Книги / Rumyantsev_B_M_i_dr_Sistemy_izolyatsii_stroitelnykh_konstruktsiy_2016

а

б

в

Рис. 1.5. Основы из стеклянных волокон: а — стеклохолст;

б — мягкая стеклоткань; в — каркасная (ровинговая) стеклоткань

Удлинение при разрыве материала, произведенного на основе из стеклохолста, не превышает 2 %. Такие разрывные характеристики недостаточны для сдерживания деформаций, возникающих в основании (стяжке, бетонных плитах) под кровлю. Поэтому его используют в кровельных конструкциях с незначительными деформациями.

Мягкая (гладкая) стеклоткань состоит из переплетенных стеклянных нитей (рис. 1.5, б). Применяется в основном при производстве недорогих битумных кровельных материалов. Основа материала практически не пропитывается битумным вяжущим, что приводит к образованию слабой связи между верхним и нижним покровными слоями материала. Характерным признаком материала на мягкой стеклоткани является «плоский» рулон. Такие материалы не могут храниться и транспортироваться в вертикальном положении, так как рулоны деформируются и на их углах могут образоваться трещины. При отрицательных температурах материал достаточно легко расслаивался по основе.

Каркасная (ровинговая) стеклоткань — самая прочная из используемых основ (рис. 1.5, в). Разрывная нагрузка составляет не менее 800 H/5 см в продольном направлении и 1300 Н/5 см — поперек рулона. Основа состоит из тонких стеклонитей, переплетенных с плоскими ровингами (жгутами, получаемыми сращиванием нескольких стеклонитей). В отличие от тонких продольных нитей ровинги хорошо пропитываются битумом. Благодаря этому в материале образуется прочная связь между нижним и верхним покровными слоями, а рулон приобретает необходимую каркасность и может транспортироваться в вертикальном положении.

Битумные и битумно-полимерные материалы с основой из каркасной стеклоткани обладают достаточной эксплуатационной надежно-

20

стью. Срок эксплуатации таких рулонных материалов составляет до 30 лет.

Материалы с основой из стеклоткани применяются при устройстве и ремонте кровель по жесткому основанию (цементно-песчаным стяжкам, стяжкам из асфальтобетона, бетонным плитам перекрытия).

Произведенные на стеклоосновах материалы (стеклохолст, каркасная стеклоткань) имеют высокую стабильность геометрических размеров при укладке и последующей эксплуатации. Однако их не рекомендуется применять при устройстве инверсионных и эксплуатируемых кровель. В этих случаях предпочтительно применять материалы с основой из полиэфирного нетканого полотна (полиэстера).

Основа из полиэфирных волокон — наиболее прочная и долговечная каркасная основа. Состоит из хаотично ориентированных полиэфирных волокон, скрепленных между собой связующим (рис. 1.6, а). Полиэфирная основа может иметь разную поверхностную плотность и, соответственно, разные характеристики. Так, например, материал на полиэфирной основе плотностью 180 г/м2 имеет разрывную силу при растяжении около 700 Н/5 см в продольном и 500 Н/5 см в поперечном направлениях, относительное удлинение при разрыве — 50 %. При поверхностной плотности основы 250—320 г/м2 разрывная сила при растяжении составляет соответственно не менее 900—1000 Н/5 см, а относительное удлинение при разрыве — 30—40 %.

а

б

Рис. 1.6. Основы из полиэфирных волокон: а — нетканое полиэфирное полотно;

б — полиэфирное полотно, армированное стеклонитями

При меньших плотностях полиэфирной основы материал имеет меньшие разрывные характеристики. Принципиальным отличием полиэфира от других основ является его большое относительное удлинение при разрыве (от 30 до 60 %). Такие характеристики позволяют использовать материалы на полиэфирной основе в конструкциях, где ве-

21

роятны значительные деформации кровельного ковра. Кроме того, полиэфир обладает стойкостью к воздействию кислот, щелочей, хлоридов и сульфатов.

Для производства битумно-полимерных материалов, предназначенных для механической фиксации к основанию и укладки на мастики, применяют полиэфиры, армированные стеклонитями вдоль и поперек полотна. Это повышает механическую стойкость материала к разрыву в месте установки элемента крепления и придает материалам дополнительную жесткость при укладке (рис. 1.6, б).

Защитные посыпки

Покрытие крыш подвержено механическим воздействиям из-за суточных колебаний температуры, атмосферных осадков, ветров, солнечной радиации, а иногда и вредных выбросов промышленных предприятий, что ускоряет старение битумного кровельного материала.

Для повышения атмосферостойкости и защиты от механических повреждений лицевая сторона рулонного материала покрывается «бронирующей» крупноили мелкозернистой посыпкой. Для предотвращения слипания поверхностей полотна в рулоне на нижнюю сторону наносят полимерную пленку.

Для получения минеральной посыпки могут быть использованы различные минералы и горные породы: базальт, сланец, асбестовая галь (или асбогаль, отход рудной массы при выработке асбеста), вермикулит, гранит и др. (рис. 1.7). Порода должна быть твердой, химически инертной, не прозрачной для ультрафиолета, а также не образующей высолов и пыли. В качестве пылевидной посыпки чаще всего применяют порошок из известняка или талька.

Посыпки выполняют и эстетические задачи — окрашенные грануляты и порошки придают кровле более привлекательный вид. Наибольшее распространение получили посыпки серого (гранит, сланец, асбогаль), песчаного (песок), черного (сланец), красного и зеленого (базальт, гранит окрашенные), золотистого и бурого (вермикулит) цветов. Окрашенная посыпка не только улучшает внешний вид кровельного материала, но и в несколько раз уменьшает поглощение покрытием солнечных лучей, ускоряющих его старение. Так, красная посыпка отражает до 15 % лучей, зеленая — до 20 %, а серебристая — до 40 % [57].

22

а

б

в

Рис. 1.7. Защитные посыпки на рулонных материалах: а — гранитная; б — вермикулитовая; в — сланцевая; г — асбестовая галь (асбогаль)

г

Защитные посыпки из различного сырья имеют свои физико-меха- нические характеристики и технологические особенности. Так, например, низкая адгезия посыпки к битумному вяжущему с последующим ее осыпанием может привести к засорам систем водостока и дренажа, а также к ухудшению внешнего вида. Наибольшую адгезию имеют посыпки из базальта, сланца, асбогали.

Наибольшей светостойкостью и высокой цветоустойчивостью обладают посыпки, изготовленные из окрашенной базальтовой крошки.

Наплавляемые рулонные битумные материалы

Существенно облегчить и ускорить устройство кровельного ковра, а также создать возможность работы при относительно низких температурах позволил выпуск наплавляемых рулонных материалов. Такие материалы, в отличие от ненаплавляемых, имеют дополнительный слой из приклеивающей битумной мастики. Полотна приклеиваются к подготовленному основанию путем оплавления мастичного слоя газовой го-

23

релкой. Наплавляемые кровельные материалы изготавливаются из окисленного или модифицированного битума на стекло- и полимерных основах.

Маркировка кровельных рулонных материалов

Маркировка кровельных рулонных материалов содержит:

•наименование материала;

•марку материала: К — материал применяется для устройства верхнего слоя кровельного ковра, защищает от воздействия солнца; П — материал применяется в качестве нижних слоев в многослойном кровельном ковре и для устройства гидроизоляции строительных конструкций;

•тип основы: Э — полиэфирное полотно, Х — стеклохолст, Т — каркасная стеклоткань, C — мягкая стеклоткань;

•обозначение покрытия, нанесенного на верхнюю поверхность рулонного материала: К — крупнозернистая посыпка; М — мелкозернистая посыпка; П — полимерная пленка;

•обозначение покрытия, нанесенного на нижнюю поверхность рулонного материала: П — полимерная пленка; М — мелкозернистая посыпка; В — вентилируемый слой (полоски из битумно-полимерного вяжущего, пространство между которыми заполнено крупнофракционным песком; вся поверхность покрыта тонкой полимерной пленкой).

Пример обозначения кровельного рулонного материала:

1 2 3 4 5

Техноэласт К ЭКП

1 — Техноэласт — наименование материала;

2 — К — марка материала;

3 — Э — полиэфирное полотно;

4 — К — крупнозернистая посыпка;

5 — П — полимерная пленка.

В маркировке могут быть также указаны вид и цвет посыпки. Например, сланцевая посыпка серого цвета.

24

Основные показатели качества и методы испытаний рулонных материалов

Оценку качества рулонных кровельных материалов производят в соответствии с ГОСТ 2678—94* [14] по следующим основным показателям: гибкости на брусе, водонепроницаемости, водопоглощению, теплостойкости, разрывной силе при растяжении, относительному удлинению при разрыве и др.

Допускается также применение стандартов, гармонизированных с требованиями европейских норм (ГОСТ Р ЕН) при использовании кровельных и гидроизоляционных рулонных битумосодержащих материалов, производимых в Российской Федерации и странах ЕС, в тех случаях, когда это технически и экономически целесообразно.

• Стойкость к низким температурам, или гибкость на брусе — минимальная температура, при которой образец материала не трескается при загибе вокруг бруса, изготовленного из твердой древесины, пластмассы или другого материала низкой теплопроводности и имеющего с одной стороны закругление радиусом R (рис. 1.8). Радиус закругления бруса находится в пределах 5—25 мм и указывается в НД на продукцию конкретного вида.

Rd

100

100

Рис. 1.8. Брус для испытания рулонных материалов на стойкость к низким температурам

Испытание проводят на трех образцах размерами 150×20 мм, вырезанных в продольном направлении. Образцы и испытательный брус помещают в морозильную камеру, холодильник или охлаждающую смесь и выдерживают при заданной температуре в течение 20 мин. По истечении заданного времени образец и испытательный груз извлекают из ис-

25

пытательной среды и прикладывают к ровной поверхности бруса нижней стороной таким образом, чтобы к нему прилегало около 0,25 длины образца. Свободный конец образца изгибают в течение 5 с вокруг закругленной части бруса до достижения другой ровной поверхности (образец принимает U-образную форму). Производят контроль внешнего вида образца. Время с момента извлечения образца из испытательной среды и до конца испытания не должно превышать 15 с.

Образец считают выдержавшим испытание, если на его лицевой стороне не появятся трещины (разрывы слоя вяжущего) и отслаивание вяжущего или посыпки.

Определение гибкости при пониженных температурах в соответствии с ГОСТ Р ЕН 1109—2009 [33] заключается в следующем.

Для проведения испытаний готовят две серии по пять образцов для испытания лицевой и нижней сторон образца. Образцы размером 140×50 мм вырезают таким образом, чтобы больший размер был расположен в продольном направлении полотна материала.

Испытание проводят с использованием изгибающего приспособления, состоящего из двух фиксированных цилиндров диаметром 20 мм и расположенного между ними вертикально перемещающегося цилиндрического стержня диаметром 30 мм для изгибания образца (рис. 1.9, а). Допускается вместо стержня использовать полуцилиндрический брус с закруглением радиусом 15 мм. Расстояние а между цилиндрами может регулироваться, что позволяет изменять зазор между цилиндрами и изгибающим стержнем в зависимости от толщины испытуемого образца. Изгибающее приспособление помещено в ванну с охлаждающей жидкостью, температура которой может регулироваться в диапазоне от +20 °С до –40 °С.

Образцы устанавливают в устройство с охлаждающей жидкостью между цилиндрами и изгибающим стержнем испытуемой стороной вверх при заданной температуре, указанной в нормативных или технических документах на материалы конкретных видов (см. рис. 1.9, а). Затем изгибающий стержень приводят в движение вертикально вверх по отношению к испытуемому образцу со скоростью 360 мм/мин, при этом образец изгибается по полуокружности стержня. Движение стержня заканчивают на расстоянии 30 мм от верхней поверхности цилиндров (рис. 1.9, б).

26

Рис. 1.9. Конструкция и принцип действия изгибающего приспособления:

а — подготовка и начало испытания; б — конец испытания; 1 — охлаждающая жидкость; 2 — изгибающий стержень; 3 — фиксированный цилиндр; 4 — термодатчик

Контролируемая поверхность образца должна находиться над уровнем охлаждающей жидкости; если этого не происходит, то уровень жидкости необходимо снизить. Наличие трещин устанавливают осмотром образца невооруженным глазом. Время после завершения движения изгибающего стержня и до конца осмотра не должно превышать 10 с. Наличием трещин считается один или более разрывов в покровном слое образца материала до основы (для основных материалов) или разрыв образца материала по всей его толщине (для безосновных материалов). Материал считают выдержавшим испытание на гибкость при заданной температуре, если не менее четырех из пяти испытанных образцов не образовали трещин на испытуемой стороне образца. Результаты испытаний оценивают отдельно для каждой из сторон полотна материала.

• Водонепроницаемость — сопротивление материала прониканию воды при заданном давлении.

Согласно ГОСТ 2678—94* [14] водонепроницаемость кровельного материала оценивают отсутствием пропускания воды через образец за определенное время под давлением не менее 0,001 МПа (10 см вод. ст.), а для гидроизоляционных — при давлении до 0,3 МПа (30 м вод. ст.).

Испытание проводят на трех образцах размерами 150×150 мм.

Для определения водонепроницаемости кровельных материалов на подставку помещают стеклянную пластинку, сверху — фильтровальную

27

бумагу на всю поверхность пластинки, затем укладывают образец лицевой стороной вверх. В центр образца устанавливают стальную трубу диаметром 100—110 мм, толщиной 1,5—2,5 мм, длиной не более 120 мм. Для создания давления 0,001 МПа (10 см вод. ст.) в трубу наливают воду высотой 100 мм, количество которой поддерживают на постоянном уровне в течение времени, установленного в нормативной документации (НД) на конкретный материал. Через каждые 24 ч проверяют наличие мокрого пятна на фильтровальной бумаге. При появлении признаков воды испытание прекращают.

Образец считается выдержавшим испытание, если в течение 72 ч он оставался водонепроницаемым (для конкретных видов материалов в НД может быть указано иное время испытания, но не менее 72 ч).

Для определения водонепроницаемости гидроизоляционных материалов образец материала с расположенной над ним сеткой толщиной 3—4 мм с отверстиями диаметром не более 5 мм подвергают воздействию воды при давлении, заданном в НД на продукцию конкретного вида в течение заданного времени, после чего оценивают водонепроницаемость образца. Образец считают выдержавшим испытание, если в течение 2 ч при заданном давлении на его поверхности не появится вода (для конкретных видов материалов в НД может быть указано иное время испытания, но не менее 2 ч).

В соответствии с ГОСТ Р ЕН 1928—2009 [35] в зависимости от вида испытуемого материала используют два метода испытания.

Метод А используют для материалов, предназначенных для эксплуатации в условиях низких давлений воды, например, для устройства верхних и нижних слоев кровельного ковра или пароизоляционного слоя. Испытание проводят на круглых образцах диаметром 200 мм. Образец испытывают при давлении не более 60 кПа (0,06 МПа) в течение 24 ч. По данному методу определяют способность материала обеспечить отсутствие изменения цвета фильтровальной бумаги, находящейся над испытуемым образцом, в течение всего времени испытания при заданном давлении. Образец считается выдержавшим испытание, если на верхнем листе фильтровальной бумаги не наблюдается изменения цвета.

Метод В используют для материалов, предназначенных для эксплуатации в условиях высоких давлений воды, например, для устройства кровель специального назначения, гидроизоляции тоннелей и резерву-

28

аров. Испытание проводят на круглых образцах диаметром, равным внешнему диаметру диска с прорезями (≈ 130 мм). По данному методу определяют снижение заданного давления не более чем на 5 % от начального значения и отсутствие следов проникания воды. Материал считается водонепроницаемым, если все испытуемые образцы после испытания остались водонепроницаемыми.

• Водопоглощение определяют выдерживанием в воде трех образцов материала размерами 100×100 мм [14]. Перед испытанием посыпки и пленку с образцов счищают хлопчатобумажной тканью или щеткой.

Подготовленный образец взвешивают (m1), а затем погружают на 60 с в сосуд с водой, после чего его извлекают из воды, вытирают хлопчатобумажной тканью или фильтровальной бумагой в течение 30—60 с и взвешивают (m2). Затем образец снова помещают в воду таким образом, чтобы слой воды над ним был не менее 50 мм, и выдерживают в течение времени, указанного в НД на продукцию конкретного вида. После этого образец извлекают из воды, осушают и взвешивают (m3). Время с момента извлечения образца из воды до взвешивания не должно превышать 60 с.

Водопоглощение (W) в процентах по массе вычисляют по формуле

W =	m3 − m2	100 %,	(1.2)
	m1

где m1 — масса сухого образца, г;

m2 — масса образца после одноминутной выдержки в воде, г; m3 — масса образца после заданной выдержки в воде, г.

• Теплостойкость — устойчивость к действию повышенных температур.

Теплостойкость определяют испытанием в сушильном шкафу трех образцов материала размерами 100×50 мм, вырезанных в продольном направлении [14]. Сушильный шкаф нагревают до температуры, указанной в НД на продукцию конкретного вида. Образцы материала подвешивают в вертикальном положении на расстоянии не менее 50 мм от стенок шкафа и выдерживают в сушильном шкафу при заданной температуре в течение времени, установленного в НД на данный материал. Затем образцы извлекают из шкафа, охлаждают и осматривают. Образец считают выдержавшим испытание на теплостойкость, если на его по-

29