Кровельные материалы. 
Кровельные материалы

Лекция на тему: Кровельные материалы Крыша — один из главнейших элементов здания, защищающий от атмосферных воздействий как его обитателей, так и само здание. В крыше как в никаком другом элементе здания существует жёсткая взаимосвязь «конструкция — материал». архитектурное решение крыши (форма, уклон) очерчивает круг возможных материалов для устройства кровельного покрытия; оба фактора (конструкция и материал) в свою очередь определяют технологические и эксплуатационные свойства кровельного покрытия: трудоёмкость устройства, долговечность и простоту ремонта, а также его декоративные качества. В современном строительстве вновь пробудился интерес к крышам, как к элементу архитектурного облика здания. Обилие на рынке разнообразных кровельных материалов даёт в руки архитекторов — проектировщиков огромные возможности по выбору внешнего облика здания, ведь взгляд человека бросается сначала на исполнение кровли здания, а затем на всё остальное.

Для ориентации в многообразии кровельных материалов целесообразно использовать классификацию этих материалов по существенным для архитектора-проектировщика признакам: «внешний вид материала» и «состав материала» (основное сырьё). По этим признакам кровельные материалы можно разделить на следующие группы:

штучные (черепица, природный шифер, «мягкая» черепица и т. п.);

листовые (асбестоцементные листы, профилированные и плоские металлические листы, металлочерепица, ондулин и др.);

рулонные (пергамин, рубероид и их современные модификации);

плёночные (резиновые и полимерные мембраны);

мастичные (битумные и полимерные мастики).

Это деление достаточно условное, т.к. штучные и листовые материалы часто отличаются только размерами. В данном случае за границу между этими группами материалов принята площадь кровельного элемента одного квадратного метра. Также условной границей между рулонными и плёночными (мембранными) материалами принята ширина полотнища 1 м.

При выпуске толя в качестве пропитывающего и покровного материала используется дёготь, который быстро деградирует на свету, в результате чего у толя малая долговечность. Недостаток рубероида состоит в том, что у него невысокая долговечность (5…7лет), которая объясняется низкой прочностью и биостойкостью картонной основы, а также хрупкостью на морозе, низкой теплостойкостью и старением на солнце битумного связующего. При длительной эксплуатации материал становится жёстким и кровельный ковёр при любых деформациях (температурных, усадочных) растрескивается. Кроме того, из-за хрупкости битумного связующего на холоде и как следствие невозможности раскатать рулон в зимний период.

В современных рулонных кровельных материалах для улучшения свойств используются три основных направления:

модификация битумного вяжущего;

замена картона новой прочной и долговечной основой;

использование новых видов бронирующих посыпок.

Простейший способ модификации битумавведение тонкодисперсных наполнителей или окисление расплавленного битума продуванием воздуха через него, чем повышают его теплостойкость. Но при этом не повышается эластичность битума и устойчивость его к старению.

Более эффективна модификация битума полимерными продуктами. Полимерные добавки позволяют расширить интервал рабочих температур битума (снижая температуру хрупкости и повышая температуру размягчения) и обеспечивают сохранение эластичности вяжущего длительное время (т.е. повышают долговечность материала). В настоящее время для модификации битума используют, в основном, термоэластопласт атактический полипропилен (АПП) — побочный продукт при производстве полипропилена, по внешнему виду и свойствам напоминающий невулканизированный каучук, и синтетические каучуки, в частности, стирол-бутадиен-стирольный (СБС). По сравнению с обычным окисленным битумом битумы, модифицированные АПП, характеризуются высокой теплостойкостью, хорошей гибкостью на холоде (до -20°С) и высокой устойчивостью к атмосферным воздействиям. Битумы, модифицированные СБС, характеризуются ещё более высокой гибкостью на холоде (до -30°С), но они более чувствительны к ультра-фиолетовому облучению, в связи с чем требуют применения защиты от солнечного света. Материалы на основе таких модифицированных битумов имеют расширенный диапазон эксплуатационных температур, повышенную долговечность и позволяют производить работы по устройству кровли из рулонных материалов при отрицательных температурах.

Положительный эффект от модификации битумного связующего в полной мере может быть реализован только в случае замены слабой и недолговечной картонной основы на более прочные и стойкие основы. Такие основы можно получить, используя стеклянные или синтетические волокна (главным образом полиэфирные волокна типа «полиэстер») в виде тканей, холста и нетканого полотна, а также путём дисперсного армирования короткими отрезками волокон. Ткани и нетканые волокнистые основы на базе таких волокон отличаются высокой прочностью, водои биостойкостью, что увеличивает долговечность и надёжность рулонных материалов на их основе.

Основы из полиэфирного нетканого полотна «полиэстер», имеют большое относительное удлинение при разрыве (до 45…50%), что обеспечивает повышенную эластичность и релаксационную способность материалов в целом. Ещё один способ увеличить долговечность рулонных кровельных материалов — использовать в роли основы металлическую фольгу (алюминиевую, медную); при этом фольга располагается на лицевой поверхности материала и служит не только основой, но защищает битумный слой от солнечных лучей. Благодаря этому материалы отличаются высокой долговечностью за счёт исключения старения битумного связующего от сильного нагрева летом и УФ-излучения.

В материалах на основе стеклоткани и полиэстера для защиты от солнечного излучения применяются бронирующие посыпки из цветной пластмассовой или специально приготовленной и окрашенной минеральной (сланцевой, керамической) крошки. Такие бронирующие посыпки более надёжны, чем традиционные (песок, слюда (, и придают декоративность материалу.

Мастичные кровельные покрытия получают при нанесении на основание (обычно бетонное) жидковязких олигомерных продуктов, которые отверждаясь на воздухе, образуют сплошную эластичную плёнку. Мастики имеют хорошую адгезию к бетону, металлу, битумным материалам. По сути, мастичные кровельные покрытия — это полимерные мембраны, формируемые прямо на поверхности крыши. Особенно удобны мастичные материалы при выполнении узлов примыкания.

Лемех — тонкие (5−10 мм) дощечки шириной 90−150 мм, у которых нижний конец сделан уступами, получаемые раскалыванием прямослойных чураков длиной 0.5…1 м из ели, сосны, лиственницы, осины специальным ножом или топором. Он применялся, в частности, для куполов деревянных церквей.

Гонт (от польского gont) — более совершенный вид деревянного кровельного материала. Гонт пиленые или колотые дощечки длиной 40…60 см, шириной 10…15 см, имеющие клинообразное поперечное сечение. Толстый (10…15 мм) край гонтины имеет паз, в который входит тонкий (2…3 мм) край соседней гонтины; этим достигается большая плотность кровельного покрытия. Гонт настилают в 3…4 слоя по обрешётке из жердей или брусков с шагом в 1/3 или ¼ длины гонтины. Гонт, благодаря небольшой толщине быстро сохнет, и поэтому деревянная крыша из них не гниёт и сохраняется 10…15 лет.

Шифер (от нем. schiefer — сланец) — плитки, получаемые раскалыванием слоистых горных пород (преимущественно глинистых сланцев). Цвет тёмно-серый, форма близкая к квадратной со стороной 20…40 см. Этот материал широко применялся на юге Германии, в Австрии, Великобритании, Закавказье. Шиферочень долговечный материал: многие архитектурные памятники Средневековья сохранили шиферные кровли до нашего времени. В обиходной жизни шифером часто называют кровельные материалы из асбестоцемента. битум кровельный архитектор Шинглс (от англ. shingle — плоская кровельная плитка, дранка) — представляли собой листы из целлюлозного или асбестового картона, пропитанного природным («тринидатским») битумом и покрытого с лицевой стороны бронирующей посыпкой из сланцевой мелочи. Размеры плиток — 90×41(31) см. Нижний край плитокфасонный, создающий после укладки впечатление чешуйчатого покрытия.

В современном строительстве в моду входят крыши с большим (30…60°) уклоном (вальмовые, мансардные и т. п.), поверхность которых является декоративным элементом здания. Поэтому желательны кровельные материалы, придающие кровле цвет и фактуру. Такими материалами являются штучные материалы.

В настоящее время на рынке существуют и популярны следующие виды штучных кровельных материалов:

1) цементно-песчаная черепица:

штампованная черепица фирмы Браас Франкфуртер пфанне.

2) мягкая черепица:

бардолин — мягкая битумная черепица фирмы «Ондулин» (Франция);

Ондулин US Шинглс;

кровельная плитка Катепал.

3) металлочерепица мелкоштучная:

ондустил («Ондулин» ,(Франция)).

Кровля из металлочерепицы очень лёгкая (около 4…6 кг/м 3- для стали и до 1.5 кг/м 3 -для алюминия), декоративная и долговечная (до 50 лет). Интервал рабочих температур для металлочерепицы: от -40° до +120°. Недостатком металлочерепицы является повышенная по сравнению с другими видами кровли шумность во время дождя, подвижек снега и т. п.

Для штучных кровельных материалов рекомендуются следующие углы наклона:

черепица — 18…60° (в мансардах до 76°);

мягкая черепица — минимальный уклон 9…10° - максимальный не оговаривается, т.к. этим материалом можно покрывать даже примыкающие к крышам участки стен.

Листовые кровельные материалы −14…−24°(плоские металлические листы), более 12°(волнистые листы), более 14°(металлочерепица);

Для рулонной кровли рекомендуемый угол наклона — 6−12°.