ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛЬНОГО СРОКА СЛУЖБЫ РУЛОННЫХ БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ НАПЛАВЛЯЕМЫХ КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Авторы: В. В. ГРАНЕВ, д-р техн. наук, А. М. ВОРОНИН, канд. техн. наук, А. А. ШИТОВ, инж. (АО «ЦНИИпроизданий»)

Основные принципы долговечности кровельного ковра из битуминозных кровельных материалов базируются на комплексном учете влияния большого количества разнообразных факторов, среди которых определяющие — физико-технические свойства применяемых материалов, выбор рационального уклона покрытия и качества выполнения кровельных работ [1].

Долговечность кровель, как показывает опыт их эксплуатации, зависит от работоспособности приклеивающих мастик (их основного компонента — битума), выполняющих в составе ковра основную гидроизолирующую функцию. Исследованиями ЦНИИпромзданий установлено, что температура хрупкости (далее Тхр) у взятых с кровель битумных составов, потерявших работоспособность, составляет 10—15 "С, а температура размягчения (далее Тр) по методу «кольцо и шар» (ГОСТ 11506-73) достигает 110-120 "С.

Естественному процессу старения битумного вяжущего, находящегося в составе ковра, всегда предшествует меньшее или большее искусственное остаривание битумов при их производстве, что обусловлено технологией: битумное сырье подвергается окислению при высоких температурах. К тому же для получения более теплостойких битумов, применяемых в качестве вяжущего покровной массы рулонных полотен, требуется окисление сырья в течение более длительного времени.

Если на заводских окислительных установках при воздействии высоких температур (до 250 °С) процесс превращения менее теплостойкого битума с Тр= 45 °С в твердый битум пятой марки с Тр = 90 °С происходит за 20-25 ч, то в естественных условиях (в составе эксплуатируемого кровельного ковра) даже в южных районах страны, которые характеризуются высокими летними температурами и солнечной радиацией, аналогичное превращение длится годами.

Метод оценки срока службы битумных составов подробно изложен в [2]. Суть этого метода состоит в определении времени изменения Тхр слоя состава толщиной 1 мм до предельной величины (10—15 °С) под воздействием повышенных температур. Сравнением результатов испытаний битуминозных составов в лабораторных условиях и при воздействии естественных климатических факторов установлена следующая корреляция:

5 ч теплового старения при повышенных температурах соответствуют одному году эксплуатации кровли.

Результаты исследования на тепловое старение битумных вяжущих с Тхр, равной +2, -1, -6, -9, -16 и-19 °С. показали, что наиболее легкоплавкий (и наименее состаренный в заводских условиях) битумный сплав, имеющий начальные значения Тр = = 52 °С и Тхр = -19 °С, приобрел предельную Тхр = +15 °С через 17 лет. У составов, имеющих Т = 60, 70 и 81 °С, предельные Тхр были достигнуты при тепловом старении в течение 75, 60 и 40 ч, что соответствует эксплуатации в естественных условиях 16, 12 и 8 годам. Битум пятой марки служит на кровле в течение двух—трех лет.

В последние годы для устройства кровельного ковра нашли применение наплавляемые рулонные материалы на основе битумно-полимерного вяжущего с армирующим полотном из стеклянных или синтетических волокон. Попытки испытать битумно-полимерное вяжущее на тепловое старение для оценки срока службы не удались из-за невозможности выполнить требование ГОСТ 11507—78 о распределении ровным слоем битумно-полимерного вяжущего (весом 0,4 г) по всей поверхности металлической пластины, применяемой для определения Тхр. Следует также отметить, что указанный стандарт распространяется только на «чистые» битумы, поэтому неправомерно, по-нашему мнению, нормировать показатель Тхр для битумно-полимерного вяжущего рулонных материалов.

Известно, что битумно-полимерные наплавляемые рулонные материалы с армирующей прокладкой из синтетических волокон обладают достаточно высокой деформативностью (относительным удлинением 30—80 %) [З]. При значительном раскрытии трещин (температурного шва) в основании под кровлю (например, в выравнивающей цементно-песчаной стяжке) в кровельном ковре из таких материалов трещин (разрывов) не возникает, однако в нем образуется складка за счет остаточной деформации полотна, и в процессе эксплуатации возможно появление трещин. Поэтому для оценки старения битумно-полимерных покровных (приклеивающих) слоев было принято изменение гибкости полотна на брусе с закруглением радиусом 10 мм под воздействием атмосферных факторов.

Установлено, что значения показателей свойств рулонных материалов, полученные при естественных климатических воздействиях (на крышной станции в Москве), в большей степени близки к значениям лабораторных испытаний при попеременном замораживании и оттаивании с увлажнением и выдержкой (сушкой) при температуре 20±2 0С, чем к значениям, полученным при искусственных циклических воздействиях в климатической камере, предусмотренных ГОСТ 18953-73 (по режиму II) [4].

В связи с этим режимом ускоренного испытания было принято искусственное попеременное замораживание и оттаивание с добавлением ультрафиолетового и теплового (при 80—100 °С) воздействий на образцы. При этом продолжительность условного года доведена до 6 суток за счет интенсификации циклов «замораживание-оттаивание» (в том числе увеличение числа переходов через 0 °С), учитывая небольшую толщину рулонного материала (3—5 мм).

По разработанному методу оценки потенциального срока службы кровель из битуминозных материалов были проведены испытания наплавляемых рулонных материалов с различной армирующей основой, исходные физико-технические свойства которых даны в таблице. Потенциальный срок службы наплавляемых рулонных материалов зависит от его исходных (заложенных при разработке) свойств. Но это не означает, что материалы с одинаковой исходной гибкостью будут иметь такой же срок службы в кровельном ковре. Важную роль здесь играют свойства примененных битума, полимера и других добавок.

Так, исходный показатель гибкости «люберита» примерно в 2 раза лучше, чем «стеклоизола», но скорость изменения его показателя гибкости выше, и срок службы «люберита» (12—15 лет) приближается к сроку службы «стеклоизола» (11—14 лет).

Использованная литература:

1. Поваляев М. И. Кровли промышленных зданий. Основы повышения надежности: Авт. реф. дис... д-ра техн.наук. 1985.

2. Поваляев М. И., Воронин А. М., Андреева Г. Н., Михайлова О. К.. Повышение надежности кровель// Строительные материалы. 1982. №5.

3. Воронин А. М., Шитов А. А. Кровли из эффективных наплавляемых битумнополимерных материалов// Пром. и гражд. стр-во. 1996. № 6.

4. ГОСТ 18956-73. Материалы рулонные кровельные. Методы испытаний на старение под воздействием искусственных климатических факторов.

5. Summari. Durability of Derbigum roofs in practice, 1995.

Авторы: В. В. ГРАНЕВ, д-р техн. наук, А. М. ВОРОНИН, канд. техн. наук, А. А. ШИТОВ, инж. (АО «ЦНИИпроизданий»)

КАКОВ СРОК СЛУЖБЫ (ДОЛГОВЕЧНОСТЬ) БИТУМНЫХ И БИТУМНО-ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ?

Автор: Я.И.Зельманович (НТЦ «Гидрол-Кровля»)

В нормативно-технической документации на кровельные материалы отсутствуют показатели "долговечность" или срок службы". Вместо него в ГОСТах или ТУ содержится показатель "нормативный срок хранения материала" (на складе, до его применения).

Понятие "долговечность" применительно к строительству - это способность материала, изделия, конструкции, системы сохранять свои эксплуатационные свойства (работоспособность) при установленной системе технического обслуживания и ремонтов. Долговечность определяется сроком службы в годах, в течение которого целесообразно их техническое обслуживание и ремонт, т.е. до момента их капитального ремонта или полной замены

Применительно к гидроизоляции кровель, фундаментов и других конструктивных элементов зданий и сооружений "долговечность изоляционного покрытия" - это способность покрытия выполнять свои функциональные задачи (изолировать от воды) без разрушения и нарушения сплошности. Однако, помимо характеристик самого материала, это свойство зависит от большого количества внешних обстоятельств: условий эксплуатации (например, климатической зоны), конструкции изоляционного ковра (одно-, двух-, трехслойный, наличие водоотведения и т.д.), правильности проектного решения и (самое важное!) качества выполняемых работ по укладке, а также своевременности и правильности обслуживания покрытия.

Поэтому из-за обилия внешних привходящих факторов речь может идти только об "условной долговечности" материалов в некоторых, заранее оговоренных условиях.

Существует несколько методов сравнительной оценки долговечности полотен, например, по степени "ухудшения" ими первоначальных характеристик после экспонирования в аппаратах искусственной погоды, в которых весьма приблизительно воспроизводятся условия эксплуатации в кровлях . На основании результатов таких испытаний материалы могут быть весьма условно "ранжированы" по долговечности: можно утверждать, что материал "А" долговечнее (при прочих равных обстоятельствах), чем "Б". Однако численно оценить долговечность покрытий из того или иного полотна невозможно.

Тем не менее, длительные наблюдения за поведением кровель из различных материалов (такие наблюдения иногда превышают 20 лет) позволяют нам выстроить полуколичественную градацию потенциальной долговечности кровельных покрытий, или, если точнее потенциального межремонтного срока службы (до первого капитального ремонта).

Данная последовательность приведена для следующих кровельных покрытий:

плоские многослойные утепленные кровли по стяжке;
водоизоляционный ковер из одноименных полотен (например, и нижний, и верхний слой из Биполя или и верхний, и нижний слой из АйСиТекса);
новые (вновь выполненные) покрытия или покрытия после капитального ремонта с полным удалением старого ковра. Напомним, что долговечность покрытия без удаления или с частичным удалением старого ковра, как правило, существенно ниже, чем в случае новой кровли (см., например, здесь)

МЕЖРЕМОНТНЫЙ СРОК СЛУЖБЫ КРОВЕЛЬ ИЗ НЕКОТОРЫХ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

1-2 года	5-7 лет	7-10 лет	10-12 лет	12-15 лет	не менее 15 лет	не менее 20 лет	не менее 25 лет
Рубероид	Гидроизол по ТУ	Гидростеклоизол по ТУ	Гидростеклоизол по ГОСТ	Бирепласт-Оптим	АйСиТекс-Мастер	АйСиТекс-Стандарт	АйСиТекс-Профи
Гидроизол ГОСТ 1548-74	Армокров	Армокров		Бикроэласт	Биполь	Унифлекс	Днепрофлекс
	Бикрост	Линокром		Гидрокрон	Эластоизол-Проф	Бикрон	Техноэласт
	Бирепласт-Норма	Стеклогидроизол		Эластоизол-Стандарт		Филикров	Изопласт
	Стеклобит	Филигиз				Эластоизол-Бизнес	Изоэласт
	Стеклоизол						Филизол
	Рубемаст						Эластоизол-Премиум
							Эластоизол-Элит
							Эластокрон