Материалы для мягкой кровли

Под упрощенно-бытовым названием мягкая кровля объединяются многие кровельные и гидроизоляционные материалы, представляющие собой либо полосы гибкого материала в виде листов или свернутые в рулоны, либо вязкую липкую массу в виде мастики.

Особенностью материалов мягкой кровли является их способность выполнять преимущественно изоляционные функции (прежде всего, водозащитные), в отличие от материалов жесткой кровли, которые выполняют и несущие функции, воспринимая эксплуатационную нагрузку (черепица, металлические и асбестоцементные листы, железобетонные плиты, деревянные кровли и т.д.). Понятием мягкой кровли объединяются материалы, каждый из которых применяется, как правило, для кровли и гидроизоляции других конструкций, поскольку они работают в сходных эксплуатационных условиях и имеют близкие технические характеристики.

В последние несколько лет, кроме традиционного рубероида, в отечественном строительстве появилось значительное количество новых изоляционных материалов, применяемых для кровель зданий, гидроизоляции конструкций и герметизации ограждений. При этом существенно улучшилось качество этих материалов, чему способствовал технический прогресс и стимулы, порожденные рыночной системой. Указанные изменения произошли главным образом в результате широкого использования различных полимерных композиций, позволяющих получать новые изоляционные материалы с разнообразными и стойкими свойствами.

Многообразие видов и свойств изоляционных материалов позволяет сопоставить отдельные характерные свойства различных групп новых изоляционных материалов для объективной технической их оценки, учитывающей эксплуатационную пригодность и критерии выбора для применения в строительстве и при ремонте.

Материалы мягкой кровли делятся на рулонные и мастики, на прочные и эластичные. Рулонные материалы бывают с основой (армированные) и без нее. По способу укладки они делятся на наклеиваемые и наплавляемые. Современные мастики применяются без разогрева (холодные мастики) и различаются по составу на однокомпонентные и двухкомпонентные. С учетом указанных отличительных признаков почти все известные кровельные и гидроизоляционные материалы входят в классификационные группы с различными потребительскими свойствами.

Для составления и анализа рассматриваемых групп материалов можно использовать ограниченный перечень показателей из стандартной номенклатуры, как-то: условная прочность при разрыве, относительное удлинение при растяжении, гибкость (морозостойкость); теплостойкость; водонепроницаемость; адгезия мастики к основанию; время отверждения мастики (жизнеспособность); содержание сухого остатка в мастике. В последние годы в связи с появлением новых материалов возникла необходимость учитывать дополнительные характеристики: климатическую стойкость (долговечность); стойкость к УФ-облучению; химическую стойкость; пожарную безопасность; экологическую безопасность.

Первые два показателя (условная прочность и относительное удлинение) характеризуют прочность и эластичность материала, а их совокупность выражает деформативные свойства кровли и гидроизоляции. При этом соотношение значений этих показателей, как правило, обратное, т. е. при большой прочности материала его эластичность минимальна и, наоборот, чем материал эластичнее, тем он менее прочен.

В отношении деформативных свойств материала у специалистов существуют два подхода. Первый исходит из концепции эластичной кровли, основанной на том, что деформация основания (температурные, усадочные и др.) компенсируется за счет эластичности (растяжения) изоляционного материала, если его относительное удлинение будет не меньше 100%, что соответствует реальным эксплуатационным деформациям оснований и конструкций.

Концепция же прочной кровли предполагает, что при деформации основания растягивающие усилия воспринимаются за счет прочности материала, его армирующей основы. В этом случае прочность материала на разрыв должна превышать величину растягивающего напряжения, возникающего при деформации основания.

Любая конструкция кровли испытывает значительные температурные, статистические и динамические деформации (осадка, усадка, ветровые усилия, трещины и т. п.), которые концентрируются в опасных местах (стыки, узлы, примыкания), где и происходит разрыв кровельного слоя даже из прочных материалов. Но этого не произойдет с эластичной кровлей, способной растягиваться в пределах, превышающих все возможные деформации основания.

Поэтому прочность не нужна для кровельных (тем более гидроизоляционных) материалов, а при малой деформативности кровельного слоя она только ухудшает качество и надежность мягкой кровли, особенно мастичной. Отсюда понятно, что следует избегать армирования высокоэластичных мастик, когда неизбежное уменьшение относительного удлинения ликвидирует главное преимущество этих материалов.

Дополнительными аргументами в пользу эластичных материалов служат следующие обстоятельства: климатические условия с широким диапазоном температур, вызывающих значительные деформации покрытия; наличие районов, неблагоприятных в гидрогеологическом либо сейсмическом отношении, со значительными и неравномерными деформациями зданий; низкое качество изготовления конструкций и монтажа зданий, способствующее увеличению допусков в соединениях и стыках покрытия; низкая квалификация рабочих, сочетающаяся с недостатком и несовершенством технологического оснащения.

Изложенное убеждает, что эластичные изоляционные материалы лучше соответствуют реальным условиям строительства и эксплуатации, и потому их применение для кровель и гидроизоляции предпочтительнее прочных армированных материалов. Опыт показывает, что для материалов мягкой кровли, выполняющих только изолирующие функции, нет необходимости в прочности, превышающей 2 МПа. При этом относительное удлинение эластичного материала должно быть не менее 150%, у кровельного материала - не менее 200%.

В то же время прочность известных армированных материалов мягкой кровли весьма высока и достигает 10 МПа, хотя это никак не сказывается на их изолирующих свойствах (водо-, паро-, воздухопроницаемость). При этом прочные материалы очень жесткие, и их эластичность сильно ограничена: относительное удлинение не выходит за пределы 2 (рубероид) - 40 (изопласт)%, что совершенно недостаточно для работы на деформирующем основании.

Деформативные свойства материалов характеризует такой важный показатель, как гибкость, определяемая изгибом полосы материала на стандартном брусе с закруглением радиуса 5 мм при отрицательной температуре без повреждения материала (трещины, расслоения и др.). Чтобы правильно оценить гибкость конкретного материала, сопоставляют две величины: радиус закругления и температуру испытания. Все эластичные (рулонные и мастичные) материалы выдерживают это требование и изгибаются без повреждения на радиусе 5 мм при температуре минус 50°С и ниже. В то же время почти все прочные (армированные) материалы могут изгибаться лишь на радиусах 10-50 мм при температурах от +5°С до -20°С, что достаточно далеко от гостовских величин.

Реальную гибкость, называемую иногда морозостойкостью кровельного материала, можно достаточно точно оценить, сравнивая показатели конкретного материала со стандартными значениями. Например, для материала с заявленными температурой испытания -20°С и радиусом изгиба 10 мм предельная температура испытания будет t° = -20:10 х 5 = -10 °C, а не -20 °С.

Наиболее важным показателем материалов, прежде всего кровельных, является долговечность, ставшая после стоимости важнейшей для потребителя характеристикой. Указываемая в технической документации, и особенно в рекламных изданиях, долговечность материала назначается, как правило, произвольно, на основании рекламных данных некоего аналогичного материала или близкого по свойствам. В подавляющем большинстве случаев назначаемая долговечность материала не подтверждается какими-либо инструментальными испытаниями. Долговечность понимается как срок службы материала до потери им 50% величины показателей основных свойств. Она определяется совокупностью таких характеристик, как климатическая стойкость, химическая стойкость, биостойкость, стойкость к УФ-облучению. Если био- и химическая стойкость полимерных материалов определяется в зависимости от специфики области применения, то климатическая стойкость с УФ-облучением и определяет в основном долговечность материала. Поскольку многолетние испытания материалов путем выдерживания его в реальных эксплуатационных условиях под воздействием природных климатических факторов неприемлемо для современного строительства, то для определения долговечности материала проводят ускоренные лабораторные инструментальные испытания на климатические воздействия.

Достаточно важным показателем для мастичных изоляционных материалов следует считать содержание сухого остатка, то есть количества вещества, остающегося на изолируемой поверхности после нанесения и отверждения (высыхания) свежей жидкой мастики. Показатель выражается в процентах массы от расхода нанесенной мастики и означает, что при малом сухом остатке должен увеличиваться исходный расход свежей мастики для образования заданной толщины пленки. Например, у большинства известных применяемых мастик (вента-У, бутислан, бэлам) сухой остаток составляет 20-30%, тогда как у мастики битурэл компании "Гермопласт" сухой остаток - не менее 70%, то есть расход этой мастики будет почти в 3 раза меньше для образования пленки одинаковой толщины.

Остальные нормируемые стандартами показатели изоляционных материалов имеют меньшее значение для оценки и выбора конкретного материала, хотя без их знания и учета невозможно составить полную техническую характеристику выбранного материала. Положение облегчается тем, что смысл и назначение отдельного показателя понимается и оценивается однозначно: его значение задается определенной величиной, нормируемая величина показателя обычно выдерживается материалом без затруднений; величины одного показателя в сходных материалах задаются в довольно узких пределах и их сравнение не выявляет заметного различия в свойствах.

Проведенный анализ и оценка свойств кровельных и гидроизоляционных материалов дает понимание, что выбор материала должен начинаться с выбора вида материала: рулонные или мастичные. Мастики (имеются в виду холодные - битумно-полимерные или полимерные) обычно двухкомпонентные. Опыт говорит о преимуществах применения мастичных материалов для сплошных кровель на жестком основании и для всех видов гидроизоляции. Технологичность нанесения мастик механизированным или ручным способом позволяет просто и надежно выполнять кровлю и гидроизоляцию на поверхности практически любых форм и уклонов. Особенно заметно это преимущество при устройстве кровли с многочисленными примыканиями, узлами и деталями, что неизбежно в любом здании. В этих местах рулонные материалы (особенно толстые наплавляемые) нужно выкраивать по сложным формам, что заметно увеличивает трудоемкость работ и снижает качество кровли.

Мастики незаменимы при ремонте практически всех изоляционных покрытий и прежде всего всех видов кровли: мастичных, рулонных, металлических, асбестоцементных, бетонных и т.п. При этом ремонт производится без удаления старой кровли.

Преимущество мастик состоит еще и в том, что изоляционный слой образуется из одного материала, за один рабочий цикл, с применением простого технологического оснащения. При этом простота отдельных рабочих операций позволяет использовать работников невысокой квалификации. Но и среди мастик существует проблема выбора между однокомпонентными и двухкомпонентными в основном по технологическим признакам. Однокомпонентная мастика поставляется в готовом к употреблению виде, и отверждение состава определяется лишь герметичностью тары, поэтому срок хранения у нее не превышает трех месяцев. Двухкомпонентная же мастика поставляется в виде двух химически малоактивных составов, которые порознь могут храниться 12 и более месяцев. Большой срок хранения двухкомпонентной мастики - это существенное преимущество для производства работ, так как позволяет иметь необходимый запас материала к началу кровельного сезона. А при использовании однокомпонентной мастики поставка должна осуществляться почти непрерывно.

Конечное качество мастичной кровли в значительной мере зависит от правильного приготовления и нанесения мастики. Здесь однокомпонентная мастика имеет некоторое преимущество, так как готовый к применению состав подвергается одному переделу - нанесение мастики на поверхность, при двухкомпонентной - обязательны два передела: сначала приготовление смеси из компонентов, затем ее нанесение в сравнительно короткое время. Это вынуждает повышать требования к соблюдению технологии работ и квалификации рабочих.

Приготовление двухкомпонентной мастики позволяет провести дополнительное регулирование ее свойств применительно к реально складывающимся условиям. Для изменения отдельных свойств мастики (вязкости, света, жизнеспособности, твердости и т.д.) в нее при приготовлении могут вводиться дополнительные и специфические добавки. При однокомпонентной же мастике приходится менять марку или тип мастики, что неудобно и невыгодно. Поэтому для конечного результата двухкомпонентная мастика предпочтительна.

Рассмотрим еще один выбор кровельных материалов, но уже среди рулонных материалов - наклеиваемых и наплавляемых. Устройство кровли из рулонных материалов с применением клеящих мастик может увеличивать расход материала и трудоемкость работ, особенно при использовании горячих битумных мастик. Упрощает работу применение наплавляемых материалов с утолщенным покровным слоем мастики, хотя это требует введения дополнительного оборудования и факельно-пламенных горелок. Однако разогрев клеящей поверхности горелками с нерегулируемой температурой пламени (до 600 °С) часто приводит к пережогу битумно-содержащего слоя с потерей им клеящих и деформативных свойств. Имеющийся опыт эксплуатации таких кровель подтверждает наличие у них значительных дефектов, что вынудило в свое время видных специалистов-кровельщиков выступить против массового применения огневого способа наклейки кровельных материалов.

В настоящее время наблюдается определенное движение на возврат к наклеиваемым материалам, но уже на другой технической основе. Так, горячие битумные мастики заменяются на холодные битумополимерные или полимерные, а для наклеивания используются рулонные безосновные высокоэластичные материалы (кромэл, изолен и т.п.). При этом для конкретного наклеивания рулонного материала используется специальная мастика с совпадающими свойствами. Представляется, что техническое направление на клеевую технологию кровельных работ перспективнее огневого способа.

Будем надеяться, что изложенная здесь информация поможет интересующимся специалистам и не только им достаточно объективно оценить технические характеристики распространенных кровельных и гидроизоляционных материалов и сделать более обоснованный выбор в своей деятельности.Подготовил Дмитрий ЛУГОВОЙ sn@nestor.minsk.by