатывают место ре­монтируемого участка.