Строительные материалы и изделия

Рулонные кровельные и гидроизоляционные материалы на основе полимеров

Полимерные материалы по деформативным свойствам подраз­деляются на эластомеры и пластомеры (см. подразд. 14.3). К элас­томерам, используемым для производства кровельных материа­лов, относятся ЭПДМ (этилен-пропилен-диен-мономер), его рос­сийский аналог СКЭПТ, ХСПЭ (хлорсульфополиэтилен), ПИ Б (полиизобутилен), неопрен (синтетическая резина). К пластоме - рам относятся ПВХ (поливинилхлорид), ЭИП (этиленовые ин­терполимеры) и ряд других.

Специалисты считают, что для кровельных покрытий наибо­лее предпочтительны эластомеры, способные к очень большим обратимым деформациям растяжения, благодаря чему они могут без разрыва и отслаивания воспринимать деформации основания, возникающие в процессе эксплуатации.

Полимерные рулонные материалы, имея большую ширину, позволяют свести к минимуму количество швов. Кроме того, в ряде случаев их изготавливают на всю площадь крыши с учетом формы и других особенностей. Как правило, заказчику предостав­ляется современная кровельная система, включающая в себя ма­териал, комплектующие и проектную документацию с техноло­гией укладки. Это предполагает принципиально новый подход к устройству кровель.

Полимерные кровельные материалы, как правило, на 20...30% дороже битумно-полимерных, но срок их службы оценивается в 50 лет.

ПВХмембраны производятся из пластифицированного поливи­нилхлорида, относительное удлинение которого достигает 300 %. Их обычно армируют полиэфирной сеткой, благодаря чему они имеют высокую прочность на разрыв и продавливание. Этот мате­риал выпускается различных цветов, а также прозрачным. Скреп­ление швов производится путем сварки горячим воздухом или нагревательным клином. Иногда применяется диффузионная склей­ка с помощью растворителей. К основанию ПВХ мембраны кре­пят механическим способом или приклеиванием. Использование для приклеивания битумных мастик допустимо только в случае битумосовместимых ПВХ мембран.

ТПО мембраны выпускаются на основе термопластичных поли­олефинов, из которых используется в основном полиэтилен, со­держащий в ряде случаев до 30 % полипропилена, что повышает химическую стойкость. Этот материал менее эластичен, чем ПВХ, плохо склеивается, но легко сваривается. Скрепление швов про­изводится сваркой горячим воздухом. Благодаря армирующей по­лиэфирной сетке материал хорошо сопротивляется механическим воздействиям. Поставляются ТПО мембраны в рулонах шириной от 0,95 до 1,8 м.

ЭПДМ мембраны из искусственного каучука, называемого эти - лен-пропилен-диен-мономером, были созданы в начале 1960-х гг. Кровли, выполненные из него в США и Канаде, эксплуатируют­ся уже более 40 лет. В России этот каучук называется СКЭПТ (син- тетитеский каучук этилен-пропиленовый тройной) и использу­ется для кровель с 1980-х гг. ЭГ1ДМ (СКЭПТ) более всего извес­тен как материал для автомобильных покрышек, но в то же время он является одним из наиболее дешевых, доступных и перспек­тивных материалов для мягких кровель. Он изготавливается из высокотехнологичных смесей, в состав которых входят полимер ЭПДМ, сажа, нефть, технологические добавки и агенты-отвер - дители.

Впервые полупромышленное производство сополимеров эти­лена и пропилена было начато в Италии в 1959 г. В России вы­пускаются двойные насыщенные сополимеры этилена и про­пилена (СКЭГ1) и тройные сополимеры этилена, пропилена и диенового углеводорода (СКЭПТ). Считается, что молекуляр­ные цепи С КЭП линейные и состоят из чередующихся корот­ких отрезков по 8... 12 мономерных звеньев этилена и пропиле­на: ... —(—СН2—СН2—)„—(СН2 —СНСН3 —)т—...

Отсутствие двойных связей в главной цепи полимера обеспе­чивает его теплостойкость и высокую стойкость к окислению и ультрафиолетовому облучению. Неполярная природа полимера определяет его стойкость к воде и другим полярным средам.

В качестве третьего мономера для получения СКЭПТ исполь­зуют дициклопентадиен, этилиденнорборнен, 1,4-гексадиен и др.

Введение в молекулу каучука третьего компонента, содержа­щего двойные связи, обеспечивает возможность вулканизации обычными серными системами. Двойные связи находятся в боко­вых группах, поэтому тройной сополимер сохраняет устойчивость в отношении термоокислительных процессов. Тройные сополиме­ры (СКЭПТ или ЭПДМ), будучи разветвленными, значительно лучше двойных обрабатываются на вальцах при температуре

50.. .60 °С, каландрируются и шприцуются. Они способны смеши­ваться с большим количеством наполнителей.

Свойства ЭПДМ (СКЭПТ) зависят от его молекулярной мас­сы, содержания этилена, пропилена и третьего мономера. Как каучук он обладает высокой эластичностью (относительное удли­нение 300 %) и гибкостью на холоде, невосприимчив к перепа­дам температуры (от -40 до 100 °С), но прочность его невысока. Для повышения прочности прибегают к армированию ЭПДМ мем­бран; при этом их эластичность резко снижается. Применение ЭПДМ мембран позволяет выполнять работы в любое время года и снизить вес кровли более чем в 10 раз.

Благодаря высокой технологичности и малой массе ЭПДМ ка­учука, появилась возможность получения рулонов шириной от 3 до 15 м и длиной от 15 до 61 м. Поэтому в ряде стран получили распространение сборные быстромонтируемые ковры, изготавли­ваемые в заводских условиях. Небольшие по площади крыши мо­гут перекрываться одним таким ковром. В России есть опыт произ­водства и применения ковровых покрытий в различных районах, в том числе в республике Коми, где такие кровли эксплуатируют­ся с 1985 г. Сборные ковры изготавливались по выкройке разме­ром на секцию дома (от 250 до 400 м2), укладывались свободно и пригружались гравием.

Наряду с положительными свойствами ЭПДМ каучук облада­ет рядом недостатков. Он не сваривается, не совместим с биту­мом, имея черный цвет, не окрашивается в массе и обладает не­высокой адгезией. Монтаж швов мембраны производится с помо­щью специальной двухсторонней самоклеющейся ленты.

ХСПЭ мембраны получают на основе хлорсульфополиэтилена — высокоэластичного каучука (см. подразд. 14.8), который впервые начал выпускаться в США в 1952 г. под названием «Хайпалон».

По комплексу строительно-технологических и эксплуатацион­ных свойств ХСПЭ наиболее перспективен для мастичных покры­тий, но в сочетании с другими полимерами применяется и для получения рулонных материалов. ХСПЭ — один из немногих по­лимеров, обладающих способностью к вулканизации в холодном состоянии. Вулканизаты ХСПЭ обладают высокой прочностью на разрыв (2,4... 2,8 МПа), хорошей устойчивостью к старению и дей­ствию агрессивных сред. Относительное удлинение составляет

400.. . 500 %. Срок службы хайпалона в 5 раз выше, чем традицион­ных битумных материалов.

К недостаткам ХСПЭ относятся большие остаточные деформа­ции; недостаточная термостойкость (при 120 °С начинается разло­жение ХСПЭ с выделением летучих продуктов); высокая стоимость.

Наиболее распространенными являются следующие материа­лы.

Кромэл — изготавливается на основе нижнекамского СКЭПТа с наполнителями и добавками. По качеству аналогичен импортным аналогам, но стоит вдвое дешевле. Кромэл выпуска­ется мягким или жестким (армированным) со светоотражающим слоем, с клеящим слоем.

Эл он — рулонный материал на основе композиции этилен- пропиленового каучука и хлорсульфированного полиэтилена. Ма­териал может быть армирован нетканой основой.

Армогидрокром — рулонный материал, по составу анало­гичный элону; выпускается на стеклотканой основе и без основы.

Изолен — изготавливается на основе хлорсульфированного полиэтилена, содержание которого в связующем составляет 50 %. Изолен выпускается рядовым (Р), трудногорючим (Т), неарми - рованным и армированным односторонней или двухсторонней обкладкой.

Firestone — однослойная кровельная EPDM-мембрана ши­риной до 15 м, длиной — 60 м и толщиной — 1,15 мм. Выпускает­ся компанией Firestone Building Products (США); в России приме­няется с 1994 г.

Resitrix — битумосовместимый материал на основе ЭПДМ каучука, состоящий из четырех слоев. Слой ЭПДМ толщиной около 0,8 мм, армированный стекловолокном, закрыт слоями термоплас­тичного эластомера (ТПЭ) толщиной по 0,2 мм. Нижний слой ТПЭ обеспечивает соединение со слоем СБС битума толщиной 1,3 или 1,9 мм, а верхний слой обеспечивает возможность проклеивания или сварки швов. Наличие нижнего битумного слоя обеспечивает возможность приклеивания материала к основанию и сварку швов.

Royal EPDM— однослойная кровельная мембрана фирмы Kelders (Голландия) на основе каучука ЭПДМ; может быть от­формована площадью до 1000 м2. Ширина рулона варьируется от 1,68 до 15,25 м.

Монтаж полимерной кровли выполняется разными способа­ми.

Балластное устройство кровли применяется, если уклон кров­ли не превышает 1 : 6. Оно характеризуется наименьшей стоимос­тью и максимальной быстротой выполнения кровельных работ.

Полимерная мембрана свободно укладывается на основание и пригружается балластом (гравием, бетонными блоками или тро­туарной плиткой). Приклеивание выполняется только по пери­метру и местам примыканий. Балласт создает дополнительную нагрузку (50... 200 кг/м2), что должно учитываться в расчетах кон­струкции.

Вариантом балластной системы является инверсионная кров­ля, применяемая для эксплуатируемых крыш и в районах с суро­вым климатом. В инверсионной кровле теплоизоляция (водостой­кая) укладывается поверх кровельного материала и служит защи­той кровельного материала от атмосферных и механических воз­действий.

Механическое закрепление кровли применяется вместо балласт­ной системы в случае скатной кровли с уклоном до 1 : 3 или недо­пустимости дополнительной нагрузки на несущие конструкции, неорганизованности сливов, отсутствии парапетов и т. д.

Полотнища крепятся с помощью реек, которые накладывают­ся поверх мембраны, прикрепляются (гвоздями, саморезами, ан­керами) к основанию и заклеиваются самоклеющимися лентами шириной 150 мм. Расстояние между рейками обычно составляет 2 м. Рейки могут устанавливаться также внутри шва.

Приклеивание обеспечивает высокое сопротивление ветру и применяется в кровлях сложной конфигурации с большим укло­ном.

Соединение швов производится сваркой, мастикой или лип­кой лентой типа «Гермэл» или «Герлен». Производители полимер­ных мембран поставляют полный технологический комплект для кровли: фасонные элементы для углов, примыканий, труб; само­клеящиеся ленты для нестандартных узлов; мастики и другие ком­плектующие.