Повышение эффективности ремонта многослойных кровель
А.Л. ЖОЛОБОВ, канд. техн. наук, доцент кафедры "Технологии строительного производства" Ростовского государственного строительного университета Часть 4. Предотвращение повреждений многослойных кровель при их ремонте
(начало см. «Кровельные и изоляционные материалы» №№
1,
2,
3,
4,
5)
Приведены результаты научных исследований в области повышения эффективности методов ремонта многослойных кровель, полученные в Ростовском государственном строительном университете и Ростовском НИИ коммунального хозяйства.
Предотвращение повреждений многослойных кровель при их ремонте
Экспериментально установлено, что воздухопроницаемость стяжки из капиллярно-пористых материалов, в зависимости от влажности, может изменяться более чем в 30 раз. Например, стяжка из цементного раствора при максимальном водонасыщении становится практически воздухонепроницаемой, выдерживая перепад давления по обе ее стороны в 2–3,5 кПа. Если на поверхности стяжки в полости подкровельного вздутия имеется тонкий слой воды (толщиной менее 1 мм) стяжка может обладать односторонней проницаемостью, так как любая капля воды, перекрывающая сверху капилляр в стяжке, в этом случае будет выполнять функцию обратного клапана.
Происхождение продольных капилляров в рулонных кровельных материалах связано с использованием в качестве армирующего слоя плохо пропитываемых битумом кровельного картона, стеклоткани или стеклохолста, упрочненного кручеными стеклонитями, а поперечных – с появлением волосных трещин в покровном слое из окисленного битума. Примерное местонахождение указанных капилляров около покровного вздутия показано на рис. 1.
Рис. 1. Схема проникновения влаги в полость покровного вздутия:
1 – битум; 2 – стеклянная крученая нить;
3 – волосные трещины в покровном слое; 4 – покровное вздутие
Знание механизма роста вздутий и причин их появления позволило предложить весьма экономичный и надежный метод защиты многослойной кровли от подкровельных, межслойных и внутриосновных вздутий при ее ремонте, заключающийся в устройстве дренажных отверстий, соединяющих полость образовавшегося вздутия с подкровельным пространством в толще утепленного покрытия [1]. Эти отверстия пробивают или высверливают с поверхности кровли через всю толщину водоизоляционного ковра и стяжку, после чего нижнюю часть отверстия (под полостью) заполняют воздухопроницаемым материалом (например, минеральной ватой или гранулированным пенополистиролом), а верхнюю герметизируют, как, например, при устранении подкровельного вздутия (рис. 2). При замене или устройстве новой кровли появление подкровельных вздутий можно предотвратить перфорированием выравнивающей стяжки или ее устройством из воздухопроницаемого материала – пенополистиролбетона [2].
Рис. 2. Устройство (а) и заполнение (б) отверстия в подкровельном вздутии водоизоляционного ковра в утепленном покрытии::
1 – водоизоляционный ковер; 2 – цементная стяжка; 3 – теплоизоляция; 4 – полость вздутия;
5 – ось устраиваемого отверстия; 6 – нижняя часть отверстия (в стяжке), заполненная минеральной ватой;
7 – верхняя часть отверстия (в кровле), заполненная битумной мастикой
Устранение причин появления межслойных, внутриосновных и покровных вздутий предложено осуществлять дополнительной пропиткой стекловолокнистой или картонной основы битумом или битумно-полимерным вяжущим при разогреве ремонтируемых кровель, например, с помощью гибких поверхностных электронагревателей.
Установлено, что возникновению межслойных и внутриосновных вздутий предшествует появление соответствующих расслоений водоизоляционного ковра на вогнутых участках кровли, а также в местах некачественной приклейки рулонных материалов, нарушения водоотвода с кровли или применения в смежных слоях водоизоляционного ковра плохо совместимых материалов (с разными деформативными свойствами).
Опасность расслоения многослойных кровель возрастает с понижением температуры наружного воздуха, поскольку сопротивление расслоению слоистых композитов (к которым можно отнести и многослойные кровли) уменьшается с увеличением их жесткости при охлаждении.
Так, на участках многослойной кровли, основание под которыми имеет вогнутую поверхность, при температурных и усадочных деформациях материалов в водоизоляционном ковре возникают достаточно сильные расслаивающие и отслаивающие напряжения (на рис. 3).
Рис. 3. Сечение многослойной кровли на вогнутом участке основания::
1 – стяжка; 2 – вогнутая поверхность стяжки;
3 – водоизоляционный ковер; 4 – полости от расслоения кровли
Сдвиговые напряжения, возникающие в многослойной кровле из материалов с разными деформативными свойствами, достигают максимальных значений, когда в смежных слоях водоизоляционного ковра находятся материалы с картонной и стеклотканевой основой, относительное удлинение которых в водонасыщенном состоянии (а это естественное состояние материалов многослойной кровли) значительно отличается друг от друга. Как показывают испытания на разрыв, в водонасыщенном состоянии кровельный картон (в отличие от стекловолокнистых материалов) в 4-5 раз лучше растягивается, чем в сухом состоянии.
Экспериментальным путем доказано, что эффективной защитой многослойной кровли от расслоений являются:
- выравнивание вогнутых поверхностей ремонтируемой кровли с помощью битумно-картонной матрицы (состоящей из измельченных отходов рубероида и битумной эмульсии), выравнивающий слой из которой после укладки должен быть подвергнут термомеханической обработке;
- осаживание в утепленных покрытиях выпуклых участков кровли вместе со стяжкой на 20-30 мм, например с помощью вибротрамбовки;
- преимущественное применение наплавляемых материалов с пылевидной посыпкой утолщенного покровного слоя, а не с полимерной пленкой, сохраняющиеся фрагменты которой, как правило, обеспечивают несплошную приклейку материалов;
- ограничение применения в смежных слоях кровли материалов с разными деформативными свойствами, например с картонной и стеклотканевой основой;
- использование при наклейке рулонных кровельных материалов менее вязких битумов и битумных мастик при условии обеспечения необходимой теплостойкости и адгезионной прочности соединений.
Такой «омолаживающий» состав, проникая в дисперсную структуру битума покровного слоя, способствует уменьшению жесткости содержащихся в нем асфальтенов и восстановлению пластичности битума.
Повышение трещиностойкости обработанного эмульсией покровного слоя кровельного материала при воздействии солнечной радиации можно объяснить, во-первых, использованием при приготовлении эмульсии маловязких битумов с повышенным содержанием смол, а значит, более светостойких, чем кровельный, а тем более строительный битум, во-вторых, препятствием эмульгатора росту крупных радикалов в высохшем (обезвоженном) слое битумной эмульсии при воздействии на него солнечной радиации.
Серьезным испытаниям подвергается многослойная кровля в холодное время года при обледенении карнизных участков кровли, в местах, где под слоем снега из-за нарушения водоотвода скапливается значительное количество талой воды.
В Ростовском государственном строительном университете эта проблема исследована на компьютерных моделях. При этом найдено весьма эффективное ее решение, заключающееся в использовании тепла, поступающего в холодное время года из отапливаемых помещений здания для обеспечения положительной температуры карнизного участка кровли за счет кондуктивного теплообмена между более теплыми (нижними) и холодными (верхними) слоями покрытия через устанавливаемые в слое теплоизоляции специально сконструированные теплопроводные включения (рис. 4) из стальных сварных двутавров, нижняя полка которых в несколько раз шире верхней (рис. 5), не требующих затрат на обслуживание и ремонт [3].
Рис. 4. Термограммы сечения карнизного участка утепленного покрытия с теплопроводным включением (б) и без него (а):
1 – теплопроводное включение; 2 – карнизный свес; 3 – железобетонная пустотная плита (220 мм); 4 – пароизоляция; 5 – керамзитовый гравий (260– 300 мм);
6 – цементная стяжка (25 мм); 7 – многослойная кровля (15 мм); 8 – кирпичная стена; 9 – снежный покров; 10 – воздушная прослойка (20 мм)
Рис. 5. Общий вид стального теплопроводного включения
При организованном наружном водостоке теплопроводные включения лучше всего располагать в толще утепленного покрытия вдоль ската кровли напротив водосточных воронок, а при неорганизованном водостоке – произвольно с некоторым интервалом друг от друга (например 4–8 м).
Высокая эффективность всех вышеуказанных методов доказана десятилетней практикой их успешного применения при устранении причин появления вздутий, расслоений и других повреждений многослойных кровель во многих городах России. Стало возможным при ремонте кровли не только устранять накопившиеся повреждения, но и повышать ее надежность практически без привлечения дополнительных финансовых средств.
Литература
- Способ защиты водоизоляционного ковра от вздутий при ремонте и устройстве кровель: патент РФ № 2081976. МПК Е 04 D 5/00 / А.Л. Жолобов, А.И. Костриц, В.Я. Ротань (РФ).
- Способ защиты водоизоляционного ковра от вздутий при устройстве утепленных покрытий зданий с выравнивающей стяжкой, уложенной по теплоизоляции: патент РФ № 2249659. МПК Е 04 D 5/00 / А.Л. Жолобов, А.Л. Четвериков (РФ).
- Способ защиты водоотводящего устройства совмещенной кровли от обледенения: патент РФ № 2198273. МПК Е 04 D 13/076 / А.Л. Жолобов, А.Л. Четвериков.
Далее
Опубликовано в журнале "Кровельные и изоляционные материалы" № 5 за 2008, С. 56-57.