Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы на модифицированных битумах. Битумная черепица
Кровли, выполненные с применением рубироида и пергамина, недолговечны. Это обусловлено быстрым старением битума и
загниванием картонной основы. Средняя периодичность ремонта таких кровель составляет три года. В то же время в связи с низкой стоимостью эти материалы наиболее выгодны для временных сооружений со сроком эксплуатации до пяти лет. В капитальном строительстве применяются более долговечные материалы на основе модифицированного битума.
Модифицированный битум. Модифицированный битум получают введением полимерных добавок. При этом существенно возрастают гибкость при отрицательных температурах[7], теплостойкость, эластичность, сопротивляемость усталостному разрушению, стойкость к старению. Содержание полимера в связующем обычно не превышает 30 %.
Применяются следующие модификаторы: атактический полипропилен (АПП) иногда в смеси с изотактическим (ИПП); сти — рол-бутадиен-стирол (СБС); этилен-пропилен-бутен (ЭПБ).
Качество модифицированного битума определяется:
1) совместимостью битума с модификатором;
2) количеством модификатора, достаточным для того, чтобы произошла фазовая инверсия (непрерывную среду должен образовать полимер, а битум — диспергироваться в ней в виде мельчайших включений);
3) однородностью смеси.
Битумно-полимерные рулонные кровельные материалы в 4 — 8 раз дороже, чем битумные. Однако срок их службы составляет 15…20 лет, и покрытие из них делают в два слоя (вместо 4…5 слоев битумных материалов).
АПП модифицированный битум не имеет главных недостатков битумных материалов: низкой гибкости на холоде и склонности к старению. Атактический полипропилен является побочным продуктом получения изотактического полипропилена и в отличие от последнего содержит звенья различной конфигурации (см. рис. 14.4). Молекулы изотактического полипропилена содержат звенья, отвечающие только одной из этих конфигураций. Атактический полипропилен — эластичный материал, похожий на каучук. Как у любого побочного продукта, свойства АПП варьируются в широком диапазоне. Поэтому он не нашел другого применения, кроме использования в качестве добавки к битумным связующим. Сохраняя присущие битумам высокие показатели адгезии и водонепроницаемости, АПП сообщает материалам высокую стойкость к ультрафиолетовому излучению и высокую теплостойкость (выше 120 °С).
АПП относится к пластомерам, поэтому АПП модифицированные материалы имеют эластичность и гибкость на холоде (до -15 °С) ниже, чем у СБС материалов. Сгибание их при укладке на сильном морозе может привести к образованию сетки мелких трещин.
СБС модифицированный битум получают с применением бута — диен-стирольного каучука — продукта сополимеризации бутадиена и стирола: (-СН2-СН = СН-СН2-)„-(-СН2-СНС6Н5-)ш.
Бутадиен-стирольный каучук, являясь эластомером и имея блочное строение, придает битуму очень высокую эластичность и гибкость при температурах до -25 °С. Относительное удлинение СБС модифицированного битума (без основы) достигает 1500%. По теплостойкости (90… 100 °С) он уступает АПП материалам.
В отличие от АПП модифицирования, получаемого путем простого механического смешивания, СБС модификация битума представляет также химический процесс взаимодействия молекул каучука и битума, при котором создается трехмерная сетчатая структура макромолекул полимера, обусловленная взаимодействием полистирольных блоков.
Старение СБС модифицированного битума обусловлено разрушением двойных связей в молекуле каучука, что приводит к уменьшению эластичности. АПП модифицированные битумы более устойчивы к старению, так как молекулы полипропилена не содержат двойных связей.
Гибкость является косвенным критерием качества СБС материалов. Лучшие образцы достигают гибкости до -30 °С. Материалы гибкостью выше -20 °С либо имеют недостаточное содержание полимера, либо в них использован несовместимый с СБС битум. Такие материалы быстро стареют.
ЭПБ модифицированный битум, получаемый на базе гетерополимера этилен-пропилен-бутена, сочетает в себе преимущества АПП битумов (повышенная теплостойкость и устойчивость к старению) с достоинствами СБС композиций (низкотемпературная эластичность). ЭПБ модификатор выпускается концерном Hills (ФРГ) под названием Vestoplast. Он производится в виде гранул, которые вводятся в расплавленный битум с температурой около 200°С. Чтобы повысить твердость, добавляется АПП (2…3% от массы смеси). Для обеспечения фазовой инверсии требуется добавить не менее 16 % модификатора Vestoplast.
ЭПБ модификатор имеет насыщенные связи, что обеспечивает невосприимчивость к ультрафиолетовому облучению и низкую степень окислительной деструкции. ЭПБ-материалы наиболее стойки к старению.
Свойства модифицированных битумов приведены в табл. 13.3.
Рулонные битумно-полимерные материалы. Их получают с использованием армирующей основы: стеклоткани, стеклохолста (нетканого материала из стеклянных волокон), полиэстра (нетканого материала на основе полиэфирных волокон) и некоторых других (табл. 13.4).
Свойства |
Окислен — ный битум |
Модифицированный битум |
||
СБС |
АПП |
ЭПБ |
||
Гибкость на холоде, °С |
5 |
-25 |
-15 |
-25 |
Теплостойкость, °С |
70 |
90… 100 |
120 |
120 |
Стойкость к старению |
— |
++ |
+++ |
+++ |
Эластичность |
— |
+++ |
++ |
-н- |
Сопротивление усталостному разрушению |
— |
+++ |
++ |
++ |
Способность к наплавлению |
+ |
++ |
+++ |
+++ |
Возможность работы с материалом зимой |
— |
+++ |
++ |
++ |
Примечание. «-» — неудовлетворительно; «+» — удовлетворительно; «++» — хорошо; «+++» — отлично. |
Стеклоткань обладает высокой прочностью при растяжении, но незначительным удлинением при разрыве. Характеристики полиэстера значительно лучше, но выше его стоимость. При одинаковой со стеклотканью прочности его относительное удлинение больше в 10 — 25 раз, что позволяет воспринимать деформации основания без разрушения.
Каждый вид кровельного материала выпускается в двух исполнениях: для верхнего (К) и нижнего (П) слоя кровельного ковра.
Лицевая поверхность материала для верхнего слоя защищается от воздействия солнечных лучей и кислорода воздуха чаще всего крупнозернистой (песок, гранулят кристаллического сланца и др.) или чешуйчатой (слюда-вермикулит) посыпкой. Для некоторых материалов используют алюминиевую или медную фольгу.
Нижнюю поверхность материала для верхнего слоя и обе поверхности материала для подстилающего слоя защищают от слипания в рулонах мелкозернистым песком или пылевидной посып-
Таблица 13.4
|
кой, если предполагается приклеивание полотнищ, а в случае наплавляемых материалов — легкоплавкой полиэтиленовой пленкой.
Рулонные материалы очень разнообразны (табл. 13.5), однако принципиальные различия между ними сводятся к виду основы и типу модификатора.
На Российском рынке представлена также продукция западных фирм: Imperbel (Бельгия); Icopal, Katepal, Lemminkainen (Финляндия); МИДА (Литва); Polyglass (Италия); Sika-Trocal (ФРГ— Швейцария) и др.
Устройство кровли из битумно-полимерных материалов. Ее осуществляют по любому сплошному (деревянному, бетонному и др.) основанию при уклонах от 0 до 45… 50° двумя способами: приклеиванием и наплавлением.
Приклеивание мастиками осуществляется либо по всей площади, либо пятнами, полосами и т. д. При выполнении «дышащей» кровли воздушные полости между кровельным ковром и основанием должны сообщаться с наружным воздухом. «Дышащие» кровли устраивают с целью удаления влаги из основания, что бывает необходимо при ремонте старых покрытий и работах в зимнее время. Удаление влаги может быть ускорено увеличением толщины воздушной прослойки, например за счет укладки первого слоя крупнозернистой посыпкой вниз, или применением перфорированного материала.
Применение растворителей для размягчения битумного слоя называется диффузионной сваркой, хотя по своей сути — это разновидность приклеивания. Применяются также материалы с клеящим слоем.
Наплавление осуществляется чаще всего с помощью газовых горелок (огневым способом). Существует также горячий безогне- вой способ с помощью оборудования инфракрасного излучения. В обоих случаях расплавляют слой модифицированного битума, нанесенного на нижнюю поверхность полотнища, и раскатывают рулон по основанию.
Мягкая битумная черепица. Мягкая битумная черепица, часто называемая гонтом или шинглсом, представляет собой небольшие листы с фигурными вырезами по одному краю, имитирующими 3…4 черепицы в форме трапеции, шестиугольника, прямоугольника или волны. Существует много цветовых решений битумной черепицы. Этот материал по своей структуре, технологии и применяемым компонентам аналогичен рулонным материалам.
Битумную черепицу можно применять на крышах любой сложности, формы и конфигурации с уклоном не менее 10°. При уклонах 10… 18° необходимо устройство подкладочного гидроизоляционного слоя, иначе возможно подтекание влаги при сильных дождях.
Производитель |
Материал |
Основа |
Модификатор |
Марки |
Компания «Т ехноНИКОЛ Ь» (Москва) |
Линокром |
Т, X или Э |
— |
ХПП, ХКП, ТПП, ткп, эпп, ЭКП, ОПП, ОКП (3,0; 4,0; 5,0) |
Техноэласт |
X или Э |
СБС |
||
Бикрост |
О, X или Т |
— |
||
Экофлекс |
X или Э |
АПП и (или) ИПП |
||
Унифлекс |
X или Т |
СБС |
||
Завод «Изофлекс» (г. Кириши) |
Изопласт |
X или Э |
АПП |
|
Изоэласт |
X или Э |
БС |
||
Кинепласт |
Т |
АПП + ИПП |
||
Мостопласт |
э |
ЭПБ |
||
ООО «Завод АК-Мембрана» |
Петрофлекс: «Стандарт» «Экстра» «Норд» |
Т, X или Э |
По специальной рецептуре |
П40-3,0 В40-4,5 С110-5,0 К110-5,0 |
Выборгский рубероидный завод |
Бикрост |
Т или X |
— |
— |
Бикропласт |
Т, X или Э |
АПП |
||
ОАО «Завод “ Филикровяя ” » (Москва) |
Филизол |
Т, X или Э |
СБС, АПП |
|
Гидростеклоизол |
||||
Фольгоизол |
Производитель |
Материал |
Основа |
Модификатор |
Марки |
Рязанский картонно — рубероидный завод |
Рубероид |
Картон |
— |
РКК, РКП |
Рубемаст |
Картон, X |
— |
РНК, РНП |
|
Стекломаст |
Т |
— |
-п, — к |
|
Стеклобит |
X |
— |
-п, — к |
|
Элабит |
Т, X или Э |
Т ермопластичный каучук |
-п, — к |
Примечание. Условные обозначения, принятые в таблице и при обозначении марок: Т — стеклоткань; X — стеклохолст; Э — полиэстер; О — спецкартон; Ф — фольга; Д — перфорированный стеклохолст; К — крупнозернистая посыпка; М — мелкозернистая или пылеватая посыпка; П — защитная пленка. Пример обозначения материалов завода «Изофлекс»: ЭКП-5,0. Здесь первая буква означает материал основы, вторая буква — вид верхнего покрытия, третья буква — вид нижнего покрытия, число — масса 1 м2 материала, кг, что численно примерно равно толщине материала, мм, так как плотность материалов близка к 1 г/см3. Пример обозначения материалов «Петрофлекс»: В 110-4,5 к «Экстра». Первая буква означает материал покрытия: В — вермикулит; К — крошка (гранит); С — гранулят (сланец); П — пленка. Первое число (110) — сила разрыва, кг; второе число (4,5) — масса 1 м2 материала, кг, или толщина, мм. Следующая буква (к) — цвет. Далее указан один из трех классов материала: «Стандарт» (гибкость -5 °С), «Экстра» (-15 °С) или «Норд» (-25 °С).
Битумной черепице не требуется высокая эластичность, как рулонным материалам. Усадка при старении локализуется в пределах каждой плитки, что не вызывает напряжений в покрытии.
В России в основном применяется мягкая черепица иностранных производителей: ICOPAL, KATEPAL, LEMMINKAINEN (Финляндия); TEGOLA (Италия), MIDA (Литва); GAF, SHINGLE (США), ОНДУЛИН (Франция) и др.