О долговечности кровельных материалов

0
11

Проблемы долговечности надо обсуждать применительно к конкретной группе машин или материалов. Не стоит прикладывать усилий к разработке автомобиля или бытового телевизора со сроком службы 50 лет. Даже вечные обои будут Вас раздражать через пять лет. Машины и приборы на основе высоких технологий, предметы интерьера, одежда и т.п. вещи стареют морально быстрее, чем происходит их физический износ.

Но кто будет возражать, чтобы наши дороги и мостовые сооружения обходились без ремонта хотя бы 10-15 лет. Долговечность гидроизоляции подземных коммуникаций и сооружений в идеале должна соответствовать сроку их службы, а не восстанавливаться через 4-5 лет.

Долговечность традиционных материалов для плоских кровель не превышает 3-4 лет, а затем следуют бесконечные ремонты. Поставленный на серийное производство и сертифицированный полимерный рулонный кровельный ЕРДМ-материал “ПОЛИКРОМ” по долговечности на порядок превышает свойства битумных кровельных материалов.

Ежедневно инженеры — проектировщики в своей профессиональной деятельности сталкиваются с расчетами, позволяющими сделать оптимальный выбор конструкции. И этот выбор напрямую зависит от качества и физико-механических показателей применяемых материалов. Даже неспециалисту ясно, что при равной нагрузке сечение деревянной балки будет намного больше стальной, что толщина стены зависит от коэффициента теплопроводности применяемого материала и т.п.

Но как только мы сталкиваемся с выбором конструкции кровли, и особенно плоских мягких кровель, инженерный, имеющий здравый смысл, подход становится не применимым. И действующий, и готовящийся к утверждению СНиП на кровли, фиксируют лишь долголетний опыт применения битумных мягких кровельных материалов.

Печальный опыт применения материалов на картонной основе показал, что 4-5-слойные кровли текут через 2-3 года и увеличение числа слоев при ремонте не ведет к повышению надежности кровель.

Внедрение в практику строительства битумно-полимерных материалов на стекло-или синтетической основе позволило разработчикам нового СНиП уменьшить количество слоев, но не изменило прежний подход к разработке нормативных документов по конструкциям мягких кровель, основывающийся на опыте и перестраховке.

Появление на рынке кровельных материалов импортных и отечественных однослойных полимерных кровельных и гидроизоляционных мембран (ПКГМ) и реально существующая сегодня в мировой и отечественной практике тенденция по увеличению использования ПКГМ, нашли отражение в действующей нормативной базе, но внесли дополнительные трудности при выборе типа кровельного материала и конструкции кровельного ковра.

Но, несмотря на все эти неувязки и скромные объёмы использования, (из 370 млн. кв. м. мягких кровельных материалов в 2000 году менее 1% составили полимерные), появление на потребительском рынке отечественных кровельных мембран на основе этилен-пропилен-диенового каучука позволяет реализовать наиболее сложные технические решения, значительно увеличить долговечность и надежность кровель и гидроизоляции, даже при отсутствии, адекватной свойствам новых материалов, нормативной базы.

В тоже время актуальность широкомасштабного применения полимерных кровельных мембран с каждым годом возрастает, что и нашло отражение в Резолюции Госстроя России от 25 апреля 2000 года. Этим документом, “В качестве важнейшей задачи Госстроя России, органов исполнительной власти субъектов Российской Федерации, отраслевых НИИ, проектных и строительных организаций” рекомендовано “наращивать производственные мощности и объемы выпуска полимерных кровельных и гидроизоляционных материалов на основе атмосферостойких каучуков”, а Управлению стандартизации, технического нормирования и сертификации Госстроя России — “при корректировке действующей и разработке новой нормативно-технической документации, учесть предложения по применению современных материалов при проектировании, строительстве и реконструкции объектов и сооружений”.

Но накопленный опыт квалифицированного применения ПКГМ зачастую противоречит требованиям СНиП и ГОСТов, и даже робкие попытки внести в действующие документы разделы, регламентирующие применение ПКГМ, не системны и лишены логики. Так требования ГОСТ 30547-97 к рулонным материалам фиксируют лишь фактически достижимые физико-механических показатели для разного класса материалов, а не отражают требований, реально необходимых для долговременной и надежной эксплуатации кровель.

Например: — требования к прочности эластомерных материалов различны для вулканизированных и невулканизироанных материалов, но о том как проконтролировать степень вулканизации даже не упомянуто, а новая редакция СНиП при определении конструкции кровли из эластомерных материалов разрешает к применению оба вида вообще не учитывая какой материал применяется сырой или вулканизированный, а лишь директивно устанавливает количество слоев в зависимости от уклона. При этом нигде не оговаривается минимальная толщина слоя, что может привести к формально соответствующему нормативу абсурду.

Требования к относительному удлинению эластомерных материалов (не менее 300%) отличаются от требований к термопластичным (не менее 200%), а к битумно-полимерным материалам этот показатель вообще не применяется.

Наиболее ярко подход, фиксирующий фактически достижимые показатели, выражается в требованиях ГОСТ 30547-97 к гибкости рулонных материалов. Разрешая применение битумных материалов на волокнистой основе с гибкостью при 0°С на брусе с R=25 мм., через три строки, этот же документ запрещает применение эластомерных материалов с гибкостью при минус 39°С на брусе с R=5 мм.. Комментарии, как говорится, излишни!

Отдельного обсуждения требует и такой показатель кровельных материалов, как долговечность. По утвержденной Госстроем России методике, долговечность битуминозных материалов определяется временем достижения материалом такого состояния, при котором, при испытании на гибкость на брусе г = 25 мм, наличие трещин будет наблюдаться при +5 — +10°С. Даже у самых лучших битумно-полимерных материалов этот показатель не превышает 15-20 лет, тогда как у кровельных мембран на основе EPDM, этот показатель, по этой методике, приближается к бесконечности. Тогда на свет появилась и, также утверждена Госстроем России, методика определения долговечности полимерных кровельных материалов, в которой за критерий долговечности принято время, за которое материал достигнет состояния, при котором его относительное удлинение будет равно 50 — 100 %.

Возникает парадоксальная ситуация, давая заключения о долговечности в 20 — 25 лет для полимерных кровельных материалов, методика искусственно ограничивает срок их службы, хотя при этом их относительное удлинение на порядок превышает показатели битумных материалов, у самых лучших из которых, относительное удлинение не превышает 40 % в момент изготовления.

Обращает на себя внимание и экстраполяция данных ускоренных климатических испытаний. Принимая изменение показателя деформативности полимерных кровельных материалов “по закону, близкому к прямолинейному”, разработчики методики отвергают столетний опыт изучения эластомерных материалов. В любом учебнике можно найти графики старения резин, которые далеко не прямолинейные а, в большинстве случаев близки к асимтотическому закону, и очень резко отличаются друг от друга в зависимости от применяемого полимера.

Действующая же методика меряет одним “прямолинейным” аршином любые кровельные материалы без учета природы используемого полимера, хотя в действующем ГОСТ 9.713-86 “Метод прогнозирования изменения свойств при термическом старении” предлагается методика наиболее реально отражающая старение полимеров.

Результатом такого избирательного подхода к методикам испытаний является то, что становится невозможно объективно сравнить качества различных групп материалов, а следствием из выводов о примерно равных сроках долговечности может быть вопрос: “А зачем вообще нужны ПКГМ если они не дают ни каких преимуществ по сравнению с битумными по долговечности?”. Ответы на этот “простой” вопрос приведены в таблице 1, в которой в качестве типовых представителей выбраны наиболее качественные материалы. Анализируя эти данные, можно сделать вывод: — полимерные материалы во времени сохраняют комплекс эксплуатационных свойств на порядок дольше, чем битумно-полимерные (что и требовалось доказать).

При этом методика испытаний не учитывает потери посыпки в процессе монтажа и эксплуатации, что приводит к катастрофическому старению битумных материалов и огневое воздействие при наплавлении материалов после которого свойства материалов резко меняются, и не в лучшую сторону.

Существующая же нормативная и методологическая база не позволяет быстро и просто объективно сравнить свойства различных групп материалов, для этого нужны дополнительные расчеты, результаты испытаний и специальные знания.

Но несмотря на то, что сегодня есть и логическое и техническое обоснование правомерности устройства однослойных плоских кровель с применением ЕР ДМ — мембран, новая редакция СНиП 31 — 10 — 2001 снова формулирует требования к мягкой кровле, как элементу здания, в зависимости от типа используемого материала!

По своей сути количество слоев равносильно коэффициенту запаса прочности при расчетах каких либо конструкций. Там где расчетчику достоверно известны нагрузки и свойства материала применяется нормальный Кзп = 1,15. В случае с кровельными материалами и совокупными нагрузками на них механическими и атмосферными воздействиями Кзп = 2-4 говорит о том что нам достоверно не известны ни нагрузки ни свойства материала. И с этим стоит согласиться.

Только сформулировав объективные технические требования к кровле (нагрузки) и учитывая физико-механических показатели применяемых материалов, можно квалифицированно переходить к конструкции кровли. При одной и той же нагрузке и эксплуатационных воздействиях — рубероид на горячем битуме в 5 слоев, наплавляемые битумно-полимерные материалы — в 2 слоя, полимерные мембраны с высокой прочностью и относительным удлинением — в 1 слой!

Такой логически выстроенный инженерный и имеющий здравый смысл подход и должен быть заложен в предлагаемом к утверждению новом проекте СНиП 31-10-2001 “Кровли”, разработчики которого, наряду с требованием использовать битумные материалы на картонной основе только для временных зданий и сооружений, что является революционным изменением технической политики Госстроя России, на наш взгляд, неправомерно акцентируют внимание проектировщиков и заказчиков на класс битумных материалов, не уделяя полимерным рулонным и мастичным кровельным материалам должного внимания. Разрозненные и несистемные требования к конструкциям кровель с применением полимерных материалов не дают возможности грамотно спроектировать надежную кровлю, и в то же время не позволяют узаконить проверенные временем конструкции кровель

Таблица 1.

Изопласт — битумно — полимерный АРР — материал.
Техноэласт — битумно — полимерный SBS — материал.
Поликром-EPDM — эластомерный материал.
(Показатели соответствуют фактическим данным по результатам испытаний в ЦНИИПромзданий.)






























































































































ПОКАЗАТЕЛИ ИЗОПЛАСТ ТЕХНОЭЛАСТ ПОЛИКРОМ
Толщина мм. 5,0 5,0 1,2
Масса кг/м 4,12 5,44 1,63
Теплостойкость С 100 100 120
Водопоглощение за 24 часа % по массе 0,58 0,38 0,15
Разрывная сила при растяжении Н(кгс)/50 мм После изготовления 608,6 (62,1) 490 (50) 423,4 (43,2)*
После термостарения 14 сут. при t°C 640,9 (65,4) 80 554,7 (56,6) 80 358,7(36,6)* 100
Через 20 лет
(прогнозируемая по результатам ускоренных климатических испытаний)
393 (40) 620 (63) 282,2(288)*
Условная
прочность
при
растяжении
МПа
После изготовления 2,5* 2,0* 7,2
После термостарения 14 сут. при t °C 2,6* 2,26* 6,1 100
Через 20 лет
(прогнозируемая по результатам ускоренных климатических испытаний)
1,6* 2,52* 4,8
Относительное удлинение

%

После изготовления 40,7 53,3 322,0
После термостарения 14 сут. при t°C 36,0 80 51,7 80 238,3 100
Через 20 лет
(прогнозируемая по результатам ускоренных климатических испытаний)
5 — 13,7 0 — 10,0 120,0
Гибкость (отсутствие трещин на брусе г = мм при t= °C После изготовления г=10 -21°C г=10 -27°C г=5 -62°C
После термостарения 14 сут. при t°C г=10 -15°C г=10 -22°C г=5 -60°C
Через 20 лет
(прогнозируемая по результатам ускоренных климатических испытаний)
г=10 +15°C г=10 +15°C г=5 -56°C
Защита от УФ облучения посыпка посыпка не требуется
Минимальное количество слоев на кровле 2 2 1
Стоимость руб/м 127

(85 верхн +47 нижн)

119

(77 верхн +42 нижн)

60

Показатели, выделенные курсивом и знаком* — расчетные.

Как минимум было бы целесообразным выделить в составе СНиП отдельный раздел с классификацией полимерных кровельных рулонных материалов (эластомерные,

термопластичные, термоэластопласты) и полимерных мастик и в нем сформулировать технические требования к конструкциям кровель с их применением.

Считаем необходимым привлечь к доработке СНиП разработчиков и производителей современных ПКГМ, строительные фирмы, которые имеют опыт применения импортных и Российских ПКГМ. Этот опыт и идеология, заложенная при разработке новых ПКГМ, ещё мало доступны нашим проектировщикам, строителям и эксплуатационникам, а тем более чиновникам, от которых зависит принятие принципиальных решений..

Еще одним аргументом перехода на долговечные кровельные ЕРДМ-материалы, является переход ЖКХ на самоокупаемость. Практически все типовые многоэтажки последних серий имеют плоскую кровлю и покрыты рубероидом на горячем битуме. В любом ЖЭКе жильцам в ответ на жалобы о протечках отвечают, что нет средств на капитальный ремонт или в лучшем случае ограничиваются выборочным ремонтом по принципу “тришкина кафтана”. В то время как Госстрой России усиленно ищет источники финансирования, для погашения долгов бюджета, чиновники ЖКХ на местах панически боятся переходить на долговечные материалы, отчетливо понимая, что массовое их применение приведет к уменьшению финансирования на ремонт кровель, и как следствие, к уменьшению объемов “отката” с тех сумм, которыми он — чиновник -распоряжается. Несмотря на то, что эффективность применения долговечных кровельных материалов в очередной раз убедительно доказана А. Виричевым в газете “Строительство и бизнес” № 2(6) от февраля 2001 г., Госстрой не распространяет опыт Московского правительства, которое еще в 1994 г. распоряжением № 2132-РЗП запретило использование рубероида на стройках финансируемых из Московского бюджета.

Основной аргумент против долговечных кровельных ЕРДМ-материалов — их высокой стоимости, — сегодня с изменением структуры рынка, опровергнут нашим предприятием, что убедительно показано в приводимой таблице. Учитывая долгосрочные прогнозы о сокращении объемов добычи нефти и увеличения глубины её переработки, можно сделать вывод — стоимость кровельных битумов в ближайшее время будет расти и это приведет к ситуации когда кровли выполненные из ПОЛИКРОМА по сметной стоимости будут сравнимы с рубероидными, превышая на порядок их по долговечности.