Введение
Особенности нашего климата: снег, частые оттепели и заморозки, ветры - являются серьезным испытанием для всех элементов крыши и, в первую очередь, для кровельного покрытия.
На надежность покрытия кровли влияет как стойкость материала покрытия к климатическим нагрузкам, так и качество его укладки (монтажа). Не все кровельные материалы выдерживают эти испытания. Но все же основной причиной дефектов являются нарушения, обусловленные некачественным монтажом.
В настоящее время представлен широкий ассортимент кровельных материалов. Часть материалов доступна исключительно для элитного строительства, другие универсальны, а кое-что целесообразно для использования при дачном строительстве.
Выбор определенного вида кровли зависит от таких факторов как тип строения, конструктивные особенности несущих элементов крыши, климатические условия региона, требования к эстетике и финансовые возможности потребителя.
Таким образом, основными критериями при выборе кровельного покрытия являются:
- соответствие кровельного материала конфигурации крыши;
- соответствие срока службы материала долговечности самой кровли;
- соответствие материала эстетическим требованиям;
- соответствие материала финансовым возможностям застройщика (цена материала, стоимость монтажа, трудоемкость работ).
В данной работе мы рассмотрим виды и
классификацию кровельных материалов, область их применения, оценим
эффективность, положительные и отрицательные свойства.
1. Классификация кровельных материалов
Прежде чем перейти к классификации современных
кровельных материалов, обозначим основные типы кровель и из чего они выполнены:
Исходя из типов кровель кровельные материалы можно разделить на следующие:
. Деревянный гонт.
. Кровельные металлические покрытия
(листовые и рулонные).
3. Черепичные покрытия.
. Кровельные неметаллические листовые
покрытия
5. Мягкие битумные покрытия
По внешнему виду и размерам можно разделить на:
· листовые (профилированные листы, металлочерепица, асбестоцементные листы и др.);
· рулонные (пергамин, рубероид и др. модификации на их основе);
· пленочные (полимерные и резиновые мембраны);
· мастичные (полимерные и битумные мастики);
· штучные (сланец, черепица, гибкая черепица и др.)
Согласно статистике, именно такие традиционные материалы, как пергамин, рубероид, шифер, кровельное железо, сегодня остаются самыми востребованными. На их долю приходится более 90% всех продаж. Причиной стабильности спроса является активное развитие сельского хозяйства (потребитель шифера) и сборного домостроения с плоскими крышами (потребитель рулонных материалов).
В зависимости от состава, кровельные материалы бывают:
· минеральные (керамическая черепица, сланцевые плиты, шифер, песчаная черепица)
· органические (такие «старейшие» материалы, как дранка и солома, а также современные материалы: полимерные, битумно-полимерные и битумные)
· металлические (композитная черепица <#"804111.files/image001.gif">
Рис. 1. Черепица глиняная: а - пазовая
штампованная; б - пазовая ленточная; в - плоская ленточная; г - коньковая
.2. Цементно-песчаная черепица
Цементно-песчаная черепица (ЦПЧ) готовится прессованием под высоким давлением окрашенной растворной смеси. Ее стоимость на 30-35% ниже себестоимости керамической прессованной черепицы. Смесь состоит из точно дозированных компонентов: портландцемента, кварцевого песка, щелочестойкого пигмента и воды. Цвет черепицы, благодаря введению пигмента в растворную смесь, сохраняется постоянным в течение всего срока службы кровельного материала. Цементно-песчаная черепица отличается точными размерами (отклонения от стандартных размеров не более 2 мм). Так как портландцемент во влажных условиях может твердеть годами, черепица также в процессе эксплуатации годами набирает прочность. Это положительно выделяет ее среди других видов черепицы, «стареющих» с течением времени, т. е. со временем теряющих свои первоначальные технические свойства.
Структура такой черепицы позволяет кровле
«дышать», поэтому влага, скапливающаяся под крышей, быстро испаряется, а это
препятствует образованию плесени и гнили. В доме под такой крышей - приятный и
здоровый воздух.
.3. Стеклянная черепица
Совсем недавно на рынке появилась новая разновидность кровельного материала - стеклянная черепица.
Использование стекла в качестве покрытия для
кровли позволяет не только реализовать множество дизайнерских идей в оформлении
строения, но и повысить энергоэффективность дома, за счет того, что стеклянная
черепица пропускает солнечную энергию на расположенную под ней черную
нейлоновую подложку, которая нагреваясь передает энергию воздуху циркулирующему
в расположенных под ней воздушных карманах. Нагретый таким образом воздух может
использоваться для отопления.
.4. Полимерпесчаная черепица
Черепица на 70% состоит из песка, 30% - это связующий полимер, для окрашивания изделия в состав вводится минеральный пигмент (менее 1% от общей массы). Компоненты перемешиваются при высокой температуре в закрытом объеме с ограничением доступа воздуха, в результате чего песчинка обволакивается тонкой полимерной пленкой. Получаемая полимерпесчаная масса формуется на прессовом оборудовании, где под большим давлением и при интенсивном охлаждении пресс-формы создается градиент температур, обеспечивающий процесс направленного затвердения.
Благодаря чему в изготавливаемой черепице отсутствуют пустоты и пористость. Полимерпесчаная черепица обладает высокой точностью размеров, благодаря штамповочному методу производства.
Применение полимеров обеспечивает черепице легкость, ударопрочность, чрезвычайную плотность в совокупности с прочими выгодными потребительскими качествами.
Основным достоинством черепицы является ее долговечность, поскольку процесс полного разложения полимеров в естественных условиях составляет более сотни лет.
Полимерпесчаная черепица хорошо поглощает звуки с улицы, не барабанит при дожде и граде, не гремит при порывах ветра. Она отличается высокой устойчивостью к агрессивным средам, стойкостью к солям и нефтепродуктам. Не подвержена коррозии, ржавчине, воздействию грибков и микроорганизмов. Не обледеневает и не покрывается инеем. Не поддерживает горение. Пожарные инстанции относят эту черепицу к трудногорючим материалам.
Этот экологически чистый материал за весь срок эксплуатации не выделяет никаких токсичных и вредных веществ. Не бьется при падении с высоты, при транспортировке и погрузо-разгрузочных работах. Выдерживает падающие сверху тяжелые предметы, лед, сосульки.
Для проникновения под крышу дождя и снега черепица снабжена лабиринтным замком и двойным рядом перегородок, которые создают воздушные карманы, преграждающие путь осадкам и холоду. Благодаря качественным двойным замкам уклон кровли может начинаться от 22 градусов - вместо традиционного уклона 45.
Возможность создания мозаичной крыши особенно
будет интересна тем, кто хочет создать индивидуальный и неповторимый рисунок на
кровле. Так как черепица - это штучное изделие с высокой точностью размеров,
которое укладывается рядами, то можно совмещать черепичные плитки разных цветов
и оттенков. В одном квадратном метре готового покрытия помещается всего девять
плиток черепицы. Их легко можно поднять на кровлю, раскладывать по обрешетке и
закреплять. Благодаря высокой прочности материал выдерживает до 150 кг на одну
черепицу, что делает кровлю из такого материала обслуживаемой. По ней можно
ходить, что не допустимо при других типах кровли.
5. Кровельные неметаллические листовые
покрытия
5.1. Асбестоцементные покрытия
Асбестоцемент является композиционным материалом. Изготавливают его из цемента, асбеста и воды.
Асбестоцементные волокнистые листы (шифер) применяются в кровлях с уклоном 25-45o . Для ухода за шиферной кровлей вдоль ската устраивают передвижные деревянные трапы с поперечными планками.
Асбестоцементный шифер обладает следующими преимуществами:
- чрезвычайно низкая стоимость, это самый дешевый кровельный материал.
- асбестоцемент абсолютно негорюч.
- материал неэлектропроводен и не накапливает статическое электричество.
- вес шифера относительно небольшой, стропила могут иметь облегченную конструкцию.
- относительно прочен, не гниет, не подвержен коррозии.
- легко обрабатывается.
- очень просто монтируется - вес листа шифера невелик, поднять его на крышу несложно. Для монтажа шиферной кровли не нужно иметь высокой квалификации и дорогостоящего инструмента.
К недостаткам можно отнести:
- относительно небольшой срок службы, особенно волнового материала (пятимиллиметровый - служит от десяти лет и выше). Отрицательно на шифер влияет повышенная влажность, в сухом климате лист толщиной 5,8 мм может прослужить лет сорок. Чтобы повысить долговечность материала, его нужно очищать от скопившейся грязи и мха. Хорошие результаты дает окраска.
- асбестоцементные листы хрупкие. При деформациях обрешетки и ударах они легко трескаются.
- хризотиловый асбест по данным ВОЗ является опасным для человека веществом.
Плитки кровельные асбестоцементные. Наиболее распространенный размер асбестоцементных плиток - 400х400 мм с двумя срезанными углами. Плитки применяются для кровли сложной конфигурации. К обрешетке их крепят оцинкованными гвоздями и противоветровой кнопкой. Обрезанные углы у плиток образуют плотное покрытие кровли при минимальном их расходе (10 шт./м2). При использовании плиток без срезанных углов плотная кровля может быть образована только при двухслойном покрытии.
Асбестоцементные кровельные плитки рекомендуются
при устройстве кровли с уклоном 27-45o. Масса 1 м2 кровли составляет 11 кг. Для
покрытия кровли применяют рядовые и краевые плитки, позволяющие образовывать
карнизный ряд. Прочность плиток при изгибе 24 МПа; плотность 1800 кг/м3;
ударная вязкость 2 кДж/м2, морозостойкость F50.
.2. Волнистые цементно-волокнистые покрытия
Безасбестовый или цементно-волокнистый шифер (еврошифер) - это современный вариант традиционного материала. Он получил широкое распространение в западных странах, в Украине же пока применяется мало в силу более высокой цены по сравнению с асбестосодержащим шифером. Безасбестовые волнистые листы изготавливаются из смеси, в которой вместо асбеста в качестве армирующего материала используется натуральное волокно. Поверхность листов покрывается слоем специальной краски. При этом она приобретает особый вид и блеск.
Бесасбестовый шифер характеризуется:
небольшим весом (0,2 кН/ кв. м);
высокой эластичностью;
устойчивостью к перепадам температур;
устойчивостью к биологическому воздействию;
незначительными температурными деформациями;
хорошей шумозащитой;
негорючестью.
Область применения безасбестового шифера очень
широка - от производственных корпусов, зданий сельскохозяйственного назначения,
домов, павильонов, строений аэропортов, спортивных сооружений (теннисных залов,
закрытых помещений большой площади) до садовых домиков и всевозможных построек временного
назначения. Монтаж безасбестовых листов производится так же, как
асбестосодержащих.
.3. Стекло органическое листовое
Одним из первых полимерных материалов, который привлек внимание специалистов в поисках альтернативы стеклу, стал полиметилатакрилат (органическое стекло). Кроме отсутствия хрупкости силикатного стекла, органическое стекло имеет высокий уровень пропускания ультрафиолетовых лучей. Это позволяет использовать его при устройстве светопрозрачных кровель не только обычных зданий, но и оранжерей, различного вида соляриев и бассейнов.
Стекло органическое листовое выпускается в виде
прямоугольных листов. Оргстекло бывает бесцветным, прозрачным, белых, молочных
и других цветов. Прочность при растяжении 85 МПа; удельная ударная вязкость 13
МПа; относительное удлинение при разрыве 2,5%; температура размягчения
130-140oС; светопрозрачность 90%.
.4. Поликарбонат
Недолговечность используемых материалов вызвала необходимость создания более прочных и износостойких полимерных покрытий. В настоящее время достаточно широкое распространение получили светопропускающие материалы из поливинилхлорида (ПВХ), обладающие большей, чем материалы из органического стекла, долговечностью. Но настоящим открытием стало изобретение поликарбоната, который по свойствам и стабильности можно отнести к материалам инженерного класса. Его физико-механические качества остаются неизменными в диапазоне температур до +120oС, а ударная стойкость в сто раз больше, чем у силикатного стекла, и в десять раз - чем у органического.
Решение задачи создания эффективных материалов
для светопропускающих кровель не могло не учитывать и необходимость повышения
их теплозащитных свойств. Первым решением в этом направлении явилось применение
стеклопакетов, однако самым надежным способом является применение
структурированных (сотовых, ячеистых) листов из поликарбоната .
.5. Листовые полиэфирные стеклопластики
Плоские и волнистые листы изготавливают на основе полиэфирного связующего с наполнением из хаотически распределенного рубленого стеклянного волокна. По сравнению с силикатным стеклом стеклопластики имеют более высокие физико-механические показатели, термическое сопротивление и меньшую теплопроводность. Эти материалы трудновозгораемы (температура воспламенения 600-700oС) и обладают относительно высокой химической и морозостойкостью. Длина листов 1,5-6, 0 м, ширина 0,9-1, 6 м; толщина 1,5; 2,0; 2,5 мм.
Средняя плотность 1300-1400 кг/м3; прочность при изгибе вдоль гофра 8 0 МПа; прочность при растяжении вдоль гофра 30 МПа; удельная ударная вязкость вдоль гофра 2 МПа; водопоглощение за 24 ч не более 8%; светопропускание неокрашенного/окрашенного/ повышенной светопропускаемости: более 60/ до 40/ 75%.
Волнистые пластики можно применять
самостоятельно или в сочетании с другими волнистыми листами. Плоские листовые
изделия находят применение в сводчатых и зонтичных конструкциях, в конструкциях
призматических, цилиндрических и сферических оболочек.
6. Материалы для мягкой кровли
Мягкая кровля - это ряд кровельных материалов, объединенных по конструктивным и функциональным особенностям.
Материалы мягкой кровли могут применяться для работы как по горизонтальным, так и по наклонным плоскостям. Одни из них являются универсальными, другие - рекомендуются для ограниченного диапазона уклонов кровли.
Кровельные материалы на основе битумов и других органических связующих подразделяются на рулонные и листовые. В свою очередь рулонные подразделяются на основные и безосновные.