Материалы и технологии получения современных бесшовных кровельных покрытий

По мере роста темпов экономического развития нашей страны к вновь возводимым зданиям предъявляются все более широкие требования. На первый план выходят нестандартные проектные решения, нацеленные на возведение многофункциональных комплексов, способных удовлетворять различные потребности заказчика.

Такие проекты характеризуются разнообразием функций: один объект может являться одновременно торговым, развлекательным и офисным центром. Такое многообразие функций сопровождается увеличением различных инженерных систем и элементов: вентиляции, кондиционирования, освещения, антенн, зенитных и светоаэрационных фонарей.

Зачастую оборудование и системы коммуникаций монтируются непосредственно на кровле, что значительно усложняет ее рельеф. Все современные кровельные системы на основе рулонных гидроизоляционных материалов имеют существенные недостатки, связанные с большой сложностью устройства герметичного покрытия в местах монтажа оборудования. Такие места, ввиду наличия большого количества швов, снижают надежность кровельного покрытия и существенно удорожают монтаж кровли.

Однако кровельная система на основе полимерных мастичных материалов лишена этих недостатков. Каким бы не был сложным рельеф кровли, монтаж ее прост, а сам кровельный ковер получается бесшовным, что в большой степени снижает вероятность протечек.

Оптимальным вариантом гидроизоляции таких сложных по рельефу кровель является применение систем на основе полимерных мастик. В настоящее время наибольшее распространение получили полиуретановые мастики и битумно-каучуковые эмульсии. Последние все чаще называют «жидкой резиной». Кровельные системы на основе этих материалов могут выполняться армированными и неармированными.

Системы на основе жидкой резины выполняются, как правило, без армирования. Битумно-каучуковые эмульсии наносятся с помощью автоматического оборудования. Получаемое покрытие имеет большую эластичность, небольшой сухой остаток около 65% и небольшое сопротивление на разрыв. Для увеличения сопротивляемости готового покрытия образованию трещин на основании такие системы наносятся толщиной не менее 3 мм (минимальный расход составляет 5 кг/м²). Материал наносят за один заход, поэтому основным составляющей стоимости устройства кровельной системы является стоимость материала. Такие системы отличаются высокой скоростью выполнения работ (до 1000 м² за смену), большой стоимостью и низкими декоративными качествами. Поскольку основой эмульсии является вода, нанесение таких материалов возможно только в сухую погоду и при положительной температуре.

Наиболее популярными битумно-каучуковыми эмульсиями являются материалы канадских фирм Liquid Rubber и Huske, израильских фирм Pazkar и Bitum, итальянской фирмы Vodichem.

Дальнейшим шагом в развитии мастичных кровельных систем стало введение в них армирующего слоя. Армированные системы состоят из нескольких слоев полиуретановой мастики и слоя армировки, выполняемого из специального геотекстиля, стеклохолста или стеклоткани и заключенного между слоями мастики. Армирующий слой выполняет функцию каширования основания (исчезает необходимость его тщательной подготовки), а также придает системе дополнительную прочность на разрыв и прокол. Благодаря  высокой адгезии к полиуретанам оптимальным вариантом для устройства армированных мастичных систем является применение нетканого материала из полиэфирных волокон (геотекстиля). Геотекстиль должен иметь сильно приглаженную поверхность (каландрированный геотекстиль). Это позволяет легко пропитать материал мастикой. В то же время армирующий материал должен быть достаточно мягким для облегания неровностей и повторения формы поверхности.

Устройство кровельной системы на основе полиуретановых мастик должно производиться на сухом основании (влажность не более 20 %). При этом нанесение материала можно выполнять и при отрицательных температурах, поскольку в составе полимерных мастик нет воды.

Для выполнения мастичных кровельных систем на основе полиуретанов оптимально подходят материалы греческой компании Alchimica. Аналогичные мастики производятся зарубежными компаниями NMG-Huntsman, Sika, Remmers. Также существует несколько российских производителей: Эласт-ПУ, НПК «Реагент» и Полибилд, однако в линейке продуктов этих компаний нет полиуретаново-битумных материалов, использование которых для проведения ремонтных работ на традиционных битумных кровлях наиболее целесообразно.

Мастичные системы на основе полимеров обладают рядом преимуществ перед другими кровельными системами:

• простота нанесения кровельного покрытия, основание кровли просто «окрашивается» мастикой в несколько слоев;
• бесшовность гидроизоляционной системы. Ни для кого не секрет, что наибольшую опасность в отношении нарушения целостности кровельного ковра представляют места соединения полотен рулонных материалов. Мастичная система лишена этого недостатка;
• отличные декоративные свойства. Цвет мастики, а, соответственно, и кровли может быть практически любым;
• получение полностью приклеенной к основанию системы. Такая система позволяет локализовать протечки при нарушении целостности кровельного покрытия. В этом случае вода не способна перемещаться под кровельным ковром по основанию.

Мастичные армированные системы также имеют несколько существенных преимуществ перед системами без армирования:

• минимальные требования к качеству подготовки основания. В мастичной кровельной системе, армированной геотекстилем, использован армирующий материал со сплошной структурой. После закрепления геотекстиля (приклеивание на первый слой мастики)  на поверхности основания основное гидроизоляционное покрытие (последующие слои мастики) наносятся уже не на поверхность основания, а на однородную поверхность армирующего материала. Все дефекты основания при этом остаются скрытыми под слоем армирующего материала и не влияют на качество кровельного ковра. Размер дефектов основания при этом может быть весьма значительным – до нескольких сантиметров. Непропитанные мастикой со стороны основания участки армирующего материала в местах данных дефектов закрываются в последующем – при нанесении верхних слоев. Таким образом, при применении мастичной системы с армированием не требуется выполнения трудоемких и дорогостоящих операций по качественной подготовке поверхности основания;
• увеличение толщины покрытия. Данный эффект достигается за счет сглаживаемости рельефа основания под кровлю, определенной толщины армирующего материала и последующего визуального контроля его полного покрытия наносимыми слоями мастики. Толщина покрытия после полной пропитки армирующего материала одним слоем мастики составляет около 1 мм. Полная толщина кровельной мембраны на основе геотекстиля и трех слоев мастики составляет около 2 мм;
• увеличение механической прочности. При применении геотекстиля прочность покрытия на разрыв составляет 80-120 кг/см², что примерно в 3 раза выше, чем у покрытий без армирования. При армировании холстом или тканью прочность системы на разрыв определяется прочностью армирующего материала и, в зависимости от его плотности, находится в диапазоне 100-550 кг/см². Для сравнения у рулонных материалов этот параметр равен: у ПВХ-мембраны – до 200 кг/см², у битумно-полимерных – до 30 кг/см². Увеличение прочности на разрыв улучшает стойкость покрытия к  образованию трещин на поверхности основания. Отметим, что в мастичных системах без армирования эта проблема обычно решается за счет увеличения толщины покрытия, и, следовательно, расхода мастики, что существенно увеличивает стоимость кровельной системы;
• повышение прочности на прокол. По различным оценкам данный параметр при применении армирования увеличивается в 3-6 раз в зависимости от типа армирующего материала и вида мастики.

Устройство мастичной армированной кровельной системы

Подготовка основания состоит в удалении мусора и обеспыливании. Достаточно просто подмести основание, хотя применение промышленного пылесоса существенно увеличит адгезию кровельного ковра. Первый слой мастики наносится на подготовленное основание с расходом 0,7-0,9 кг/м² полосой, ширина которой примерно на 10 см превышает ширину полотна армирующего материала. По свеженанесенному слою мастики раскатывается рулон армирующего материала. Полотно прикатывается чистыми окрасочными валиками по всей площади, чтобы обеспечить максимальную пропитку материала мастикой и равномерное прилегание. Неокрашенные участки (в местах дефектов поверхности основания) оставляются без пропитки и укрываются при нанесении следующего слоя мастики. Полосы армирующего материала могут укладываться встык или с нахлестом 5-10 см.

Второй слой мастики наносится через некоторый промежуток времени, после того, как нижний слой достаточно полимеризуется и будет надежно фиксировать армирующий материал. При выполнении работ в летний период для однокомпонентных полиуретановых мастик время полной полимеризации составляет от 6 до 24 часа. При нанесении второго слоя расход мастик составляет 0,6–0,8 кг/м². Финишный слой мастики наносится через 6-24 часа после нанесения второго слоя с расходом 0,5 кг/м².

На горизонтальных участках для удобства работы рекомендуется укладывать армирующий материал без захода на вертикальные поверхности.

Армирование примыканий удобнее выполнять отдельно или одновременно с армированием вертикальных поверхностей (одним полотном). При этом перекрытие (нахлест) армирующих материалов на горизонте кровли должен составлять не менее 10 – 15 см. Выбор первоочередности укладки армирующего материала на горизонтальную поверхность или на примыкания в данных системах не важен и определяется удобством организации выполнения работ.

Выполнение работ по нанесению мастик может быть как ручным (применяются кисти, валики, шпатели), так и механическим (нанесение аппаратами безвоздушного и воздушного напыления).

Ремонт битумных кровель с помощью мастично-полимерной армированной кровельной системы

Армированная система мастичной гидроизоляции прекрасно подходит для ремонта кровель со старым битумным покрытием. В этом случае для устройства первого слоя используется полиуретаново-битумная мастика, имеющая отличную адгезию к рулонным битумным и битумно-полимерным материалам.

Подготовка основания осуществляется стандартным способом: удаляются загрязнения, пузыри и наплывы вскрываются, просушиваются и ремонтируются с восстановлением, при необходимости, кровельного пирога. При наличии в кровельном пироге влаги необходимо предусмотреть установку кровельных аэраторов, обеспечивающих постепенное просушивание подкровельного пространства за счет естественной вентиляции. Поверхность основания под кровлю должна быть прочной, сухой и обеспыленной. Грунтование основания перед нанесением кровельной системы, как правило, не требуется.

Устройство мастичной армированной кровельной системы по старому битумному ковру выполняется в соответствии с вышеописанной технологией с той лишь разницей, что для первого и второго слоев применяется полиуретаново-битумная мастика, а для финишного слоя используется мастика на основе чистых полиуретанов без добавления битума.

Разработанная Корпорацией ТемпСтройСистема технология устройства армированных кровельных систем на основе полимерных и полимерно-битумных мастик позволяет гарантировать безремонтный срок службы кровельного покрытия до 25 лет. В основе долговечности - простота системы и качество материалов. Для выполнения таких систем используются материалы марки Гипердесмо. Основой мастик является смесь полиуретанов. Готовое покрытие из полиуретановых мастик, в отличие от акриловых, остается эластичным даже при максимально низких температурах (до -50°С) и имеет практически нулевое водопоглощение.

Система мастичной гидроизоляции, представленная в этой статье, существует уже около 4 лет, и объем выполненных работ по кровле составил более 100 тыс.м² без единой рекламации. На сегодняшний день эта система является наиболее перспективной и со временем станет очень востребованной.