Кровельные материалы для строительства и ремонта индивидуальных домов

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Материалы, предназначемые для кровли, должны быть не только прочными, но и долговечными, т. е. об­ладать атмосферостойкостью, теплостойкостью, водо­стойкостью, коррозионной стойкостью, водонепрони­цаемостью.

17

Для создания нормальных условий эксплуатации здания большое значение имеет выбор вида кровли в зависимости от уклона крыши, районов строительст­ва и воздействий на кровлю, например, снега, дождя, ветра, солнечной радиации, температуры воздуха. Особое место занимают качество кровельных матери­алов и способы выполнения работ по устройству кро­вель, соблюдение правил эксплуатации. Рациональ­ное использование кровельных материалов с выполне­нием вышеуказанных требований возможно при глубоком знании их свойств, способов получения, пра­вил хранения и транспортировки, а также условий их работы в конструкциях и сооружениях.

Свойства кровельных материале® можно разде­лить на несколько групп: физические; гидрофизиче­ские; теплотехнические; механические; химическиеj биологические; особые свойства.

Физические свойства

Плотность — величина, численно равная массе единицы объема вещества, г/см3, кг/м3, т/м3. Величи­на шютност» кровельных материалов будет зависеть от материала, из которого они сделаны.

Средняя плотность — отношение массы ма­териала к его объему в естественном состоянии, т. е. с порами и пустотами. Величина средней плотности исчисляется в г/см3,, кг/м3, т/м3. Средняя плотность не является величиной постоянной, так как ова меняет­ся в зависимости от пористости материала. Искусст­венные материалы, а таковыми являются большинст­во кровельных материалов, можно получать с задан­ной необходимой средней плотностью.

В табл. 2 приведены плотность и средняя плот­ность строительных материалов, применяемых для устройства кровель различного типа.

Тяжелый бегов

25 00... 2900

1800...2500

10

Сталь

7860

7860

Черепица

2500...2600

2000...2100

2

Стеклопластик

2000

200

-. .

Битум

850...1000 1120...1230

850...100

1

Асбестоцементные

1600

. —.

Листы

Плотный известняк

2600...2800

Г800...2600

Доломит

2500...2900

2200...2800

Картон

Древесина

1540

400...900

67

Полиэтилен

970

970

_

Мипора

1400...1500

400...100

98

Стекло

2650

2650

Деготь

1230

850...100

Таблица 2. Плотность, средняя плотность и пористость кро­вельных материалов

Материал

Плотность, кг/м3

Средняя плот, яость, кгЛ>а

Пористость» П, %

Относительная плотность выражает плотность материала по отношению к плотности во­ды (это величина безразмерная).

Строительные материалы по структуре своей по­ристые, исключение составляют немногие из них, на­пример металлы, стекло, мономинералы.

Пористость материалов обычно колеблется в широких пределах — от 0 до 98 %.

Для кровельных материалов диапазон величины пористости намного ниже (см. табл. 2). Важное зна­чение для них имеет не абсолютная величина порис­тости, а соотношение открытых и закрытых пор. От­крытые поры сообщаются с окружающей средой и могут сообщаться между собой, поэтому они запол­няются водой при обычных условиях насыщения. От­крытые норы увеличивают проницаемость и водопо - глощение материала и ухудшают его морозостойкость, что совершенно недопустимо для кровельных матери­алов.

Пористый материал обычно содержит и открытые, и закрытые поры; увеличение закрытой пористости за счет открытой повышает его долговечность.

Все свойства материала определяются его соста­вом и строением и прежде всего величиной и характе­ром пористости.

Гидрофизические свойства

Гигроскопичность — свойство капиллярно - пористого материала поглощать водяной пар из влаж­ного воздуха. Поглощение влаги из воздуха объясня­ется адсорбцией водяного пара на внутренней поверх­ности пор и капиллярной конденсацией. Этот процесс, называемый сорбцией, обратимый. Волокнистые ма­териалы со значительной пористостью, например теп­лоизоляционные и стеновые, обладают развитой внут­ренней поверхностью пор и поэтому высокой сорбци - онной способностью. У кровельных материалов, наоборот, сорбционная способность низкая из-за малой внутренней поверхности пор.

Водопоглощение — способность материала поглощать и удерживать воду. Водопоглощение ха­рактеризует в основном открытую пористость, так как вода не проходит в закрытые поры. Поэтому все кро-

2* 19

Вельные материалы имеют незначительную величин водопоглощения.

Водопоглощение отрицательно влияет на основ ные свойства кровельных материалов: увеличиваете относительная плотность, материал набухает, проч ность и морозостойкость снижаются.

Степень снижения прочности материала при пре дельном его водонасыщении называется водостойко стью. Водостойкость численно характеризуется коэф фициентом размягчения Кразм, который характеризу ет степень снижения прочности в результате ег насыщения водой.

Водопроницаемость — способность мате риала пропускать воду под давлением. Степень водо проницаемости зависит от пористости материала, фор мы и размеров пор. Чем больше в материале замкну тых пор и пустот, тем меньше его водопроницаемость В силу своего структурного строения кровельные ма териалы должны иметь низкую водопроницаемость так как относятся к плотным материалам с относи тельной плотностью, близкой к единице. Стекло, сталь полиэтилен, битум и др., практически водонеприница емы.

Водонепроницаемость рулонных кровельных мате риалов определяется по времени, в течение которого образцы не пропускают воду при постоянном гидро статическом давлении.

Влажность — это степень содержания влаги в материале. Зависит от влажности окружающей сре ды, свойств и структуры самого материала. Так как кровельные материалы приближаются к абсолютно плотным материалам, количество воды, содержащее ся в них, незначительно. Поэтому показатель влажно сти у кровельных материалов приближается к нулю

Морозостойкость — способность материала в насыщенном водой состоянии выдержать требуемое число циклов попеременного замораживания и оттай вания.

В зависимости от числа циклов попеременного за мораживания, которые выдержал материал, устанав ливается его марка по морозостойкости.

Благодаря высокой плотности и низкому водопо глощению кровельные материалы имеют высокую мо розостойкость.

Теплотехнические свойства

Строительные материалы, используемые для ог­раждающих конструкций, каковыми являются кры­ши зданий с их верхней оболочкой, называемой кров­лей, должны быть не только прочными и долговечны­ми, но и обладать надлежащими теплотехническими свойствами, например, теплопроводностью, теплоем­костью, огнестойкостью, огнеупорностью, термической стойкостью.

Теплопроводность — способность матери­ала передавать теплоту через свою толщу при нали­чии разности температур по обе стороны материала. Теплопроводность зависит от вида материала, пори­стости, характера пор, его влажности и плотности, а также от средней температуры, при которой происхо­дит передача теплоты. Значение теплопроводности характеризуется коэффициентом теплопроводности.

Коэффициент теплопроводности также зависит ог средней плотности и химико-минерального состава материала, его структуры, пористости и характера пор, средней температуры материала, влажности. С увеличением влажности материала коэффициент теплопроводности резко возрастает, так как снижа­ются показатели теплоизоляционных свойств матери­ала (рис. 9).

При замерзании строительные материалы полнос­тью теряют свойство теплоизолировать, поэтому необ­ходимо их защищать от мороза.

Ввиду того что кровельные материалы имеют плот­ную структуру и не применяются на границе разных температур, теплопроводность у них значительная. При необходимости теплоизоляции в покрытиях крыш устраиваются теплоизоляционные слои.

Огнестойкость — способность материала выдерживать без разрушений одновременное дейст­вие высоких температур и воды. Пределом огнестой­кости конструкции называется время в часах от нача­ла огневого испытания до появления одного из следу­ющих признаков: сквозных трещин, обрушения, повышения температуры на необогреваемой поверх - ности.

По огнестойкости строительные материалы, в том числе и кровельные, делятся на три группы: несгора-

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Плотность, кг/м3

Рис■„ 9. Зависимость теплопроводности неорганических материалов от платности

1 — материалы, насыщенные водой; 2, S воздушно-сухие материалы о Разной влажностью; 4 — сухие материалы

Емые, трудносгораемые, сгораемые. Несгораемые ма­териалы под действием высокой температуры или ог­ня не тлеют и не обугливаются, примером может слу­жить черепица; трудносгораемые материалы с трудом воспламеняются, тлеют и обугливаются, но происхо­дит это только при наличии огня, например, кровель­ная сталь; сгораемые материалы воспламеняются или тлеют и продолжают гореть или тлеть после удаления источника огня, например дерево, толь, рубероид, стеклопластик.

Огнеупорность — способность материала противостоять длительному воздействию высоких температур, не деформируясь и не расплавляясь. По степени огнеупорности материалы подразделяются на огнеупорные, которые выдерживают действие темпе­ратур от 1580 °С и выше; тугоплавкие, которые вы­держивают температуру 1360... 1580 °С; легкоплавкие, выдерживающие температуру ниже 1350 °С.

Теплостойкость или температуроус - тойчивость — способность материала сохранять форму, не стекать и не сползать с поверхности конст­рукции под определенным уклоном и при определен­ной температуре. Она зависит в основном от физико - механических свойств и структуры материала, вида и количества заполнителя. Это свойство очень важно для органических вяжущих веществ, таких, как биту­мы, дегти, пластмассы, которые при температуре вы­ше температуры теплостойкости теряют свои вязкие свойства и перестают выполнять роль вяжущего. На­пример, теплостойкость битумной изоляции толщиной 4 мм составляет 70...90°С, битумно-найритовой тол­щиной 4 мм — 100 °С, битумно-латексной эмульсии толщиной 6 мм — 70 °С.

Температура размягчения характери­зует только битумные и дегтевые вяжущие вещества. Это условный показатель, характеризующий измене­ние вязкости вяжущих веществ при повышении тем­пературы. Например, температура размягчения неф­тяных строительных битумов 50...70°С; битумов неф­тяных кровельных — 40.,.95°С; битумов нефтяных до­рожных улучшенных — 35...51 °С.

Температура размягчения дегтей высоких марок обычно ниже, чем тугоплавких битумов, а именно, 40...70°С. Поэтому тугоплавкие битумы применяются для устройства покровного слоя кровельных гидро­изоляционных материалов.

Температура вспышки свойственна мас­лам и нефтепродуктам.

Температура, при которой пары нефтепродуктов, нагретых в открытом тигле, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ним пламени, считается температурой вспышки. Темпера­тура вспышки нефтяных битумов, применяемых для кровельных материалов, 240...300°С в зависимости от битума. Минимальная температура самовоспламене­ния 300 °С.

Коэффициент линейного темпера­турного расширения (ТКЛР) характеризует свойство материала изменять размеры при нагрева­нии. Только некоторые строительные материалы при этом не расширяются. ТКЛР равен относительному удлинению материала при нагревании на один градус.

У каждого материала эта величина постоянная. Например, у стали — 11... 11,9) X Ю"6, у бетона (10... ...14) X 10_6 С-1, гранита—10Х Ю-6"С-1, дерева вдоль волокон (3...5)Х10~6, у полимерных материалов в 10... 20 раз больше.

Во избежание растрескивания сооружения боль­шой протяженности разрезают деформационными швами, назначаемыми с учетом термического расши­рения материалов.

При устройстве мягкой рулонной или мастичной кровли, укладываемой по железобетонным настилам, учет ТКЛР имеет большое значение.

Механические свойства

Механические свойства характеризуются спо­собностью материала сопротивляться всем видам внешних воздействий с приложением силы. По сово­купности признаков различают прочность материала при сжатии, изгибе, ударе, кручении, истирании, а также твердость, пластичность, упругость.

Прочность — свойство материала сопротив­ляться разрушению под действием напряжений, воз­никающих от нагрузки.

Материалы, находясь в сооружении, могут испы­тывать различные нагрузки. Наиболее характерными для конструкций крыши являются сжатие, растяже­ние, изгиб, пластичность и упругость. Такие материа­лы, как кровельная сталь, древесина, керамика, ас­бестоцемент хорошо работают на сжатие, изгиб и растяжение, поэтому их используют в конструкциях, испытывающих эти нагрузки. Искусственные и при­родные каменные материалы, например бетоны, рас­творы и горные породы хорошо сопротивляются сжа­тию и в 5...50 раз хуже — растяжению, изгибу, удару. Поэтому каменные материалы используют главным образом в конструкциях, работающих на сжатие.

Прочность строительных материалов характеризу­ется пределом прочности. Предел прочности матери­ала измеряется в паскалях (Па) и представляется напряжением, соответствующим нагрузке, вызываю­щей разрушение образца материала.

Предел прочности при сжатии различных матери­алов колеблется от 0,5... 1000 МПа и более.

Прочность зависит также от структуры материала, его плотности (пористости), влажности, направления приложения нагрузки.

В материалах конструкций допускаются напряже­ния, составляющие только часть предела прочности. Таким 'образом создается запас прочности. При уста­новлении величины запаса прочности учитывают не­однородность материала: чем менее однороден мате­риал, тем выше должен быть запас прочности.

При установлении запаса прочности важными яв­ляются агрессивность эксплуатационной среды и ха­рактер приложения нагрузки.

Агрессивная среда и знакопеременные нагрузки, вызывающие усталость материала, требуют более вы­сокого коэффициента запаса прочности. Величину за­паса прочности, которая обеспечивает сохранность и долговечность конструкций, зданий, устанавливают нормами проектирования и определяют видом и качест­вом материала.

Упругость — свойство материала восстанавли­вать свою форму и размеры после снятия нагрузки. Пределом упругости считают напряжение, при кото­ром остаточные деформации впервые достигают ми­нимальной величины, установленной техническими ус­ловиями на данный материал.

Материал претерпевает пластичные и хрупкие раз­рушения.

Хрупкими материалами называют такие, кото­рые разрушаются при статических испытаниях, при очень малых остаточных деформациях.

К хрупким материалам относятся чугун, каменные природные материалы, бетон, керамические материа­лы, асбестоцемент.

Пластичными — называют такие материалы, которые при статических испытаниях до момента раз­рушения получают значительные остаточные дефор­мации. Пластичность является весьма важным и же­лательным качеством материала.

К пластическим материалам относятся малоугле­родистая сталь, медь, растворные и бетонные смеси, мастики, пасты, битумы и дегти при положительных температурах.

Хрупкие материалы обычно гораздо лучше рабо­тают на сжатие, чем на растяжение. Они плохо со­противляются ударам и очень чувствительны к мест­ным напряжениям. Пластичные материалы этих недо­статков не имеют. Но большинство материалов при понижении температуры приобретают хрупкие свой­ства, т. е. у них происходит переход от пластического разрушения к хрупкому. Так ведут себя битумные ма­териалы, некоторые полимеры, металлы и др.

Тр ещиностойкость—это снижение упру­го-пластических деформаций при отрицательных тем­пературах. Исчезает сплошность и однородность ма­териала на его поверхности, что очень важно для ма­териалов, используемых для содержания оболочки крыши. Тр ещиностойкость характеризуется коффици - ентом трещиностойкости.

Химические свойства

К числу физико-химических свойств относится спо­собность отдельных материалов — битумов, дегтей, природных и синтетических смол, масел — образовы­вать с водой жидкие дисперсии — эмульсии.

Некоторые эмульсии, например битумные и дегте­вые, хотя и в ограниченных масштабах, применяют для «холодной» обработки дорожных покрытий, для грунтовки бетонных и других поверхностей, перед на­несением гидроизоляционных составов.

Эмульсией называется система из двух несмеши - вающихся жидкостей, где капельки одной жидкости (дисперсная фаза) распределены в другой (диспер­сная или, иначе называемая, внешняя среда).

Химическая стойкость — способность ма­териалов противостоять разрушающему действию кислот, щелочей, растворенных в воде солей и газов, органических растворителей (ацетона, бензина, ма­сел и др.). Химическая стойкость характеризуется по­терей массы материала при действии на него агрес­сивной среды в течение определенного времени. На­пример, битум БНК. 45/180 при выдерживании в те­чение 150 сут в 5 %-ной соляной кислоте теряет 1 % массы, в 5 %-ной серной кислоте — 0,8 %.

Щелочестойкими должны быть материалы, кото - торые не разрушаются при воздействии щелочей, на­пример пигмента, употребляемые для окрашивания металлической кровли.

Сероводород и углекислый газ содержатся в воз­духе в больших количествах, особенно вблизи про­мышленных предприятий. Поэтому для окрашивания металлических кровель нельзя применять краски, в состав которых входят свинец и медь, так как послед­ние вступают в реакцию с сероводородом и чернеют.

Ат мосферостойкость — способность ма­териала длительное время сохранять свои первона» чальные свойства и структуру после совместного воз­действия погодных факторов: дождя, света, кислорода воздуха, солнечной радиации, колебаний темпера­туры. Оценивается атмосферостойкость временными показателями; час, сутки, месяц, год. Например, ор­ганические вяжущие, битумы и дегти, применяемые в производстве кровельных материалов, подвергаясь воздействию атмосферных воздействий, ускоряют свое старение, т. е. становятся хрупкими и теряют водоот­талкивающие свойства за счет нарушения сплошнос­ти гидроизоляционного ковра. Атмосферостойкость дег­тевых материалов (толя, толь-кожи и др.) ниже ат - мосферостойкости битумных материалов (рубероида, пергамина и др.), Атмосферостойкость находится в прямой зависимости от свойств материала и его со­става.

Биологические свойства

Биологические свойства — свойство материалов и Изделий сопротивляться разрушающему действию микроорганизмов.

Органические материалы или неорганические на органических связках под действием температурно - влажностных факторов могут разрушаться вследствие развития в них микроорганизмов, вызывающих гние­ние и разрушающих материалы в процессе их эксп­луатации. Так в Средней Азии материалы, содержа­щие битум, разрушаются под действием микроорга­низмов, которые для своего развития поглощают органические составляющие битума. Специальные до­бавки — антисептики — повышают биостойкость би­тумных и деревянных материалов. Кроме того, чтобы сохранять биостойкость органических материалов, рекомендуется оберегать их от увлажнения.

Биостойкость материалов на основе дегтевых вя­жущих выше биостойкости битумных, так как дегти содержат токсичную карболовую кислоту.

Особые свойства

Растворимость — способность материала рас­творяться в воде, бензине, скипидаре, масле и других жидкостях — растворителях. Растворимость может быть и положительным, и отрицательным свойством. Если синтетические материалы разрушаются под дей­ствием растворителей, то растворимость в этом слу­чае играет отрицательную роль.

Битумы обладают спсобностью растворяться в бен­зине. Это положительное свойство растворимости би­тума используется при приготовлении холодных би­тумных мастик, которые в присутствии бензина мо­гут быть нанесены на поверхность тонким слоем.

Паропроницаемость — свойство материа­ла пропускать водяные пары, содержащиеся в возду­хе, под действием разности их парциальных давле­ний на противоположных поверхностях слоя матери­ала.

С повышением температуры парциальное давле­ние водяных паров возрастает. Таким образом, водя­ные пары стремятся попасть в область меньшего дав­ления, т. е. на сторону слоя материала с меньшей тем­пературой. Этим объясняется увлажнение изоляции, применяемой для поверхности с отрицательными тем­пературами. Влага, проникая в слой изоляции с теплой стороны, увлажняет изоляцию, а при температуре ни­же нуля — замерзает. Это вызывает ухудшение свойств изоляции и ее рарушение. Кровельные гидро­изоляционные мягкие материалы хорошо сопротив­ляются прониканию в них влаги и потому являются паронепроницаемыми.

Паропроницаемость характеризуется коффициен - том паропроницаемости, размерность его — кг/(мХ Хч-Па).

Газопроницаемость — свойство материала, характеризуемое количеством газа, проходящего че­рез образец определенного размера при заданном давлении.

При возникновении у поверхностей ограждения разности давления газа происходит его перемещение через поры и трещины материала. Строительные ма­териалы с большой пористостью обладают повышен­ной газопроницаемостью, но степень газопроницаемо­сти зависит не только от абсолютной величины, но и размера и характера пор. Так как кровля является одеждой верхнего перекрытия, то к кровельным мате­риалам предъявляются высокие требования по газо­проницаемости.

Усадка — это уменьшение линейных размеров и объема под воздействием изменения температуры, влажности, солнечной радиации или в результате процессов, происходящих в материале, таких, как ста­рение, вулканизация и полимеризация у полимерных материалов; карбонизационных и контракционных — у минеральных. У рулонных кровельных материалов, таких, как изол, бризол, различные пленки, удли­нение может быть относительным и остаточным. Усадку выражают в процентах от первоначального размера изделия.

Для снижения усадочных напряжений и сохране­ния монолитности конструкции стремятся уменьшить усадку материала, вводя различные добавки. Особен­но ярко усадочные явления проявляются в мастичных кровлях.

Набухание — свойство, противоположное усад­ке, вызываемое увлажнением материала, и оно на­много ниже усадки.

У кровельных материалов набухание незначитель­ное, так как они приближаются к абсолютно плот­ным материалам с водопоглощением, близким к ну­лю. Материал основания рулонных кровельных ма­териалов (картон) подвержен явлениям набухания.

Адгезия — сопротивление отрыву или сдвигу материала, нанесенного на изолируемую поверхность. Кровельные рулонные и мастичные материалы долж­ны обладать высокой адгезионной способностью. Ад­гезию выражают величиной силы, приложенной к ма­териалу с целью его отрыва или сдвига от изолируе­мой поверхности. Например, адгезия к бетону холодной асфальтовой мастики ИИ-20 при 20 °С со­ставляет 0,23 МПа, а лри предварительной огрунтов - ке пастой — 0,43 МПа. Следовательно, состояние гид- роизолируемой поверхности влияет на величину адге­зии.

Кровельные материалы для строительства и ремонта индивидуальных домов

Красивые натяжные потолки

Желаете обновить, освежить интерьер вашего жилого или рабочего пространства? Тогда обратите внимание на современные актуальные решения, пользующиеся большой популярностью. Одним из таких являются натяжные, которые могут быть матовыми или глянцевыми. …

Кровельные материалы для крыши

Кровельные материалы для крыши Сегодня ездить по строительным магазинам в поисках кровельных материалов совершенно неактуально. Очень часто в стационарных магазинах просто нет необходимых товаров на складах, а если есть, то …

Кровельные материалы для крыши: виды и цены в Украине

При строительстве жилых и промышленных зданий в Украине применяются самые разнообразные кровельные материалы в зависимости от конструкции кровли и назначения здания. Для устройства скатных крыш чаще всего используется металлочерепица, профилированный …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.