Информационная система по строительству 'Ноу-хаус'      


КОНЦЕПЦИЯ ФИРМЫ В ОБЛАСТИ МАТЕРИАЛОВ

Выбор и обоснование видов кровельных материалов.

Кровельные материалы, производимые компанией <Гермопласт>, занимают вполне определенное и достаточно важное место на российском рынке современных эффективных строительных материалов.

Эти материалы получили репутацию надежных и выгодных, в частности потому, что их выбор производился не случайно, а со всесторонним учетом эксплуатационных требований, технологических особенностей и возможностей производственной базы, а также объемов применения в новом строительстве и при ремонте.

Выбор проводился из всего многообразия видов и типов существующих и разрабатываемых материалов, которые образуют разветвленную классификационную схему кровельных материалов, сложившуюся в настоящее время. Все многообразие материалов для кровли делится на два традиционных типа, получивших обобщающие условные названия: <жесткая> кровля и <мягкая> кровля.

Жесткая кровля в виде прочных плиток, листов и полос с постоянной неизменяемой формой площади и сечения, выполняет не только защитные и изолирующие функции, но и воспринимает всю эксплуатационную нагрузку на крышу. К жесткой кровле относятся такие материалы, как керамическая или цементная черепица различного сечения; асбестоцементные, металлические и пластиковые профилированные или плоские листы; деревянная (доски, гонт, щепа) кровля; а также другие, менее известные материалы (каменные плитки, тростник).

Многие из этих кровельных материалов имеют большую массу (до 60 кг/м2), что делает необходимым выполнять крышу с усиленными несущими конструкциями. Это заметно увеличивает расход материалов и общую стоимость конструкции, что ограничивает их применение на современных облегченных конструкциях покрытий, оставляя для жесткой кровли область применения на скатных крышах малоэтажных домов с мансардами. Материалы жесткой кровли изготавливаются по сложным технологиям заводского производства, сравнительно небольшими партиями (кроме асбестоцемента); имеют относительно ограниченный объем применения на территории России, особенно в многоэтажном строительстве. Материалы жесткой кровли производятся и используются специализированными предприятиями с многолетними традициями и сложившимся рынком сбыта.

С учетом сложившихся обстоятельств, а также состояния производственной базы компании <Гермопласт>, был сделан вывод о малой перспективности производства материалов жесткой кровли и, как следствие этого, недостаточной их конкурентоспособности. Поэтому Компания, начав производство таких материалов (полимерно-битумные листы Кровтэп), прекратила свои разработки материалов жесткой кровли и приостановила их производство.

Мягкая же кровля в виде гибких полос, листов, полотнищ и пленок, способных изменять форму, выполняет, преимущественно, изолирующие функции, может применяться практически на всех видах крыш и имеет почти неограниченное потребление. Исходные вещества и производственные технологии для материалов мягкой кровли вполне доступны и достаточно проработаны, что позволяет быстро налаживать выпуск различных видов мягкой кровли с заданными свойствами. Все это, а также наличие соответствующей производственной базы, предопределило направление разработок компании <Гермопласт> на материалы мягкой кровли.

Мягкая кровля состоит из двух групп материалов: рулонные материалы и мастичные материалы, - различающихся видом и состоянием материала до и при укладке кровельного слоя.

Группа рулонных материалов производится, как правило, в виде узких (1,0 м), длинных (10-20 м) и тонких (2-5 мм) полос, свернутых в рулоны. Они выпускаются либо с основой из картона, стекло-холста, базальтового волокна, полимерного нетканого материала, либо без армирующей основы. Рулонные материалы закрепляются на основании кровли посредством наклеивания, наплавления, подрастворения, механического крепления, пригруза балластом и др. Кровля состоит обычно из 2-4 слоев рулонного материала.

Группа мастичных материалов изготавливается, преимущественно, в виде жидкой или вязкой массы, которая превращается в пленку кровельного слоя после нанесения на поверхность кровельной конструкции и отверждения вещества мастики. Технология приготовления и нанесения мастик ручным или механизированным способом достаточно проста, надежна и обеспечивает требуемое качество покрытия. Толщина слоя мастичной кровли находится, как правило, в пределах 1-3 мм. На поверхности основания мастичная кровля удерживается преимущественно силами адгезионного сцепления, как физического, так и химического.

С целью определения, какие кровельные материалы - рулонные или мастичные - наиболее пригодны для применения в мягкой кровле современных крыш, были рассмотрены их деформативные свойства, являющиеся важнейшими для мягкой кровли, особенно мастик. Деформативные свойства характеризуются прочностью и эластичностью кровельного слоя и выражаются показателями условной прочности при разрыве и относительного удлинения при растяжении. Соотношение этих показателей, как правило, обратное, т.е. при большой прочности материала его эластичность минимальна, а эластичный материал менее прочен. Сложность и необходимость выбора связаны с распространением среди специалистов двух подходов к оценке деформативности кровли: концепция эластичной кровли и концепция прочной кровли.

Концепция эластичной кровли исходит из того, что деформации основания кровли (температурные, усадочные и др.) компенсируются за счет эластичности (упругой растяжимости) кровельного слоя, для чего материал, имеющий полное адгезионное сцепление с основанием, должен обладать большим относительным удлинением, которое для существующих конструкций крыш составляет не менее 150%. Эта величина учитывает, в основном, местные деформации: раскрытие стыков, усадка швов, трещины в основании, - где растяжение кровли происходит при исчезающе малой ширине трещины (базы растяжения), а относительное удлинение на этом участке может достигать многих процентов. Заданная величина относительного удлинения перекрывает возможные местные деформации основания и полностью исключает разрыв эластичного кровельного слоя. При этом предпочтительно, чтобы материал работал в упругой стадии и имел минимальную величину остаточного относительного удлинения.

Концепция прочной кровли предполагает , что при деформации основания растягивающие усилия воспринимаются за счет прочности материала кровли, его армирующей основы. В этом случае прочность материала на разрыв должна превышать растягивающее напряжение в кровельном слое. Любая конструкция крыши испытывает значительные температурные, статические и динамические деформации, которые обычно суммируются во время действия и концентрируются в слабых местах (стыки, узлы, примыкания), где и происходит отрыв от основания кровельного ковра из прочных материалов. Если же растягивающее усилие превышает прочность кровельного материала (например, рубероид над стыком), то кровельный ковер разрывается по стыкам между рулонами или даже и по полю рулона, так как он не может растягиваться на необходимую длину деформации. Собственно, в данном случае для сохранности кровельного слоя прочность материала и не нужна, а при малой деформативности (менее 5%) она только вредит качеству и долговечности кровельного покрытия. Поэтому, в частности, не нужно армировать высокоэластичные материалы, когда многократно уменьшается их относительное удлинение, которое является главным преимуществом эластичных материалов.

Дополнительными аргументами в пользу эластичных материалов служат следующие обстоятельства:

  • климатические условия России с широким диапазоном эксплуатационных температур, вызывающим значительные деформации конструкций покрытия;
  • наличие районов, неблагоприятных в сейсмическом и гидрологическом отношениях, со значительными и неравномерными деформациями зданий;
  • невысокое качество изготовления конструкций и монтажа зданий, приводящим к увеличенным допускам в соединениях и стыках покрытия.

Анализ всех изложенных выше обстоятельств позволяет сделать важный вывод о том, что деформативные свойства кровельных материалов должны отвечать концепции эластичной кровли и иметь высокие значения относительного удлинения (не менее 150%). При этом немаловажным является то обстоятельство, что эластичные кровельные материалы полностью удовлетворяют серьезным требованиям по морозостойкости кровли, выражаемой показателями гибкости. Гибкость по стандарту для кровельных мастик определяется изгибом полосы материала (пленки) на брусе с закруглением по радиусу 5 мм при температуре минус 500С без видимых повреждений. И если практически все эластичные материалы легко выдерживают испытания на гибкость, то прочные (армированные) материалы с покровными слоями из малоэластичных материалов могут изгибаться лишь на радиусе 10 мм при температурах от плюс 25 0С до минус 20 0С. При необходимости показать возможность понижения температуры испытания производители таких материалов увеличивают для испытания радиус изгиба до 20-40 мм. Это, однако, не меняет действительных деформативных свойств материала. Последние показатели явно не удовлетворяют реальным зимним условиям эксплуатации кровли, что в сочетании с другими характеристиками деформативности материалов, рассмотренными выше, привели компанию <Гермопласт> к выводу о нецелесообразности производства прочных рулонных материалов для кровли ввиду их эксплуатационной неэффективности.

Однако, среди рулонных материалов есть группа безосновных (неармированных) материалов, изготовленных с использованием полимерно-битумных и полимерных составов, обладающих хорошими деформативными свойствами: большим относительным удлинением при достаточно малом остаточном удлинении и высокой прочности. Но применяемые для их изготовления новые полимерные вещества (типа ЭПДМ) практически исключают возможность склеивания таких рулонов и полотнищ известными кровельными мастиками. В этих случаях приходится применять специальные клеи (стоимостью многократно выше рулонного материала) со сложной технологией нанесения. Компания <Гермопласт> успешно занималась разработкой как безосновных материалов (Бикапол), так и специальных клеев, но, несмотря на значительные успехи в этой области, ввиду ограниченности областей применения таких материалов, в настоящее время продукция массово не производится, а ведется ее дальнейшая доработка.

В результате описанного выше последовательно проведенного технического анализа и производственной проверки Компания <Гермопласт> пришла к выводу о перспективности и эффективности производства кровельных мастичных материалов, что обстоятельно обосновывается ниже.

Имеющийся опыт кровельных работ говорит о преимуществах применения эластичных мастичных материалов для преобладающего большинства кровель и всех видов гидроизоляции. Технологичность мастик позволяет просто и надежно выполнять кровлю на поверхности практически любых форм и уклонов: плоские, скатные, купола, шпили и т.д. Особенно заметно это преимущество при устройстве кровли с многочисленными примыканиями, узлами и деталями, что имеется на многих крышах. В этих местах (у стен, парапетов, шахт, труб, стоек) толстые рулонные материалы нужно выкраивать по сложным формам, что заметно увеличивает трудоемкость работ и снижает качество кровли. При мастичной же кровле обработка сложных мест крыши почти не отличается по трудоемкости и качеству от основной поверхности. Кроме того, расход мастики и масса готовой кровли почти в два раза меньше, чем у кровли из рулонных материалов. Достоинством мастик является и то, что кровельный -ковер образуется из одного материала, за один рабочий цикл, с применением простейшего технологического оснащения. А применение цветных полимерных мастик (Гермокров, Полур) дает возможность существенно улучшить архитектурную выразительность крыши и здания в целом.

Мастики незаменимы при ремонте кровель всех видов: мастичных, рулонных (особенно рубероидных), металлических, асбестоцементных, бетонных и др. При этом ремонт производится, как правило, без удаления старой кровли, кроме случаев с рубероидной кровлей при большом количестве слоев после многочисленных ремонтов. Здесь особенно ценна способность мастики наноситься на поверхность любой сложной формы, а также возможность с помощью цветной мастики придать старой кровле нарядный вид. Кроме того, мастикой удобно выполнять так называемый точечный ремонт, т.е. ремонт отдельных малых по площади участков, имеющих локальное повреждение или разрушение.

Дальнейший выбор оптимального решения проводился из разновидностей мастичных материалов, отличающихся особенностями состояния, приготовления и нанесения мастик. Так, мастики при нанесении на изолируемые поверхности находятся в разных температурных состояниях и , соответственно, могут быть: горячими, нагреваемыми до температуры плавления вяжущего (битума), или <Холодными>, имеющие температуру окружающей среды. Процесс огневого разогрева массы мастики значительно усложняет технологию приготовления и нанесения мастики, увеличивает пожарную опасность, а также вероятность травматизма рабочих-кровельщиков. Горячая мастика при остывании становится пластичной, не способной противостоять остаточным деформациям при растяжении, а при отрицательной температуре - даже хрупкой. Кроме того, она, как правило, обладает низкой теплостойкостью (из условий разогрева при приготовлении). Горячие мастики не только нуждаются в нагревании до сравнительно высоких температур, но и не обеспечивают заданных эксплуатационных свойств. Так, широко применяемые горячие битумные кровельные мастики, как правило, не соответствовали не только требованиям ГОСТ 25591-83 (гибкость на радиусе 5 при температуре минус 500С), но и требованиям своего ГОСТ 2888-80 (гибкость на радиусе 10 мм при температуре плюс 20 0С). Наличие у горячих мастик указанных особенностей, не совместимых с концепцией эластичной кровли, послужило основанием для вывода о применении только холодных мастик, употребляемых при обычных температурах.

Ориентация на холодные мастики имела важные последствия по использованию исходных веществ для производства мастик. Компания изначально отказалась от производства мастик с малым содержанием полимерных добавок, как правило, не превышающим 10% и мало чем отличающихся от горячих мастик. Производство мастичных материалов было ориентировано на широкое использование различных полимерных и синтетических веществ (синтетические каучуки, полиуретаны, полиэтилен, полипропилен и др.), которые позволили кардинально улучшить все физико-механические и защитные свойства кровельных материалов. Последнее обстоятельство обеспечило резкое повышение эффективности и конкурентоспособности новых мастичных материалов, и Компания <Гермопласт> стала производить только полимер-битумные и полимерные мастики, содержащие полимеры в количестве от 50% до 100%.

Следующий этап выбора вида мастик проходил на уровне определения состава мастики при ее приготовлении, т.е. из скольких частей смешивается мастика при приготовлении на месте употребления. В этом отношении мастики могут быть однокомпонентными или двухкомпонентными (даже многокомпонентными). Однокомпонентная мастика на растворителях поставляется в готовом для употребления виде, а ее отверждение происходит при улетучивании растворителя, поэтому продолжительность хранения мастики зависит от герметичности тары. Упомянутые характеристики однокомпонентных мастик различаются у высыхающих и полимеризующихся мастик. Высыхающие мастики не только имеют ограниченный срок хранения (месяцы), но и после отверждения становятся пластичными, не имеющими необходимых эластичных свойств. Срок хранения полимеризующихся однокомпонентных мастик, еще более сложных в хранении, может быть увеличен только введением большого количества растворителя, что технологически и экономически невыгодно. Небольшой срок хранения однокомпонентных мастик вынуждает вести непрерывные поставки материала от изготовителя и затрудняет создание запаса мастик на сезон кровельных работ. Кроме того, при необходимости изменения отдельного показателя (цвет, консистенция и пр.) надо менять вид или марку мастики, что неудобно и невыгодно.

Двухкомпонентная мастика поставляется в виде двух химически малоактивных составов, которые порознь могут храниться значительно более продолжительное время. Это дает существенное преимущество, т.к. позволяет накопить запас материала на сезон кровельных работ. Кроме того, приготовление двухкомпонентной мастики на строительстве позволяет провести дополнительную корректировку ее свойств, применительно к реально складывающейся обстановке. Например, может возникнуть потребность изменить такие свойства, как вязкость, жизнеспособность, твердость, цвет, стойкость к конкретным химическим веществам; отпугивающее действие на отдельные виды насекомых, грызунов, птиц; антисептические свойства к росту мхов, грибков и т.д. Для изменения упомянутых свойств в мастику вводятся дополнительно соответствующие добавки при смешивании двух компонентов, или заранее в один из компонентов. Кроме того, двухкомпонентная мастика имеет преимущество перед однокомпонентной в расходе материала для образования заданной толщины кровельного слоя. Наличие большого количества растворителя в однокомпонентной мастике (в среднем 70%) приводит к увеличению ее расхода в 3-4 раза по сравнению с двухкомпонентной, где содержание растворителя в среднем 20% (или не содержится). Следует также иметь в виду, что при большом содержании растворителя нанесение однокомпонентной мастики приходится делать в 2-3 слоя (раза), а иногда и с армированием, что увеличивает трудоемкость и стоимость работ. Двухкомпонентная мастика может наноситься в один слой, за один раз, с соответствующим снижением стоимости работ. Очевидные преимущества двухкомпонентных мастик позволили сделать обоснованный вывод о производстве кровельных мастик Компании <Гермопласт> из двух компонентов.

Итоги изложенного выше последовательно проведенного технического анализа стал главный вывод, на котором основана техническая политика Компании <Гермопласт>, о том, что наиболее подходящим материалом для мягкой кровли большинства зданий являются мастики, холодные, полимер-битумные и полимерные, двухкомпонентные.

После выбора типа и видов кровельного материала есть необходимость определения отдельных технических характеристик кровельных мастик, существенно важных для оценки их эффективности в реальных эксплуатационных и экономических условиях. К таким показателям относится <сухой> остаток, т.е. количество вещества, остающееся в пленке на изолируемой поверхности после нанесения и отверждения свежей жидкой мастики на растворителях (органических или водных). Показатель выражается в % массы от расхода нанесенной мастики и связан с ним обратной зависимостью, т.е. при уменьшении сухого остатка увеличивается начальный расход свежей мастики для образования слоя заданной толщины, а наоборот. Поскольку от величины сухого остатка зависит расход мастики, установлено, что экономическая эффективность мастичной кровли в целом обеспечивается при сухом остатке не менее 70% и при содержании растворителя не более 30%. В этом отношении бесспорным преимуществом обладают чисто полимерные мастики, не содержащие в своем составе растворителей и отверждаемые путем полимеризации. У этих мастик толщина пленки полностью соответствует толщине слоя свежей мастики, нанесенной на основание.

Самый важный и обобщающий показатель для кровельного материала, это долговечность или срок службы до потери основных защитных функций. Долговечность, в конечном счете, подтверждает правильность выбора кровли. Долговечность материала определяется, главным образом, его климатической стойкостью, поэтому для определения обоснованной долговечности необходимо проведение по одной из действующих методик лабораторных инструментальных испытаний в климатических камерах на основные климатические воздействия: знакопеременные температуры с большими перепадами и частотой; дождевание различной продолжительности; инсоляция и УФ-облучение и др.

Большинство кровельных материалов Компании <Гермопласт> прошло испытания на долговечность по методике МНИИТЭП, позволяющей с помощью условно-годовых циклов переходить с убедительной вероятностью от инструментальных замеров к реальной долговечности. Методика МНИИТЭП разработана с участием ведущих научных институтов, одобрена Госстроем РФ и признана обязательной для климатических испытаний Из результатов испытаний сделан вывод о том, что полимерно-битумные и полимерные мастики Компании обладают прогнозируемой долговечностью не менее 15 годовых циклов. Конечно, в реальных условиях эксплуатации долговечность всего кровельного слоя из конкретного материала может заметно отличаться от установленной долговечности самого материала. Это будет зависеть от ряда факторов, прежде всего, от качества работ по устройству кровельного слоя и условий последующей эксплуатации кровли и крыши (экстремальные климатические воздействия, качество технического обслуживания, качество и частота ремонтов и т.д.).

Обобщающий вывод, завершающий аналитическое рассмотрение вопросов выбора вида кровельного материала и определения его основных характеристик, состоит из ряда принципиальных положений, излагаемых ниже.

Перспективным и эффективным видом материала являются кровельные мастики, которые в виде вязко-жидкой массы используются для устройства кровельного слоя с помощью простейших механизмов.

Кровельные мастики должны быть <холодными>, т.е. приготавливаться и наноситься без подогрева, при температуре окружающей среды в пределах от 60 0С до минус 20 0С.

Кровельные мастики по химическому составу должны быть полимерно-битумными или полимерными, с использованием модифицированных битумов, синтетических каучуков, полиуретана, полиэтилена, полипропилена и др.

Кровельные мастики следует изготавливать преимущественно двухкомпонентными, т.е. в виде двух малоактивных составов, имеющих длительный срок хранения.

Материал мастичного кровельного слоя должен отвечать концепции эластичной кровли, т.е. иметь относительное удлинение не менее 150% при сравнительно малой прочности.

Материал кровельной мастики при укладке в дело должен содержать <сухого> остатка не менее 70% массы при минимуме содержания растворителя.

Материал мастичной кровли при проведении климатических испытаний должен соответствовать прогнозируемой долговечности не менее 15 годам.

На обобщающем выводе о видах и показателях кровельных материалов основана конкретная работа Компании <Гермопласт> по организации производства и развитию маркетинга кровельных мастик, в результате чего Компания с 1992 года выпускает эффективные материалы, техническое описание которых содержится в последующих разделах.

Наверх


ЕДИНАЯ СИСТЕМА ДЕЛОВОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Единая система деловой и практической информации в строительстве: www.know-house.ru


Рейтинг@Mail.ru