Кровельные и гидроизоляционные материалы на основе битумного вяжущего состав
Обновлено: 08.05.2024
Матеpиалы, в состав котоpых в качестве связующего входят битумы, или дегти и пеки, называют битумными или дегтевыми.
Битумы, дегти, пеки - это сложные смеси углеводоpодов и их пpоизводных; пpи нагpевании pазмягчаются, а пpи охлаждении становятся вязкими или твеpдыми. Они почти неpаствоpимы в воде, но хорошо pаствоpимы в оpганических pаствоpителях, водонепpоницаемы, стойки к кислотам, щелочам, агpессивным жидкостям и газам, способны пpочно сцепляться с деpевом, металлом, камнем (это свойство называют адгезией).
Битумы - соединения углеводоpодов с кислоpодом, азотом, сеpой. Битумы pаствоpимы в сеpоуглеpоде, хлоpофоpме, бензоле. Различают битумы пpиpодные и нефтяные.
Пpиpодный битум в чистом виде встpечается pедко, чаще он содеpжится в поpах гоpных поpод - известняков, песчаников. В стpоительстве пpиpодные битумы нашли узкое применение вследствие их высокой стоимости и огpаниченности местоpождений.
Нефтяные битумы состоят из углеpода (до 85%), водоpода (до 15%), кислоpода (до 2%), сеpы (до 1,5%) и pяда пpимесей дpугих веществ в малых количествах.
Дегтевые вяжущие - сыpые дегти, дегтевые масла и пеки.
Сыpые дегти - жидкие пpодукты сухой пеpегонки оpганического вещества (каменного и буpого угля, тоpфа, дpевесины). В зависимости от исходного сыpья дегти могут быть дpевесными, тоpфяными, сланцевыми и каменноугольными. Разложение при сухой перегонке пpоисходит пpи высокой темпеpатуpе, без доступа воздаха. Сыpые дегти состоят из углеводоpодов и их сеpнистых, азотисных и кислоpодных пpоизводных. Сыpые дегти pазгоняют на фpакции, котоpые называют дегтевыми маслами. Получаемый после их отгонки твеpдый остаток называют пеком.
Битумы, дегти и пеки пpименяют главным обpазом в pазогpетом состоянии, т.к. в холодном виде они имеют высокую вязкость. Кpоме того, их pаствоpяют в оpганических pаствоpителях. Смеси дегтя и пека используют для пpоизводства кpовельного толя, пpиклеивающих и покpасочных дегтевых мастик.
Кpовельные и гидpоизоляционные матеpиалы
Между кровельными и гидроизоляционными материалами нельзя провести четкой границы, т.к. один и тот же материал может быть использован и как кровельный, и как гидроизоляционный или пароизоляционный. В зависимости от вяжущего вещества кровельные и гидроизоляционные матеpиалы подpазделяют на битумные и дегтевые. По внешнему виду выпускаемые матеpиалы pазделяют на pулонные и листовые, мастики, пасты и эмульсии.
Рулонные матеpиалы водонепpоницаемы, с малой теплопpоводностью, но менее долговечны, чем асбестоцементные или кеpамические и, кpоме того, гоpючи. Для них в качестве основы пpименяют кpовельный каpтон из смеси pастительных волокон, pазмолотого тpяпья, макулатуpы и целлюлозы; в его состав могут входить и волокна асбеста. Матеpиалы на каpтонной основе pазделяют на 2 вида - покpовные и беспокpовные. Пеpвые (напpимеp – pубеpоид) получают путем пpопитки основы битумом или дегтем и нанесения на повеpхность покpытия из вяжущего с минеpальным наполнителем. Втоpые изготавливают без минеpальных покpытий, например - пеpгамин. Толь выпускают как покpовный, так и беспокpовный.
Рубеpоид - кpовельный и изоляционный матеpиал, изготавливаемый путем пpопитки кpовельного каpтона мягкими нефтяными битумами и последующего покpытия тугоплавкими нефтяными битумами с обеих стоpон.
Пеpгамин изготавливают из кpовельного каpтона, пpопитанного нефтяным битумом. В отличие от pубеpоидов пеpгамин не имеет на повеpхностях покpовного слоя битума и какой-либо посыпки. Пpименяют пеpгамин в основном для нижних слоев многослойных кpовельных покpытий пpи укладке на гоpячих мастиках, а также для паpоизоляции.
Толь получают путем пpопитки специального каpтона каменноугольным дегтем и пеком. Обе стоpоны покpывают специальной минеpальной посыпкой из сланцевой и асбестовой кpошки, кваpцевого песка и доменных шлаков. Пpименяют в основном для покpытия вpеменных объектов стpоительства. а также гидpоизоляции фундаментов, подвалов и пpочих подземных сооpужений.
Стеклоpубеpоид изготавливают путем нанесения на стекловолокнистый холст двухстоpоннего битумного покpытия. Основное пpеимущество стеклоpубеpоида пеpед обычным - более высокая пpочность его основы - стеклохолста (по сpавнению с каpтоном).
Гидpоизол - беспокpовный гидpоизоляционный матеpиал, изготовленный путем пpопитки асбестовой бумаги нефтяными битумами. Основное его назначение - гидpоизоляция подземных сооpужений и устpойство антикоppозийных покpытий тpубопpоводов. Гидpоизол относят к гpуппе гоpючих матеpиалов (Г4).
Изол - получают путем смешивания нефтяного битума с pезиновой кpошкой и асбестовым волокном.
Бpизол (битумно-резиновая изоляция) - pулонный гидpоизоляционный матеpиал, состоящий из нефтяного битума, дpобленной pезины, асбеста и пластификатоpов; пpименяют для защиты от коppозии подземных тpубопpоводов.
Битумные и дегтевые мастики по способу пpименения разделяют на гоpячие и холодные. Гоpячие - пpименяют с пpедваpительным подогpевом до 130-180 о С; холодные - без подогpева, до темпеpатуpы воздуха не ниже 5 о С (если темпеpатуpа ниже, то их подогpевают до 60-70 о С). Мастики всех видов содеpжат наполнители минеpальные и оpганические. Гоpячие мастики пpименяют для пpиклеивания кpовельного ковpа к основанию, склеивания слоев ковpа между собой, устpойства мастичных кpовель, аpмиpованных стекловолокнистыми матеpиалами. Холодные мастики pаствоpяют на бензине, лигpоине, уайтспиpите, кеpосине, нефтяных маслах; пpименяют их для пpиклеивания pулонных матеpиалов, устpойства защитного покpытия, для гидpо и паpоизоляции.
Эмульсии - водобитумные или вододегтевые диспеpсии, содеpжащие около 50% воды, 45% битума или дегтя. Пpеимущество эмульсий - возможность использования в холодном виде. Эмульси пpименяют для окpаски кpовель, устpойства гидpо и паpоизоляционного покpытия, пpиклеивания штучных и pулонных матеpиалов, а также для покpытия повеpхностей с целью их гидpофобизации (водоотталкивания - несмачиваемости).
Кровельные и гидроизоляционные материалы на основе битумов, дегтей и пеков - горючи (Г3-Г4). При их нагреве вяжущие вещества плавятся, растекаются. Они способны воспламеняться от источников зажигания, гореть и распространять огонь, выделять дым и токсичные продукты (содержание и количество продуктов зависит от химического состава горящего материала).
Гидроизоляционными и кровельными называют строительные материалы, которые должны обладать водонепроницаемостью, а также соответствовать определенным эксплуатационным требованиям по прочности, деформативности, теплостойкости, биостойкости и др. Выпускаются многие виды штучных, рулонных, пленочных, мастичных и лакокрасочных гидроизоляционных и кровельных материалов на основе битумных и дегтевых вяжущих, а также полимеров.
Особым видом подобных материалов являются герметизирующие или уплотняющие материалы (герметики).Герметикиприменяют для уплотнения швов между элементами сборных конструкций (панелями и блоками наружных стен и т.п.). Они должны обеспечить эластичность, необходимую для восприятия температурных и усадочных деформаций, и не допускать проникания влаги через швы.
Кровельные и гидроизоляционные материалы нормируются по показателям водонепроницаемости, водопоглощения, теплостойкости и гибкости при пониженных температурах, а также механической прочности. Повышение качества гидроизоляционных и кровельных материалов связано с использованием полимеров, а также битумных композиций, модифицированных полимерами.
Рулонными называются гидроизоляционные материалы или изделия, отгружаемые на строительные объекты или для выполнения ремонтных строительных работ в виде полотна определенной длины, ширины и толщины, смотанного в рулон-сверток цилиндрической формы.
Рулонные гидроизоляционные материалы изготовляют двух типов: 1) с основой – картоном, стеклохолстом, стеклотканью, полиэстером, металлической фольгой и 2) без основы (безоснóвные), но обычно с порошкообразным или волокнистым наполнителем. Широко применяются рулонные оснóвные материалы и изделия. 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 гидроизоляционным материалам и изделиям водонепроницаемость и водостойкость. При картонной или иной основе эти свойства обеспечиваются за счет максимального заполнения пор основы пропиточной массой, а также нанесения на основу с одной или двух сторон слоев покровной массы. Последние, кроме того, защищают основу от атмосферных воздействий и механических повреждений. В безоснóвных гидроизоляционных материалах пропиточная масса имеет бóльшее значение, так как она одновременно является вяжущим веществом и придает рулонному материалу необходимые механические свойства. В материалах с картонной основой пропитка массой также повышает прочность картона, иногда на 30 % и более.
Выпускаются как беспокровные (подкладочные), так и покровные рулонные гидроизоляционные 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 и придает ему лучшие декоративные свойства. В зависимости от назначения (кровельный – К, подкладочный – П), вида посыпки и массы 1 м 2 основы (кровельного картона) рубероид делят на марки, например, РКК-500А, РКК-400А, РКК-400Б, РКК-400В, РКМ-350Б, РКМ-400В, РПМ-З00А 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 сплошным слоем 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 мелкозернистой посыпкой). Применяют стеклорубероид для верхнего и нижних слоев кровельного ковра и оклеечной гидроизоляции.
В настоящее время снижается объем производства рубероида, и его заменяют новыми рулонными материалами – наплавляемыми битумно-полимерными и комбинированными. В них в качестве основы используются стеклохолсты, стеклоткани, нетканые синтетические и другие материалы. При использовании битумов они модифицируются полимерными веществами. Расширяется производство и безосновных рулонных материалов с применением в них кроме битума бутилкаучука и некоторых других полимеров.
С применением битумов, модифицированных полимерами, и битумно-полимерных вяжущих, а также биостойкой основы из стеклоткани 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, например, «Рубемаст», «Стеклобит», «Стекломаст», «Эластобит», «Элабит», «Линокром», «Филизол», «Изопласт», «Бикрост» и др. 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. Металлоизол выпускают двух марок, отличающихся толщиной алюминиевой фольги. Он имеет высокую прочность на разрыв и долговечен. Применяют металлоизол для гидроизоляции подземных и гидротехнических сооружений.
Применяют безосновные рулонные материалы. Бризол изготовляют, 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 материал, 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. В современном строительстве для улучшения декоративных свойств крыш широко применяют мягкую цветную черепицу. Еще с первой половины XX века известна плитка "Шинглс" от англ. «shingle» (другие названия – черепица, гонт), получаемая вырубкой из рубероида отдельных кровельных плиток, посыпанных цветной каменной крошкой, которые укладывают на кровлю аналогично кровельному сланцу или шиферу. Современная мягкая черепица – это листы из кровельного картона, стеклоткани, полиэстера, пропитанные битумом и покрытые цветной минеральной крошкой.
Мастикипредставляют собой смесь нефтяного битума или дегтя (отогнанного или составленного) с минеральным наполнителем. Для получения мастик применяют пылевидные (измельченный известняк, доломит, мел, цемент, зола твердых видов топлива) и волокнистые наполнители (асбест, минеральная вата и др.). Наполнители адсорбируют на своей поверхности масла, при этом повышается теплостойкость и твердость мастики. Кроме того, уменьшается расход битума или дегтя; волокнистые наполнители, армируя материал, увеличивают его сопротивление изгибу.
Мастики подразделяют: по виду связующего – на битумные, битумно-резиновые, битумно-полимерные; по назначению – приклеивающие, кровельно-изоляционные, гидроизоляционные (асфальтовые) и герметизирующие, а также антикоррозионные. Кроме того, по способу применения мастики бывают горячие, применяемые с предварительным подогревом (до 160 °С для битумных мастик и до 130 °С для дегтевых мастик), и холодные, содержащие растворитель, используемые без подогрева при температуре воздуха не ниже 5 °С и с подогревом до 60-70 °С при температуре воздуха ниже 5 °С. В качестве растворителей для получения холодных мастик применяют как летучие (бензин, лигроин, керосин), так и нелетучие (соляровое масло, мазут, нефти) растворители.
Приклеивающие мастики применяют для склеивания рулонных материалов при устройстве многослойных кровельных покрытий и оклеечной гидроизоляции. Марку приклеивающей мастики устанавливают по показателю теплостойкости. Выбор марки мастики производят в зависимости от максимальной температуры воздуха и уклона кровли.
Кровельно-гидроизоляционные мастики применяют для устройства безрулонных кровель, гидроизоляции, в качестве приклеивающего материала. Такие мастики обладают повышенной эластичностью, гибкостью, морозостойкостью.
Гидроизоляционные асфальтовые мастики применяют для заливочной гидроизоляции швов гидротехнических сооружений.
Антикоррозионные битумные мастики служат для защиты строительных конструкций и трубопроводов от агрессивных воздействий. Применяют для защиты от действия разбавленных растворов кислот и щелочей, оксидов азота, сернистого газа, аммиака и паров кислот при температуре до 60 °С. Битумно-резиновые мастики для изоляции подземных стальных трубопроводов применяют как в горячем, так и в холодном состоянии – с растворителем. Битумно-полимерные мастики содержат добавку каучука или синтетической смолы, придающей эластичность на морозе и теплостойкость.
Эмульсии и пасты. Битумные и дегтевые эмульсии представляют собой дисперсные системы, в которых в воде как дисперсионной среде (разбавителе) в виде частиц размером около 1 мкм диспергированы битум или деготь. Устойчивость эмульсии обеспечивается путем введения в нее эмульгаторов – поверхностно-активных веществ, уменьшающих поверхностное натяжение на поверхности раздела «битум (деготь) - вода». Эмульгаторами служат мыла (нафтеновых, сульфонафтеновых, смоляных органических кислот), лигносульфонаты технические. К твердым эмульгаторам относятся тонкие порошки глин, извести, цемента, каменного угля, сажи. Твердые эмульгаторы, как и жидкие, адсорбируются на поверхности частиц (глобул) битума или дегтя, образуя защитный слой, препятствующий слипанию частиц. Эмульсии приготовляют в специальных машинах – диспергаторах, гомогенизаторах, установках с использованием ультразвуковых колебаний и т.п. Приготовление эмульсии включает: разогрев битума (дегтя) до 50-120 °С, приготовление эмульгатора, диспергирование вяжущего в воде с добавлением водного раствора эмульгатора. Содержание битума (дегтя) в обычных эмульсиях 50-60 %, в пастах – 60-70 %. Количество жидких эмульгаторов в эмульсии обычно не превышает 3 %, твердых эмульгаторов – 5-15 % в зависимости от вида эмульгатора и дисперсности битумной (дегтевой) фазы.
Пасты, являющиеся высококонцентрированными эмульсиями и исходными эмульсиями с твердыми эмульгаторами, разбавляют водой до получения эмульсий нужной вязкости.
Эмульсии применяют для грунтовки основания под гидроизоляцию, приклеивания рулонных и штучных битумных и дегтевых материалов, для устройства гидро- и пароизоляционного покрытий и в качестве вяжущего вещества при изготовлении асфальтовых (дегтевых) растворов и бетонов. При взаимодействии эмульсии с каменным материалом (щебнем и песком) происходит ее распад вследствие адсорбции эмульгатора, поглощения и испарения воды; при этом битум (деготь) обволакивает и связывает между собой зерна заполнителя.
Лакокрасочные покрытия. Битумно-смоляные лаки представляют собой растворы битумов и органических масел в органических растворителях. При добавлении алюминиевой пудры получают теплостойкую краску, применяемую для окраски санитарно-технического оборудования.
Начало производству битумных рулонных материалов было положено в 1906 г., когда в Великобритании начал работу завод Ruberoid Building Products Ltd, на котором впервые пропитали бумагу битумом.
Рулонные кровельные материалы бывают основные и безосновные. Основные материалы изготавливают обработкой основы (кровельного картона, асбестовой бумаги, стеклоткани, металлической фольги) битумами, дегтями и их смесями. Безосновные материалы получают прокаткой смесей, составленных из органического связующего, наполнителя (порошкообразного или волокнистого) и добавок (пластификаторов, антисептиков и др.). Эти материалы выпускаются в рулонах шириной около 1 м.
Рубероид изготавливают, пропитывая кровельный картон легкоплавким нефтяным битумом с последующим покрытием одной или обеих сторон тугоплавким битумом. В состав покровных слоев вводят наполнители и добавки, в том числе полимеры, антисептики и др.
Лицевую поверхность кровельного рубероида покрывают крупнозернистой посыпкой. На нижнюю поверхность кровельного рубероида и на обе стороны подкладочного рубероида наносят мелкозернистую или пылевидную посыпку, предотвращающую слипание материала в рулонах. Кровельный картон подвержен гниению, поэтому в состав битума вводят антисептик. Рубероид марок РКК-400, РКК-350, РКЦ-400, РКП-350 (ГОСТ 10923-93) предназначен для верхнего слоя кровельного ковра, а марок РПП-300, РПЭ-300 — для нижнего слоя кровельного ковра, на что указывает вторая буква в обозначении. Третья буква в обозначении — вид посыпки: К — крупнозернистая; П — пылевидная; Ц — цветная. Число означает плотность картона, г/м 2 .
Пергамин — рулонный беспокровный материал, получаемый пропиткой кровельного картона легкоплавким нефтяным битумом с температурой размягчения не ниже 40 °С. Он служит подкладочным материалом под рубероид. Используется пергамин для гидро- и пароизоляции.
Кровельный толь получают пропиткой и покрытием кровельного картона каменноугольными или сланцевыми дегтями с посыпкой обеих сторон кварцевым песком или минеральной крошкой. Толь без покровного слоя и посыпки применяют в качестве подкладочного материала при устройстве многослойных кровель, для паро- и гидроизоляции и т.д.
Гудрокамовые рулонные материалы РГМ-420 и РГМ-350 изготавливают путем пропитки кровельного картона и последующего покрытия его с обеих сторон гудрокамом. Эти материалы укладывают в многослойные кровельные ковры как на холодных, так и на горячих битумных, дегтевых и гудрокамовых мастиках.
Гидроизол — беспокровный гидроизоляционный рулонный материал, изготовленный пропиткой асбестовой бумаги нефтяными битумами. Асбестовая бумага не гниет и не набухает. Выпускается гидроизол гидроизоляционный марки ГИ-Г и кровельный марки ГИ-К (ГОСТ 7415-86).
Стеклорубероид получают нанесением битумного связующего с двух сторон на стекловолокнистый холст и применяют для верхних и нижних слоев кровли или гидроизоляции. По ГОСТ 15879 — 70 выпускают стеклорубероид следующих марок: С-РК (с крупнозернистой посыпкой), С-РЧ (с чешуйчатой посыпкой) и С-РМ (с мелкозернистой посыпкой).
Фольгоизол — двухслойный рулонный материал, состоящий из тонкой рифленой или гладкой фольги, покрытой с одной стороны защитным составом из модифицированного резинобитумного связующего. Он может быть окрашен в различные цвета атмосфе-ростойким лаком или краской. Фольгоизол предназначен для гидроизоляционного слоя кровельного ковра плоских и водоналивных крыш зданий, устройства пароизоляции, герметизации стыков и т.д.
Фольгоизол по ГОСТ 20429 — 84 подразделяется на кровельный ФК (для верхнего слоя ковра) и гидроизоляционный ФГ (для устройства защитного покрытия тепловой изоляции трубопроводов).
Изол — безосновный биостойкий гидро- и пароизоляционный рулонный материал, получаемый из резинобитумного связующего, пластификатора, наполнителя (тонкомолотых талька, известняка и др.), антисептика и полимерных добавок. Армирующим наполнителем являются волокна асбеста. Резинобитумное связующее получают в процессе термической девулканизации утильной резины с избытком битума в течение 30 мин при температуре 180. 200"С. После этого вводят наполнители. Полученную массу прокатывают на каландровых вальцах.
Достоинствами изола являются высокие растяжимость — не менее 60 %, сохраняющаяся при температуре до -15 °С и гнилос-тойкость. Изол по ГОСТ 10296 — 79 подразделяется на две марки: И-БД (изол без полимерных добавок) и И-ПД (изол с полимерными добавками).
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, существенно отличаются от условий, в которых работают гидроизоляционные материалы.
Кровельные материалы подвергаются 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.
Гидроизоляционные материалы, в отличие от кровельных, работают в условиях постоянного воздействия влаги или агрессивных водных растворов (часто под давлением). Температурные условия работы гидроизоляционных материалов более стабильны, солнечное облучение отсутствует, но возможно развитие гнилостных процессов.
От гидроизоляционных материалов требуются полная водонепроницаемость, долговечность, базирующаяся на гнилостойкости и коррозионной стойкости, и свойства, обеспечивающие сохранение сплошности материала при различных внешних механических воздействиях. Технологичность и экономичность остаются также непременными требованиями.
Для получения кровельных и гидроизоляционных материалов и изделий используют разнообразные материалы: природный камень, металлы, керамику, асбестоцемент, полимеры, но самые распространенные кровельные и гидроизоляционные рулонные материалы получают на основе битума и синтетических полимеров.
Материалы на основе битумных, битумно-полимерных и полимерных связующих – главнейший вид кровельных материалов. К ним относятся самые разные по форме, размерам и физическому состоянию материалы:
· мембранные – большеразмерные полотнища (площадью до 500 м 2 );
· рулонные – полотнища шириной около 1 метра и длиной 7…20 м, поставляемые на строительную площадку в рулонах;
· штучные и листовые – мелкоразмерные полосы и листы;
· мастичные – вязкие жидкости, образующие водонепроницаемую пленку после нанесения на изолируемую конструкцию.
Выбор того или иного типа материала зависит от многих факторов:
· конструктивных (угол наклона крыши, материал основания и др.);
· технологических (простота устройства покрытия);
· архитектурно-декоративных (желаемый цвет и фактура поверхности);
· экономичность (стоимость и долговечность).
Первые рулонные материалы, появившиеся в конце XIX века, это толь, пергамин и рубероид. В основе этих материалов лежит кровельный картон, пропитанный черными вяжущими (битумом или дегтем).
Кровельный картон получают из вторичного текстиля, макулатуры и древесного сырья. Картон имеет рыхлую структуру и хорошо впитывает влагу и другие жидкости (в частности, расплавленный битум). При увлажнении, под действием солнечного излучения и в результате гниения картон теряет свои свойства. Пропитка битумом замедляет эти процессы.
Марка картона устанавливается по его поверхностной плотности (масса 1 м 2 картона в г); она может быть от 300 до 500. Ширина кровельного картона – 1000, 1025 и 1050 мм.
Пергамин – простейший рулонный материал, получаемый пропиткой кровельного картона расплавленным легкоплавким битумом (например, БНК 45/180). Применяют пергамин для устройства нижних слоев кровельного ковра и для устройства пароизоляционных прокладок в строительных конструкциях. Марки пергамина П-300, П-350 и т.п. (П – пергамин, 300 – марка картона).
Рубероид – многослойный материал, получаемый, как и пергамин, пропиткой кровельного картона легкоплавким битумом и последующего нанесения с обеих сторон слоя тугоплавкого битума, наполненного минеральным порошком. Лицевая сторона рубероида покрывается «бронирующей» посыпкой (песком, слюдой, сланцевой мелочью и т.п.), защищающей материал от УФ-излучения; нижняя сторона – порошком из известняка или талька для защиты от слипания слоев в рулоне. Длина рулона 10…20 м.
Современные рулонные материалы прошли длинный путь совершенствования свойств и мало напоминают традиционный рубероид. Первым этапом модификации рубероида было упрощение технологии устройства кровельного ковра благодаря внедрению наплавляемого рубероида. Он отличается более толстым слоем битума на нижней стороне материала, где в соответствии со стандартом слой битума должен быть не менее 1500 г/м 2 . Кровельный ковер из наплавляемого рубероида получают путем подплавления нижней поверхности рубероида газовой горелкой с последующей его прикаткой.
Следующим шагом была замена непрочной и подверженной гниению картонной основы на более прочную и гнилостойкую. Были опробованы асбестокартон и основы на базе стекловолокна и синтетического волокна «полиэстер» в виде тканей, холста и нетканого полотна. В настоящее время предпочтение отдают нетканым основам из полиэстера и стеклохолсту. Стекловолокнистые основы отличаются малым удлинением при разрыве (1,5…3%), у синтетических – оно выше (35…40%).
Производят материалы на основе алюминиевой и медной фольги (например, фольгоизол). Фольга, находящаяся на лицевой стороне материала, придает ему декоративные свойства и защищает от солнечного излучения.
Применение новых прочных и долговечных основ, в свою очередь, потребовало модификации битумного связующего в сторону повышения его долговечности и расширения диапазона рабочих температур. Эта задача была решена путем модификации битума полимерами. Полимерные добавки позволяют расширить интервал рабочих температур битума (снижая температуру хрупкости и повышая температуру размягчения) и обеспечивают сохранение эластичности вяжущего длительное время (то есть повышают долговечность материала). В настоящее время для модификации битума используют, в основном, термоэластопласты, в частности, атактический полипропилен (АПП) – побочный продукт при производстве полипропилена, по внешнему виду и свойствам напоминающий невулканизированный каучук, и синтетические каучуки, например, стирол-бутадиен-стирольный (СБС).
Битумы, модифицированные АПП по сравнению с обычным окисленным битумом, характеризуются высокой теплостойкостью, хорошей гибкостью на холоде (до минус 20 о С) и высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. Битумы, модифицированные СБС, характеризуются еще более высокой гибкостью на холоде (до минус 30 о С), но они более чувствительны к УФ-облучению, в связи с чем требуют эффективной защиты от солнечного света. Материалы на основе битумов, модифицированных полимерами, имеют расширенный диапазон эксплуатационных температур, повышенную долговечность и позволяют производить работы по устройству кровли из рулонных материалов при отрицательных температурах, то есть практически круглый год.
У современных рулонных битумно-полимерных материалов для защиты от солнечного излучения используют бронирующие посыпки из цветной минеральной (сланцевой, керамической) или полимерной крошки. Такие посыпки более надежны, чем традиционные и придают повышенную декоративность материалу.
Промышленность выпускает большое количество рулонных кровельных материалов на различных основах и с различными модификаторами, при этом каждое предприятие дает свое собственное фирменное название материалу. Однако, все эти материалы в принципе имеют одно и то же строение: многослойный композиционный материал на прочной негниющей основе, на которую с обеих сторон нанесен толстый слой битумно-полимерного или битумного связующего с декоративной посыпкой на лицевой стороне и пленочной защитой от слипания на нижней. Толщина современных рулонных материалов 3…5 мм, что позволяет делать кровельный ковер двухслойным (а не 3…5 слоев) и укладывать его методом наплавления.
Гидроизоляционные материалы предназначены для предохранения строительных конструкций от контакта с водой, поглощения воды или фильтрации воды через них. Влага, контактирующая с материалом и проникающая в него, может пагубно влиять на эксплуатационные показатели материала (прочность, теплоизолирующую способность) или вызывать коррозию материала вплоть до его полного разрушения. В зависимости от физического состояния и соответственно технологии их применения гидроизоляционные материалы можно разделить на жидкие (пропиточные и пленкообразующие), пастообразные пластично-вязкие (мастики) и твердые упруго-пластичные (рулонные). Наиболее востребованы материалы из последней группы.
Упруго-пластичные гидроизоляционные материалы представлены рулонными материалами (безосновными и на различных основах) аналогичны кровельным. Как уже говорилось, в отличие от кровельных, гидроизоляционные материалы не подвергаются солнечному излучению, но постоянно находятся во влажных условиях, где на первое место выходит гнилостойкость.
В современных рулонных гидроизоляционных материалах для повышения долговечности и надежности используют битумные и полимербитумные материалы на негниющих основах.
Гидростеклоизол – битумный гидроизоляционный материал, состоящий из стекловолокнистой основы, на которую с двух сторон нанесен слой битумного вяжущего, состоящего из битума, минерального наполнителя (20 % от массы вяжущего) и пластификатора. Масса битумного вяжущего 3000±300 г/м 2 . Материал укрепляется на изолируемой поверхности путем оплавления пламенем горелки. Рекомендуемая температура работ при укладке – не ниже 10°С.
Значительно эффективнее битумно-полимерные материалы, имеющие основу из полиэфирного волокна. Эти материалы могут эксплуатироваться в интервале температур от –25°С до +100°С; относительное удлинение при разрыве 35…40%. Материалы обеспечивают водонепроницаемость при давлении 0,2 МПа, применяются для гидроизоляции тоннелей метрополитена, пролетных строений мостов и путепроводов, подвалов, бассейнов и т.п.
Техноэласт грин - Предназначен для устройства гидроизоляции строительных конструкций и сооружений, в том числе всех типов озелененных крыш, где возможен контакт гидроизоляционного слоя с корневыми системами растений. Обладает стойкостью к повреждению корнями растений. Обладает химической и механической защитой от прорастания. Материал получают путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, СБС (стирол-бутадиен-стирол) полимерного модификатора, минерального наполнителя (тальк, доломит и др.) и антикорневых добавок, с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. В качестве защитных слоев используют крупнозернистую, мелкозернистую (песок) посыпки и полимерные покрытия.
Унифлекс вент - получают путем двустороннего нанесения на полиэфирную основу битумно-полимерного вяжущего, состоящего из битума, СБС (стирол-бутадиен-стирол) полимерного модификатора и минерального наполнителя (тальк, доломит и др.). В качестве защитного слоя используют крупнозернистую (сланец) посыпку или полимерное покрытие сверху и вентилируемую поверхность снизу. Вентилируемая поверхность имеет полоски из битумно-полимерного вяжущего, пространство между которыми заполнено мелкофракционным песком и вся поверхность покрыта тонкой полимерной пленкой.
Линокром - получают путем двустороннего нанесения на стекловолокнистую (стеклохолст, стеклоткань) или полиэфирную основу битумного вяжущего, состоящего из битума и наполнителя, с последующим нанесением на обе стороны полотна защитных слоев. В качестве защитных слоев используют крупнозернистую (сланец), мелкозернистую (песок) посыпки и полимерную пленку.
Паробарьер С — это рулонный пароизоляционный самоклеящийся битумосодержащий материал. В качестве клеящего слоя используется смесь стирольных полимеров и битума повышенной клейкости. Нижняя поверхность материала закрыта легкосъемной пленкой. Материал армируется стеклосеткой. Разрывные характеристики позволяют выдерживать вес человека стоящего между гофрами профлиста на пароизоляции, при этом материал не рвется и не растягивается как полиэтиленовые пароизоляционные материалы.
Паробарьер С предназначен для устройства пароизоляции в конструкциях кровли с несущим основанием из оцинкованного профилированного листа, а также как временную кровлю до укладки всей кровельной конструкции во всех климатических районах по СНиП 23-01-99*, при любых температурах окружающей среды не ниже минус 25 С. При отрицательных температурах для приклеивания к поверхности требуется подогрев материала фенами или горелкой. Он не оказывает влияния на определение класса функциональной пожарной опасности конструкций крыши и может быть использован в покрытиях любых зданий.
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).
Читайте также: