Тема 9. Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы.

9.1. Кровельные материалы

9.2. Гидроизоляционные материалы

9.3. Герметизирующие материалы

Основная задача, решаемая с помощью как кровельных, так и гидроизоляционных материалов,— создание водонепроницаемого покрытия, защищающего изолируемую конструкцию и здание в це­лом от воздействия влаги. Однако условия, в которых работают кро­вельные материалы, отличаются от условий, в которых работают гидроизоляционные материалы.

9.1. Кровельные материалы.

Кровельные материалыподвергаются периодическому увлажне­нию и высушиванию, воздействию прямого солнечного излучения (особенно опасно действие его УФ-составляющей), нагреву, замо­раживанию, снеговым и ветровым нагрузкам.

Чтобы длительно и успешно работать в таких условиях, кровель­ные материалы должны быть атмосферостойкими, светостойкими, водо- и морозостойкими и достаточно прочными. В тех же случаях, когда крыша является видимым элементом сооружения (мансард­ные, двухскатные, вальмовые и т. п. кровли), материал должен отве­чать и определенным архитектурно-декоративным требованиям. И, наконец, технологичность и экономичность — общее требование ко всем кровельным материалам.

Материалы на основе битумных, полимербитумных и полимер­ных связующих — главнейший вид кровельных материалов. Разновидности кровельных материалов:

• мембранные — большеразмерные полотнища (площадью 100...500 м²);

• рулонные — полотнища шириной около 1м и длиной 7...20м, поставляемые на строительную площадку в рулонах;

• штучные и листовые — мелкоразмерные полосы и листы (пло­щадью менее 1 и 2 м², соответственно);

• мастичные — вязкие жидкости, образующие водонепроницае­мую пленку после нанесения на изолируемую конструкцию.

Рулонные материалы.

Кровлю из рулонных материалов делают изнескольких слоев, составляющих кровельный ковер. Вниз ковра укладывают подкладочные материалы (беспокровные), а верхний слой устраивают из покровных материалов, имеющих покровный слой из тугоплавкого битума (дегтя) и посыпку.

Рулонные гидроизоляционные материалы изготовляют двух типов: 1)основные (с основой) — картоном, стеклохолстом, стеклотканью, полиэстером, металличе­ской фольгой и 2) безосновные (без основы), но обычно с порошкообразным или волокнистым наполнителем.

Наиболее дешевым вариантом основы является кро­вельный картон; более прочной и долговечной основой служит стеклохолст; еще более прочная основа — стеклоткань, кроме того, она более химически- и влагоустойчивая, температуростойкая и не подвержена гниению. Полиэстер имеет такую же прочность, как и стеклоткань, не гниет, позволяет добиваться максимального сцепления с битумным покрытием.

При изготовлении обоих типов рулонных материалов для пропитки или нанесения покровного слоя применяются битумные, дегтевые, битумно-полимерные и другие аналогичные органические вещества. Покровные и пропиточные массы придают кровельным материалам и изделиям водонепроницаемость, водостойкость ипрочность.

Выпускаются как беспокровные (подкладочные), так и покровные рулонные кровельные материалы.

Рубероид изготовляют, пропитывая кровельный картон легкоплавким битумом с последующим покрытием с одной или обеих сторон тугоплавким нефтяным битумом с наполнителем и посыпкой: крупнозернистой (К), мел­козернистой (М) или пылевидной (П), а также чешуйчатой (Ч). Крупнозернистая цветная посыпка не только повышает атмосферостойкость рубероида, но ипридает ему лучшие декоративные свойства. В зависимости от назначения (кровельный — К, подкладочный — П), вида посыпки и массы 1м² основы (кровельного картона) рубероид делят на марки, например, РКК-500А, РКК-400А, РКК-400Б, РКК-400В, РКМ-350Б, РКМ-400В, РПМ-300А и др. На нижнюю поверхность кровельного рубероида, образующего верхний слой кровельного ковра, и на обе стороны подкладочного рубероида наносят мел­козернистую или пылевидную посыпку, предотвращающую слипание мате­риала в рулонах.

Наплавляемый рубероид — кровельный материал, наклейка которого осуществляется без применения кровельной мастики — расплавле­нием утолщенного нижнего покровного слоя (пламенем горелки или другим способом). В результате производительность труда повышается на 50%, уде­шевляются кровельные работы, улучшаются условия труда.

Пергамин — рулонный беспокровный материал, получаемый пропит­кой основы — кровельного картона расплавленным нефтяным битумом с температурой размягчения не ниже 40°С. Служит подкладочным материа­лом под рубероид и используется для пароизоляции.

Долговечность гидроизоляционных и кровельных материалов повы­шают, используя более прочную и стойкую основу, чем кровельный картон, из асбестового и стекловолокна.

Гидроизол — рулонный беспокровный гидроизоляционный материал, полученный путем пропитки асбестового картона нефтяным битумом. Он предназначается для устройства гидроизоляционного слоя в подземных и гидротехнических сооружениях, а также для защитного противокоррозионного покрытия.

Стеклорубероид — рулонный материал, получаемый путем двустороннего нанесения битумного (битумно-резинового или битумно-полимерного) вяжущего на стекловолокнистую основу и покрытия с одной или двух сторон сплошнымслоем посыпки. В зависимости от вида посыпки и назначения стеклорубероид выпускают следующих марок: С-РК (с крупнозернистой по­сыпкой), С-РЧ (с чешуйчатой посыпкой) и С-РМ (с пылевидной и мелкозер нистой посыпкой). Применяют стеклорубероид для верхнего и нижних слоев кровельного ковра, а также оклеечной гидроизоляции.

В на­стоящее время выпускается много материалов с улучшенными свойствами (прежде всего эластичностью и гибкостью при низких температурах, что во многом определяет их большую долговечность) и разными фирменными названиями. Се­годня на мировом рынке представлены два основных класса кровельных битумно-полимерных материалов — модифицированные атактическим полипропиленом (АПП) и стирол-бутадиен-стирольным каучуком (СБС). Первые отличаются высокой теплостойкостью, неплохой гибкостью на хо­лоде (до -20°С), высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям и ультрафиолетовому излучению. Вторые — повышенной гибкостью на хо­лоде (до -30°С), но большей чувствительностью к ультрафиолетовому из­лучению. Все это позволяет уменьшить количество слоев в кровельном по­крытии по сравнению с обычным рубероидом (1-2 слоя вместо 5-7 слоев) и значительно увеличить срок его службы.

Выпускаются материалы на основе металлической фольги, которые обладают повышенной газо- и водонепроницаемостью.

Фольгоизол— ру­лонный двухслойный материал, состоящий из тонкой рифленой или глад­кой алюминиевой фольги, покрытой с нижней стороны защитным битумно-резиновым составом. Он предназначен для устройства кровель и парогидроизоляции зданий и сооружений, герметизации стыков. Внешняя поверх­ность фольгоизола может быть окрашена в различные цвета атмосферостойкими лаками.

Металлоизол— гидроизоляционный материал из алюминиевой фоль­ги, покрытой с обеих сторон битумной мастикой. Он имеет вы­сокую прочность на разрыв и долговечен. Применяют металлоизол для гид­роизоляции подземных и гидротехнических сооружений.

Применяют безосновные рулонные материалы.

Бризолизготовляют, прокатывая массу, полученную смешиванием нефтяного битума, дробленой резины (от изношенных автопокрышек), асбестового волокна и пластифи­катора. Бризол стоек к воде и некоторым агрессивным средам. Его приме­няют для защиты от коррозии подземных металлических конструкций и трубопроводов.

Изол— безосновный рулонный гидроизоляционный и кровельный маериал, изготовляемый прокаткой резинобитумной композиции, получен­ной термомеханической обработкой девулканизированной резины, нефтяного битума, минерального наполнителя, антисептика и пластификатора. Изол эластичен, биостоек, незначительно поглощает влагу. Изол применя­ют для гидроизоляции гидротехнических сооружений, бассейнов, резервуа­ров, подвалов, антикоррозионной защиты трубопроводов, для покрытия двух- и трехслойных пологих и плоских кровель.

Штучные кровельные изделия.

Мягкая черепица —штучный материал, получаемый на основе традиционных рулонных материалов, путем вырубки из полотна фигурных полос, которые при укладке напоминают кровлю из натурального шифера и укладываются аналогично кровельному сланцу или шиферу. Современная мягкая черепица — это листы из кро­вельного картона, стеклоткани, полиэстера, пропитанные битумом и по­крытые цветной минеральной крошкой, имитирующие 3...4 штуки плоской черепи­цы различной формы. Листы крепят к обрешетке гвоздями, а соедине­ние листов друг с другом по вертикали обеспечивают самоклеющие уча­стки на их нижней поверхности. Основанием под мягкую черепицу служит сплошная (дощатая) обрешетка. Минимальный угол наклона кровли 9...10°, максимальный не ограничивается и этим материалом можно облицовывать и примыкающие к крышам участки стен. Трудо­емкость устройства кровельного покрытия не велика, а вес 1 м покры­тия не превышает 10...12 кг.

Волнистые битумно-картонные листы (ондулин) — гибкие листы размером 2000х1000мм и толщиной около 2,5...5 мм (вес листа 6...10 кг). Лис­ты — гофрированный картон, пропитанный битумом и с лицевой стороны окрашенный атмосферостойкой полимерной краской. Ок­раска создает декоративный эффект и защищает картон и битум от действия солнечного излучения.

В настоящее время подобные волнистые лис­ты на самых разных основах (целлюлозной, стекловолокнистой, не­тканой синтетической) производят многие фирмы.

Ондулин чрезвычайно легкий материал, декоративный и стойкий к воздействию солнца, влаги и мороза. Материал может эусплуатироваться при температурах от +80 до —60 °С. Прогнозируемая долговеч­ность таких материалов не менее 30 лет.

Ондулин рекомендуется для кровель с уклоном не менее 6°. При уклонах от 6° до 10° его надо укладывать на сплошное основание. При больших уклонах — на брусчатую обрешетку с шагом от 450 до 600 мм в зависимости от уклона. Укладку производят так же, как асбестоцементные листы (шифер): нахлестом в одну волну крепят ондулин с помощью гвоздей и шурупов. Благодаря малому весу лис­тов возможна укладка по старому кровельному покрытию.

Мембранные покрытия.Для кровель промышленных, обществен­ных и других зданий с малыми уклонами, прочными и плотными (на­пример, бетонными) основаниями интерес представляют мембран­ные покрытия из каучука, модифицированного термопластами. ЭПДМ — высокоэластичный полимерный материал с относитель­ным удлинением 200...400 % и высокой прочностью на растяжение и прокол. Материал мембраны сохраняет свои свойства при температу­ре от — 60 °С до + 100 °С. Их площадь достигает 900м.

Одним из главных преимуществ мембранных покрытий является быстрота устройства кровель больших площадей. Полотнища подают на крышу в сложенном виде, разворачивают и укладывают на основа­ние. Стыкуют полотнища друг с другом самовулканизирующимися лентами; ими же выполняют примыкания. Возможна укладка мемб­ран по старому кровельному ковру. Обязательным условием является тщательная очистка основания от твердых частиц (камушков и т. п.). Сверху мембрана пригружается и защищается от УФ-излучения за­сыпкой гравием или бетонными плитками. При этом крыша может быть «эксплуатируемой».

Мастичные кровельные покрытияполучают при нанесении на основание (обычно бетонное) жидковязких олигомерных продуктов, которые, отверждаясь, образуют сплошную эластичную пленку. Мас­тики имеют хорошую адгезию к бетону, металлам и битумным мате­риалам. По сути мастичные кровельные покрытия — это полимер­ные мембраны, формируемые прямо на поверхности крыши. Мастики могут применяться как самостоятельно, так и совместно с армирующей основой (например, стеклотканью).

Непосредственно перед нанесением в основную часть мастики вводится отверждающий (вулканизирующий) компонент. После этого мастика наносится на основание валиком, кистью или распылителем в 2...3 слоя, в результате чего образуется пленка толщиной 2...3 мм.

Используются и однокомпонентные мастики, отверждающиеся кислородом или вла­гой воздуха.

Большинство мастик позволяет работать даже при отрицательных температурах (до минус 5...10°С). Полное отверждение мастики, как правило, наступает не позже 1 сут после нанесения. Мастичные покрытия могут устраиваться и по старой рулонной кровле без ее снятия; также возможен ремонт старого мастичного по­крытия путем нанесения нового тонкого слоя мастики.

9.2. Гидроизоляционные материалы.

Гидроизоляцион­ными называют материалы предназначены для предохранения строительных конструкций от контакта с водой, поглощения воды или от фильтра­ции воды через них.

В зависимости от физического состояния и соот­ветственно технологии их применения гидроизоляционные материа­лы можно разделить на жидкие, пастообразные пластично-вязкие, твердые упруго-пластичные.

I. Жидкие гидроизоляционные материалы могут быть пропиточные и пленкообразующие.

Пропиточные материалы— жидкости, проникающие в поры поверхностных слоев материала либо кольматирующие (заполняющие) их, создавая водонепроницаемый барьер, либо гидрофобизирующие поверхность пор, т. е. снимающие эффект капиллярного подсоса вла­ги материалом.

Битумы и дегти, переведенные в жидкое состояние,— простей­шие пропиточные материалы. Битумы придают пропитанному слою материала водонепроницаемость, а дегти, кроме того, антисептируют материал. Для перевода в жидкое состояние дегти и битумы можно расплавить, растворить в органических растворителях или пригото­вить из них эмульсию.

Битумы -органические вяжущие черного цвета, состоящие из смеси высокомолекулярных углеводородов и соединений уг­леводородов с серой, азотом и кислородом. Битумы встречаются в природе в виде битуминозных горных пород и битумных озер, но в основном используют нефтяные битумы, получаемые при переработке нефти.

Твердые битумы при нагревании до 80..160°С или добавлении растворителей переходят в жидкое состояние и в таком виде хорошо смачивают и пропитывают другие материалы.

Битумные эмульсии применяют для устройства гидро- и пароизоляционных покрытий, грунтовки оснований под гидроизо­ляцию и гидрофобизации бетона. Наносить эмульсии можно как на сухое, так и на влажное основание.

Дегти -органические вяжущие черного или темно-бурого цвета полутвердой и жидкой консистенции, получаемые при су­хой перегонке твердых топлив (угля, торфа, древесины).

Дегти, в отличие от битумов, обладают сильным характер­ным запахом, обусловленным присутствием в них фенола и его производных. Эти вещества являются антисептиками. Поэтому деготь и материалы на его основе применяют не только для гид­роизоляции, но и для защиты от гниения.

Пропитка мономерамис последующей их полимеризацией в порах материала обеспечивает их стабильную водонепроницаемость. Наи­более перспективны для этой цели акриловые мономеры. Их полиме­ризация возможна с помощью инициаторов, введенных в пропиты­вающую жидкость.

Кремнийорганические жидкости — эффективный пропиточный материал, гидрофобизирующий (придающий водоотталкивающие свойства) пористые материалы. Эти вещества имеют высокую прони­кающую способность, они атмосферостойки и термостойки. Жидко­сти не имеют цвета и запаха и не изменяют внешний вид пропитывае­мого материала.

Инъекционные материалы нагнетают в поры изолируемого мате­риала под давлением. В качестве инъекционных могут использовать­ся не только все пропиточные, но и более вязкие жидкости (напри­мер, эпоксидные смолы, полимерные дисперсии). Принудительное нагнетание гидроизоляционного материала в конструкцию обеспе­чивает более высокую водонепроницаемость образующегося защит­ного слоя, чем свободная пропитка, но его выполнение значительно сложнее и дороже пропитки.

Пленкообразующие материалы— вязкожидкие составы, которые после нанесения на поверхность изолируемой конструкции образуют на ней водонепроницаемую пленку. Образование пленки происходит либо в результате улетучивания растворителя, либо в результате по­лимеризации. Среди пленкообразующих веществ наибольшее рас­пространение получили разжиженные битумы и битумные эмульсии, лаки и эмали.

II. Пастообразные гидроизоляционные материалы используют как об­мазочные и приклеивающие.

Обмазочные материалы после нанесе­ния образуют на изолируемой поверхности достаточно толстый гидроизоляционный слой. К обмазочным материалам относят мастики и пасты — пластично-вязкие системы с ярко выраженными тиксотропными свойствами. Это означает, что они при нанесении на по­верхность тем или иным инструментом разжижаются, а затем перехо­дят в твердообразное состояние.

Мастикиполучают смешиванием органических вяжущих с минеральными наполнителями и специальными добавками (пластифицирующими, структурирующими и др.). По виду вяжущего различают мастики битумные, битумно-полимерные и полимерные; реже ис­пользуются дегтевые.

Самые распространенные мастики — битумные. Они относи­тельно дешевы и имеют хорошую адгезию к большинству материалов. Выпускают такие мастики в двух вариантах:

· холодные, готовые к упот­реблению (они содержат растворитель) и

· горячие, нуждающиеся для перевода в рабочее состояние в нагреве до 160...180 °С.

Последние годы все более широкое распространение получают полимербитумныеи полимерные мастики с использованием в каче­стве связующего синтетических каучуков (бутилового, стирол-бутадиен-стирольного, тиоколового и др.) и эластомеров (полиизобутилена, хлорсульфополиэтилена и др.).

Мастики используют в качестве приклеивающего материала (например, для наклейки рулонной гидроизоляции) и в качестве материала, образу­ющего гидроизоляционный слой на обрабатываемой конструкции (например, для обмазки наружных поверхностей стен подвалов и фундаментов). Полимерные мастики применяют также для устройст­ва антикоррозионных покрытий на бетонных и металлических конст­рукциях, работающих в агрессивных средах.

Пасты на основе битумов и дегтей -разновидность битумных эмульсий, в которых роль эмульгатора играют мельчайшие час­тицы какого-либо неорганического вещества, например глины или извести.Битумные пасты по сравнению с эмульсиями более вязкие.

Пасты хорошо смешиваются с наполнителями (песком) и легко наносятся даже на влажные поверхности; после высыхания пасты ка­пли битума сливаются, образуя сплошное покрытие. Применяют пасту для тех же целей, что и эмульсии.