Кровли являются одним из основных ограждающих элементов зданий и сооружений. Состояние кровель, их долговечность является важнейшим социально-значимым фактором, от которого зависит многие стороны производственной и общественной деятельности, а также частной жизни человека. Мы поговорим сегодня о мягких кровельных материалах, даже о еще более узкой области – мягких рулонных материалах. На наш взгляд, значение использования полимеров в этой отрасли промышленности переоценить трудно. По существу, речь идет о подлинной революции, произошедшей в последние 10-15 лет.
Россия является самым крупным производителем и потребителем мягких кровельных материалов в Европе. Ежегодный объем их выпуска и потребления составляет более 640 млн.м2. В то же время до сих пор в структуре производства мягких кровельных материалов до 40% (в зависимости от региона) приходится на традиционные рубероидные. До начала 90х гг. в Российской Федерации производилось почти 1,5 млрд.кв.м рубероида в год. При производстве рубероида синтетические полимеры не используются.
Мягкие кровли, выполняемые из традиционных битумных материалов, сложны в устройстве: из-за специфических свойств битумов работы по наклейке многослойного рубероидного ковра выполняются сезонно, в основном, вручную, они не поддаются эффективной механизации. Низкие физико-механические, технологические и эксплуатационные показатели традиционных битумных кровельных материалов не обеспечивают надежной и долговечной защиты зданий, особенно эксплуатирующихся в таких специфических условиях, как химическая агрессия, климатические особенности севера и юга страны.
Затраты на эксплуатацию мягких кровель
составляют от 5 до 12% общих расходов на все здание; более 40% повреждений зданий приходится на кровли. Ремонт рубероидных кровель, эксплуатирующихся на предприятиях химической, нефтеперерабатывающей, металлургической и других отраслей промышленности с агрессивными выбросами, обходится в 1,5 - 2 раза дороже устройства новых кровель.
По эффективности применения в строительстве рубероид занимает одно из последних мест среди строительных материалов, используемых в ограждающих конструкциях зданий и сооружений. Реальная долговечность зданий и сооружений составляет 60-100 лет, а средний срок службы рубероидных кровель - от 3 до 7 лет. Через 1-2 года эксплуатации протекает до 30% кровельных покрытий, к пяти годам ремонту подвергается 50 - 70%, к семи годам - 100% покрытий. На ремонт ежегодно расходуется более 50% валового выпуска мягких рулонных кровельных материалов.
Анализ отечественного и зарубежного опыта показывает, что решение проблемы технологичности устройства кровли, повышения ее надежности и долговечности в упомянутых эксплуатационных условиях может быть успешно осуществлено при использовании полимеров. Применение полимеров в сочетании с традиционными битумными материалами позволяет создавать новые эффективные материалы, отличающиеся повышенными физико-механическими и эксплуатационными показателями.
В настоящее время синтетические полимеры используются для улучшения свойств практически всех компонентов рулонных битуминозных материалов.
Наиболее существенно влияет на долговечность и большинство других эксплуатационных показателей материалов состав вяжущего (покровных слоев). Наличие полимерного модификатора придает вяжущему и всему материалу бОльшую теплостойкость и морозостойкость, эластичность, сопротивляемость усталостным нагрузкам, существенно (в несколько раз) повышает долговечность.
При производстве битумно-полимерных материалов для гидроизоляции кровли и фундаментов
в России и странах СНГ, как впрочем, и в западноевропейских странах, в качестве полимерного модификатора битума в основном используются бутадиенстирольные блоксополимеры (СБС) и атактический полипропилен (АПП; последний – обычно в смеси с изотактической фракцией - ИПП).
Характерной особенностью поведения некоторых блочных сополимеров (рис.1) является, как известно, их способность проявлять, с одной стороны, свойства термопластов при повышенных температурах и низких скоростях сдвига и свойства эластомеров – при низких температурах и больших сдвиговых усилиях. Бутадиенстирольный блок-сополимер, кроме того, ограниченно растворяется в мальтенах битума: бутадиеновые блоки растворяются практически неограниченно, а стирольные способны лишь набухать, образуя термопластичные домены. При определенных концентрациях СБС ТЭП в надлежащим образом подобранном битуме в коллоидном расторе происходит обращение фаз, и матрицей становится полимерная фаза.