К вопросу о долговечности кровель

Исследование долговечности новых материалов

Шульженко Ю. К вопросу о долговечности кровель // Строительные материалы. 2003 . №12. C. 4-6

Долговечность кровли - период времени, в течение которого кровля выполняет основные функции ? защищает здание, сооружение от проникания атмосферных осадков [1].

Долговечность определяется конкретными условиями эксплуатации кровли, которые зависят от климатического района, места расположения в конструкции, режима эксплуатации здания. Следует иметь в виду, что условия со временем могут меняться [2, 3]. Основная задача при определении долговечности кровли сводится к тому, чтобы определить факторы разрушения при ее эксплуатации, выявить пути их устранения.

Известно, что основными причинами малой долговечности кровель являются:

? низкий уровень проектных решений;

? отсутствие профессионализма у ИТР и кровельщиков при устройстве кровель;

? низкое качество применяемых материалов;

? отсутствие необходимых знаний и качественных регламентирующих нормативов у заказчика при приемке кровли у подрядчика;

? безграмотная эксплуатация.

Предметное рассмотрение причин малой долговечности показывает, что низкий уровень проектных решений кровель вызван отсутствием основополагающей нормативной документации, способствующей качественному проектированию. Например, СНиП ?Кровли? были изданы в 1978 г., а это значит, что ассортимент кровельных материалов, созданных за последние 25 лет, юридически не легализован в основном нормативе, которым обязан руководствоваться проектировщик.

Результат налицо ? целое поколение новых полимерных материалов оказалось вне поля зрения проектировщиков.

Чтобы новый материал попал в солидный проект, необходимо:

? убедить проектировщика в технико-экономической целесообразности и корректности обоснования предлагаемого материала;

- подтвердить долговечность нового материала на конкретных примерах применения в реальных условиях эксплуатации.

Для этого разработчику материала приходится искать энтузиастов-проектировщиков, убеждать их в предполагаемых преимуществах материала, а если новый материал оказался в проекте, качественно его применять. Полимерные материалы в отличие от традиционных имеют принципиально иную технологию применения.

Известно, что качественное устройство кровли даже из традиционных материалов ? это не ремесло, а искусство. Новая технология является задачей со многими неизвестными. На лабораторном образце новую технологию отработать невозможно, так как устройство кровли ? набор технических решений, которые необходимо реализовать с гарантией и ответственностью.

На разработку нового материала, если соблюдать существующие каноны оценки его долговечности на уровне 20-25 лет, уходит 4-5 лет.

В условиях рыночной экономики тратить столько времени на разработку нового материала экономически невыгодно, но возможно, если есть грамотный коллектив с большим опытом работы в указанных областях и солидным заделом разработок.

Можно пойти по пути создания новых материалов в короткий период времени с быстрой, ?уплотненной? до нескольких месяцев оценкой долговечности, что никоим образом не отражает объективности ускоренных испытаний [4].

Материал эксплуатируется в сложных условиях, и если они не будут учтены при оценке его долговечности, то при испытании кровли в натурных условиях незамедлительно скажутся. Кровельный материал должен пройти испытания по научно обоснованным методикам, после чего он может быть предложен для устройства опытных кровель, которые должны наблюдаться в течение всего срока их существования для набора данных по их надежности и долговечности. Классическим примером может служить первая полимерная кровля из материала ?Хайполон?, выполненная американской фирмой ?Дюпон де Немур? на храме Санта-Мария в г. Понсе (США, штат Флорида) в 1952 г. До начала работ специалистами фирмы ?Дюпон? была заявлена предполагаемая долговечность кровли из ?Хайполона? не менее 15 лет. За период ее эксплуатации в течение 15 лет был проведен ряд обследований и фирма изменила этот показатель до 25 лет. Однако через 25 лет в 1978 г. фирмой было заявлено, что долговечность кровли из ?Хайполона? может составить 40 лет; по истечении же 40 лет было высказано предположение о долговечности более 50 лет.

Аналогичный подход к долговечности кровли был принят в головном научном центре по разработке мягких кровель ? ВНИИстройполимер (в настоящее время ОАО ?Полимерстройматериалы?) [5].

В отделе полимерных кровельных и гидроизоляционных материалов, возглавляемом автором в 1973?2000 гг., проводилась аналогичная работа по следующей схеме:

? разработка составов и технологий изготовления новых мастичных и рулонных материалов;

? отработка технологии их изготовления на линиях производства полимерных комбинатов;

? отработка технологии устройства экспериментальных полимерных кровель на объектах;

? оказание научно-технической помощи строительным предприятиям в устройстве полимерных кровель на объектах заказчика;

? разработка нормативно-технологической документации на производство и применение в строительстве новых полимерных кровельных материалов.

Исследование долговечности новых материалов проводили на крышных станциях в различных климатических районах и на экспериментальных кровлях. В 1970?2000 гг. были проведены работы по установлению корреляционной связи между лабораторными режимами испытаний по определению условной долговечности и натурными испытаниями. Были определены главные эксплуатационные показатели для мастичных и рулонных полимерных кровельных материалов. Создана методика определения условной долговечности полимерных кровельных материалов с использованием методов физической химии. Главными результатами работ в области долговечности явились натурные наблюдения за поведением кровельных материалов и кровель в различных экстремальных эксплуатационных условиях (север, юг, химагрессия, морской климат в сочетании с химагрессией и др.)

По результатам длительной селекционной работы с различными полимерными пленкообразующими основами отечественного производства, применяемыми для кровель, сделаны следующие выводы.

По комплексу технологических и эксплуатационных свойств приоритетное право по сравнению с другими имеет хлорсульфированный полиэтилен (ХСПЭ). Фактическая долговечность кровельных материалов на основе ХСПЭ на настоящий момент составляет 32 года. Проведенные ускоренные испытания на долговечность по отечественной методике в камере искусственной погоды показали, что после 50 условных лет эксплуатации основные показатели кровельного материала на основе ХСПЭ и его работоспособность сохраняются [6].

Рис. 1. Кровля склада аммиачной селитры комбината минеральных удобрений ОАО ?Дорогобуж?, выполненная из Элона

Рис. 2. Кровля Государственного Кремлевского Дворца, выполненная из Кровлелона с защитным окрасочным покрытием

Кровельные композиционные материалы на основе ХСПЭ и бутилкаучука (армогидробутилы, армокровлелоны), разработанные под руководством автора для эксплуатации в условиях Крайнего Севера, сохраняют гибкость при температуре -60?С и успешно эксплуатируются на кровлях промышленных и гражданских зданий в Северодвинске, Усинскс, Норильске, Новосибирске, Сыктывкаре, Надыме и др. в течение 21?23 лет. Лабораторные испытания показали, что долговечность армогидробугилов, армокровлелонов составляет более 30 лет [7].

Кровельные материалы на основе отечественного СКЭПТ были разработаны в 1988?1992 гг. в лаборатории полимерных кровельных материалов института ВНИИстройполимер, а с 1993 г. в НПК ?Гидрол-Руфинг? - Элон, Элон-1, Элон-У, Элон-Н и др. Их прогнозируемая долговечность более 30 лет. Фактическая долговечность кровель из Элонов на данный момент составляет уже более 10 лет.

Обследование выполненных НПК ?Гидрол-Руфинг? кровель из Элона, эксплуатирующихся в течение 9 лет, в том числе в условиях постоянно действующей химической агрессии на складе аммиачной селитры комбината минеральных удобрений ОАО ?Дорогобуж? (площадь кровли 5 тыс. м2) показало, что за истекший период кровли превосходно выполняют свои функции (рис. 1). За этот промежуток времени битумно-полимерные кровли в подобных условиях уже дважды ремонтировались (большой уклон, химагрессия, большие ветровые нагрузки на высоте более 25 м).

Разовые финансовые затраты на устройство однослойной кровли из Элона ниже, чем для битумно-полимерной кровли.

Композиционные составы кровельных и гидроизоляционных материалов Кровлелон, разработанные и внедренные в строительство НПК ?Гидрол-Руфинг?, на основе термопластов и эластомеров по лабораторной оценке ЦНИИПромзданий имеют долговечность более 25 лет.

Фактическая долговечность Кровлелона ? самого молодого полимерного материала на данном этапе составляет 5 лет, однако по оценкам проектировщиков, строителей и специалистов эксплуатирующих организаций, у него хорошие перспективы. Кровлелон обладает уникальной огнестойкостью (группа горючести Г-1), является атмосферо-, химо-, биостойким материалом. Он имеет высокие физико-механические характеристики: прочность более 12 МПа, относительное удлинение 160?200% , усадку не более 0,4%, эстетичный внешний вид (рис. 2), он технологичен при укладке. Надежность кровли и гидроизоляции в эксплуатации обеспечивается возможностью сваривать Кровлелон горячим воздухом. Комплекс испытаний, проведенных в институтах ВНИИстройполимер, МГУ, ЦНИИПромзданий, МНИИТЭП, ЦНИИ транспортного строительства, подтвердили высокие характеристики Кровлелона. Особенно эффективен Кровлелон для:

? эксплуатируемых кровель;

? кровель с растительным слоем;

? подземной гидроизоляции.

Высокая биостойкость Кровлелона и стойкость к агрессии грунтовых вод позволили НПК ?Гидрол-Руфинг? выиграть тендер на устройство подземной гидроизоляции главного коллектора по ул. Новый Арбат (Москва). Работы выполнялись круглогодично, причем основной их объем ? в зимний период.

При ремонте кровли Государственного Кремлевского Дворца было выдвинуто требование ? долговечность кровли должна составить не менее 30 лет. Специалистами НПК?Гидрол-Руфинг? предложено использовать Кровлелон с защитным окрасочным покрытием, и совместно с ЦНИИПромзданий разработаны узлы примыканий и сопряжений кровли. При устройстве полимерной кровли были применены установки для сварки Кровлелона фирмы ?Ляйстер? и установка ?Луч? для подготовки основания кровли (разработчик ЦНИИОМТП). Кровля площадью 7,5 тыс. м2 была выполнена НПК ?Гидрол-Руфинг? за четыре недели и успешно сдана комиссии из Администрации Президента РФ.

Учитывая высокую надежность и долговечность отечественных полимерных кровельных материалов, а также многолетний опыт устройства кровель, НПК ?Гидрол-Руфинг? разработана и внедрена программа ремонта и последующего долгосрочного гарантийного обслуживания полимерных кровель. Программа построена по принципу плановых мероприятий, состоящих из нескольких этапов, включающих устройство или ремонт кровель, гарантийное и сервисное послегарантийное обслуживание кровель.

Компания обладает достаточным опытом (свыше 30 лет работы) устройства кровель, высокой квалификацией персонала, надежными материалами и техническими средствами для решения проблем долговечности кровли.

Подтверждением сказанного выше являются сотни кровель, успешно эксплуатируемых в различных регионах России, а также в Монголии, Китае и странах СНГ в течение 20?30 лет. При нашем участии и с использованием разработанных НПК ?Гидрол-Руфинг? материалов выполнены такие уникальные здания и сооружения, как:

? кровля объединения ?Трактор-экспорт?, г. Дархан, Монголия (1980 г.);

? эксплуатируемая кровля торгово-развлекательного комплекса ?Охотный ряд?;

? эксплуатируемая кровля нового офисного комплекса Министерства иностранных дел РФ;

? подземная наружная и внутренняя гидроизоляция центрального ядра ММДЦ ?Москва-Сити?;

? кровля нового здания Конституционного суда РФ;

? подземная гидроизоляция сооружения слоновник и цветная кровля зоопитомника Московского зоопарка;

? кровля демонстрационного зала объединения ?Станкоимпорт?;

? кровли зданий и сооружений ОАО ?Севмаш?, г. Северодвинск (1967-1982 и 2003 гг.).