Качество кровель из битуминозных материалов
Качество кровель зависит от ряда взаимосвязанных факторов. Его определяют и качество применяемых для кровельного ковра материалов, и конструктивные решения кровли, и качество кровельных работ. Все эти аспекты рассматривает А. М. ВОРОНИН, к. т. н., руководитель отдела кровель ОАО "ЦНИИпромзданий".
В последние годы в России значительно расширилась номенклатура кровельных битуминозных рулонных материалов, которую можно разделить на три группы: рулонные материалы на картонной основе, битумно-минеральные и битумно-полимерные материалы с основой из стеклянных и синтетических волокон. Каждая группа кровельных материалов, общий перечень которых достиг уже более 40 наименований, имеет как достоинства, так и недостатки.
Рулонные материалы на картонной основе давно известны, применяемы и описаны в литературе. Поэтому остановимся подробнее на битумно-минеральных и битумно-полимерных материалах. Если говорить об основе битумно-минеральных материалов, то можно отметить, что она, изготовленная из стеклянных волокон - стеклохолст и стеклоткань, лишена недостатков картонной основы, однако и она имеет негативные свойства. Так стеклохолст, в том числе армированный стеклонитями и применяемый в настоящее время для изготовления наплавляемых рулонных материалов, по нашему мнению, не пригоден для этой цели. Из-за малой прочности стеклохолста (10-12 кгс/5 ом) и гибкости битумно-минерального вяжущего (0...+5 оC) рулоны такого материала деформируются при транспортировке, ломаются при раскатывании даже при температурах, близких к 0 оС, т. е. кровли из таких материалов практически можно выполнить только в летний период (при температурах не ниже +10 оС).
Что касается стеклотканей, то не каждая из них может быть использована для изготовления кровельного рулонного материала из-за недостаточного сцепления битумно-минерального вяжущего со связующим стекложгутов, применяемых для стеклотканей. Несовместимость связующего стеклоткани и битуминозного вяжущего рулонного материала приводит к тому, что в процессе эксплуатации покровный слой рулонного материала отслаивается вначале локально с последующим "оголением" стеклоткани на площади до нескольких кв. м (при этом цвет ее поверхности оставался белым, как будто бы она не имела контакта с битуминозным слоем). По этой причине при устройстве мастичных кровель, армированных стекломатериалами, последние грунтовали раствором битума в керосине, и это требование было предусмотрено в главе СНиП П-26-76 "Кровли". Кстати, в США стекломатериалы, применяемые для кровель, имеют, как правило, битумную пропитку.
В российских технических условиях на наплавляемые рулонные материалы отсутствуют какие-либо требования к стекломатериалам, кроме общей фразы о том, что материал получают путем двустороннего нанесения на стеклотканевую основу битумного вяжущего. Может быть следует так же, как и для кровельного картона, армоматериал предварительно пропитать низко-окисленным (легкоплавким) битумом и тогда, благодаря инсудиции в покровных слоях материала, можно будет повысить качество наплавляемых битумно-минеральных рулонных материалов типа "стекломаст", "стеклоизол", "бикрост" и т. п.
Отечественная кровельная промышленность освоила выпуск наплавляемых рулонных материалов с битумно-полимерным вяжущим, в котором полимерной добавкой служит искусственный каучук СБС (стирол-бутадиен-стирол) или термоэластопласт (атактический полипропилен). О влиянии таких полимеров на свойства битума имеется достаточная информация, в которой рассмотрены области применения этих материалов. Испытаниями, проведенными в ОАО "ЦНИИПромзданий", подтверждены высокие показатели свойств рулонных материалов, модифицированных СБС и АПП. Они относятся к одному классу кровельных материалов, которые обладают надежными эксплуатационными свойствами и могут быть применены для устройства кровель в различных климатических районах России.
На рулонных материалах, в т. ч. на материалах наплавляемого типа, применяемых для верхнего слоя кровельного ковра, защитой является посыпка, в т. ч. окрашенная, либо фольга (алюминиевая или медная). Известно, что песчаная посыпка относительно быстро (через 2-3 года) теряет связь с покровным слоем рулонного материала, ухудшая качество кровельного ковра. Испытания показали, что за счет улучшения смачиваемости битумным вяжущим посыпка из асбестовой породы лучше сохраняется на рулонном материале, чем песчаная; окраска посыпки специальными составами еще в большей степени позволяет повысить ее сохранность и улучшить качество кровельных материалов.
Опыт применения в кровлях фольгоизола оказался неудачным; через 1-2 года эксплуатации алюминиевая фольга отслаивается от неармированного битуминозного слоя из-за значительного различия коэффициентов линейного расширения (град -1) алюминиевой фольги и битуминозного вяжущего. Испытания показали, что битуминозный (битумно-резиновый или битумно-полимерный) слой имеет коэффициент = 167-250x10-6 град-1 на порядок выше, чем у фольги сл = 23х10-6 град-1.
При воздействии низких температур битуминозный слой становится более вязким, он сокращается (изменяет линейные размеры) быстрее, чем фольга. При определенных температурных напряжениях в приклеивающем слое происходит срез по поверхности алюминиевой фольги (когда температурные напряжения сдвига битуминозного слоя превысят прочность адгезии к фольге). Отслоение фольги усиливается при ветровом отсосе.
В отдельных характеристиках и проспектах на кровельные материалы обращается особое внимание на высокий показатель адгезии материала к основанию под кровлю (бетону, цементно-песчаному раствору). По нашему мнению, такой показатель относится к большей степени к "рекламному", чем к качественному показателю кровельного ковра. Для склеивания ковра с основанием под кровлю и между слоями важным является когезионный разрыв по телу примененного материала.
Некоторые специалисты считают, что высокий показатель адгезии необходим для исключения срыва кровельного ковра при штормовом ветре. Дж. Мак-Коли считает, что кровельный ковер должен сохраняться при скорости ветра 30 м/с (100 км/ч).
Следует отметить, что срывает, как правило, старую кровлю, в которой через длительный период эксплуатации ухудшается сцепление между слоями при появлении микротрещин в приклеивающем слое из-за его старения и температурных напряжений, а также попаданий в трещины воды или ее паров. Кровельный ковер срывает также по причине некачественного склеивания его слоев, приводящего к образованию вздутий, или размораживания цементно-песчаной стяжки. Мне приходилось быть на нескольких объектах, на которых был сорван кровельный ковер. Было установлено, что ковер срывало только в тех местах, где стяжка была выполнена некачественно (рыхлая за счет большого количества песка).
Расчет ветровой нагрузки, действующей по внешнему контуру кровли (у парапетов) здания, расположенного на высоте >480 м над поверхностью земли, показывает, что при скорости ветра 30 м/с ветровая нагрузка с учетом пульсационной составляющей будет равна около 0,5 кгс/кв. см, т. е. с учетом коэффициента запаса, учитывающего вышеуказанные изменения в кровельном ковре в процессе эксплуатации, показатель адгезии приклеивающего состава нижнего слоя ковра может быть принят в пределах 1,0-1,5 кгс/кв. см (10-15 т/кв. м).
В связи с этим главой СНиП 3.04.01-87 значительно завышено требование по величине сцепления с основанием и между слоями кровельного ковра - 0,5 МПа (5 кгс/кв. см=50 т/кв. м). Такой нормируемый показатель ставит в трудное (иногда неразрешимое) положение исполнителя, т. к. заказчик или контролирующий орган требует обеспечения нормируемой величины сцепления.
Рассматривая вопросы адгезионных свойств кровельных рулонных материалов, следует отметить, что качество склеивания этих материалов с основанием под кровлю зависит не только от свойств приклеивающих (подплавляемых) слоев, но и от их толщины. Кстати, одна из причин срыва кровельного ковра ветром - это малая толщина приклеивающего слоя.
В настоящее время вновь возникает вопрос об оптимальной толщине приклеивающего слоя, который возникал и в 70-е гг. прошлого века, когда начали применяться наплавляемые рубероиды с приклеивающим слоем толщиной 0,6; 1,0 и 2,0 мм. Еще тогда отмечалось, что оптимальная толщина подплавляемого слоя должна составлять не менее 2,0 мм, что предпочтительно как по соображениям повышения качества, так и долговечности кровли.
В ГОСТе 30547-97 для наплавляемых рулонных материалов нормируется не толщина, а масса вяжущего с наплавляемой стороны, которая должна быть не менее 1 500 г/кв. м для битумно-минеральных и не менее 2 000 г/кв. м для битумно-полимерных материалов. Но толщина и масса вяжущего - это не одно и то же, а массу 1 500 г/кв. м можно обеспечить за счет наполнителя, что значительно дешевле полимера, и при этом не получить приклеивающий слой толщиной хотя бы 1,5 мм.
При испытании некоторых наплавляемых рулонных материалов приходилось устанавливать толщину приклеивающего слоя 1,0-1,2 мм, хотя масса этого слоя была близка к нормируемой. При наклейке таких материалов подплавляемый слой не растекался при нагревании пламенем газовой горелки из-за большого количества наполнителя в этом слое. В дальнейшем это может привести к отрыву кровли, выполненной из подобных материалов. Необходимо, видимо, в технических условиях для конкретной марки наплавляемого рулонного материала предусматривать (нормировать) справочный показатель толщины подплавляемого (приклеивающего) слоя, например: 2+0,2 мм для рулонного материала, применяемого для нижнего слоя кровельного ковра, который наклеивают на шероховатую поверхность основания под кровлю, и 1,5+0,2 мм - для остальных рулонных материалов.
Важная роль в обеспечении качества кровельного ковра принадлежит конструктивному решению кровли. Экспертиза проектов и натурные обследования кровель на различных зданиях и сооружениях свидетельствуют о существенных ошибках, которые допускаются при проектировании кровель. Положение в настоящее время усугубляется тем, что проектирование нередко ведется "с колес", после чего у заказчика отсутствуют исполнительные чертежи кровли, не говоря уже о проекте. Кроме того, проектировщиков пытаются иногда исключить как необходимое звено в процессе устройства кровли - одной из важных и непростых конструкций, от которой зависит сохранность здания или сооружения.
Основное назначение кровли - отвод воды с покрытия, что обеспечивается уклоном основания под водоизоляционный ковер. Опыт эксплуатации кровель показывает, что вода задерживается в микрорельефах, образующихся в местах просадки утеплителя из-за неверно выбранной теплоизоляции (с малой прочностью на сжатие), или в местах прогиба несущей конструкции покрытия здания. В связи с этим, при выборе уклона кровли необходимо учитывать прогиб несущей конструкции для определения места расположения воронок внутреннего водостока.
Если в качестве несущих конструкций применяют металлическую ферму с параллельными поясами и несущими железобетонными плитами, то ясно, что в середине пролета фермы будет наибольший прогиб. В том случае, если этот прогиб не удается исключить при помощи уклонообразующего слоя (из-за большого расхода материалов и увеличения нагрузки), то воронки необходимо расположить в местах наибольшего прогиба, а не у колонн, на которые опирается ферма.
Например, металлическая ферма имеет верхний пояс с уклоном 1,5%, тогда уклон кровли может снизиться за счет прогиба фермы от нагрузки до 0,5-1%, и в этом случае воронки можно ставить у колонн, и отвод воды будет обеспечен. На зданиях небольших размеров (на электроподстанциях, тепловых пунктах и т. п.) целесообразно предусматривать уклон кровли 0-1% (последний можно обеспечить, например, дополнительной кирпичной кладкой на одной из стен).
Таким образом, разные уклоны имеют правo на существование, и здесь запретительные меры неуместны. Рациональный выбор уклона зависит от многих факторов, в частности, от размеров здания и его несущих конструкций. Предпочтительным, по нашему мнению, является уклон 1,5-3%, при котором обеспечивается полный отвод воды и возможность механизировать кровельные работы. Известно, что отдельные фирмы США, выпускающие рулонные материалы на стекловолокнистой основе, предпочитают не применять свои материалы на кровлях с нулевым уклоном; некоторые из них рекомендуют свои материалы для кровель с уклоном не менее 2% и не более 3,5%.
| Автор: по материалам редакции Дата: 01.06.2004 Журнал Стройпрофиль 4-04 Рубрика: кровли и гидроизоляция Внимание: Публикация является архивной и на текущий момент может быть не достоверной. |