Рулонные полимерные кровельные материалы: Проблемы определения долговечности

Как только проектировщики сталкиваются с выбором конструкции плоской кровли, здравый смысл уступает место привычке, и в проект вносятся устаревшие по своей сути материалы, заложенные в СНиП II-26-76 «Кровли. Нормы проектирования» и в СНиП 3.04.01-87 «Изоляционные и отделочные покрытия». Данные нормативные документы фиксируют лишь многолетний опыт применения битумных мягких кровельных материалов.

Ежедневно инженеры-проектировщики в своей профессиональной деятельности сталкиваются с необходимостью сделать оптимальный выбор конструкции, который 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, на смену здравому смыслу приходит лишь долголетний опыт применения битумных мягких кровельных материалов.

Печальный опыт применения материалов на картонной основе показал, что четырех- и даже пятислойные кровли текут через 2–3 года, и увеличение числа слоев при ремонте не ведет к повышению их надежности. Внедрение в практику строительства битумно-полимерных материалов на синтетической основе или на стеклоткани позволило уменьшить количество слоев, но не изменило сути технологии. Соответственно сохранился и прежний подход к разработке нормативных документов по конструкциям мягких кровель.

За рубежом, а теперь и в России активно применяются рулонные полимерные кровельные и гидроизоляционные материалы (ПКГМ): EPDM-, ПВХ- и ТПО-мембраны с высокими физико-механическими, эксплуатационными и технологическими свойствами. Появление на рынке кровельных материалов импортных и отечественных однослойных ПКГМ и тенденция к увеличению их использования нашли отражение в действующей нормативной базе, но внесли дополнительные трудности при выборе типа кровельного материала и конструкции кровельного ковра.

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 невулканизированных материалов, но о том, как проконтролировать степень вулканизации, даже не упомянуто, а одна из новых редакций СНиП (которая была разработана незадолго перед началом работ по созданию технических регламентов, но так и не утверждена) при определении конструкции кровли из эластомерных материалов предлагала к применению оба вида вообще, не учитывая, какой материал применяется – сырой или вулканизированный, а лишь директивно устанавливая 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 0⁰С на брусе c R = 25 мм, через три строки этот же документ запрещает применение эластомерных материалов с гибкостью при –39⁰С на брусе с R = 5 мм. Комментарии, как говорится, излишни!

Определение долговечности ПКГМ

Отдельного обсуждения требует и такой показатель кровельных материалов, как долговечность. По утвержденной Росстроем России методике ускоренных климатических испытаний битуминозных материалов, их долговечность определяется временем достижения материалом состояния, при котором при испытании на гибкость на брусе (R = 25 мм) наличие трещин будет наблюдаться при +5…+10⁰С. Даже у самых лучших битумно-полимерных материалов этот показатель не превышает 15–20 лет, тогда как у кровельных мембран на основе EPDM он приближается к бесконечности. Не уступают им и ТПО-мембраны. Тогда на свет появилась утвержденная Росстроем России новая методика – по испытанию полимерных кровельных материалов. В ней за критерий долговечности принято время, за которое они достигнут состояния относительного удлинения, равного 50–100%.

Возникает парадоксальная ситуация: давая заключения о долговечности в 20–25 лет для полимерных кровельных материалов, методика искусственно ограничивает срок их службы. Хотя относительное удлинение материалов полимерных на порядок превышает показатели битумных, 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 для вузов по неорганической химии можно найти графики старения резин, которые далеко не прямолинейные и очень резко отличаются друг от друга в зависимости от применяемого полимера.

Действующая методика меряет одним «прямолинейным» аршином любые кровельные материалы без учета природы используемого полимера. 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.

В то же время в действующем ГОСТ 9.713-86 «Резины. Метод прогнозирования изменения свойств при термическом старении» предлагается оптимальное решение, учитывающее старение полимеров.

В результате такого избирательного подхода к методикам испытаний невозможно объективно сравнить качества различных групп материалов. 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?».

Существующая 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.

На наш взгляд, прежде всего необходимо сформулировать термины, единые для всех кровельных материалов:
1. Кровельное или гидроизоляционное покрытие – это конструкция (совокупность материалов и комплектующих элементов), выполняющая функцию защиты зданий и сооружений от атмосферных воздействий и проникновения воды в любых агрегатных состояниях в конструктивные элементы зданий и сооружений (или утечки из них), учитывающая природные и техногенные нагрузки, воздействия и деформации, возникающие при эксплуатации зданий и сооружений.

2. Физико-механические показатели и иные свойства мягких кровельных и гидроизоляционных материалов – свойства материалов, обеспечивающие безопасные условия при производстве, хранении, транспортировании, применении материалов и эксплуатации зданий и сооружений.

3. Минимально допустимые физико-механические показатели и иные свойства мягких кровельных и гидроизоляционных материалов – значения показателей и свойств материалов, при которых не обеспечивается безопасность эксплуатации зданий и сооружений или безопасность людей, находящихся в зданиях и сооружениях, при достижении которых требуется ремонт с заменой материалов.

4. Максимальная температура эксплуатации – среднестатистическая температура нагрева кровельного материала черного цвета при прямом солнечном нагреве в самый жаркий период с 12 до 16 ч, при угле солнечного облучения 90⁰ в полдень (зависит от широты расположения объекта).

5. Долговечность – время достижения материалами с момента выпуска или устройства кровельного или гидроизоляционного покрытия хотя бы одного из минимально допустимых физико-механических показателей или иных свойств при стандартных атмосферных и эксплуатационных воздействиях.

Общие требования к мягким кровельным и гидроизоляционным материалам предлагается сформулировать в следующей редакции:
1. Мягкие кровельные и гидроизоляционные материалы, выпускаемые в обращение на территории Российской Федерации, при использовании по назначению и при использовании, которое можно разумно предвидеть в течение срока годности, не должны причинять вреда жизни и здоровью человека.

2. Безопасность мягких кровельных и гидроизоляционных материалов обеспечивается совокупностью требований, отраженных в табл. 1. При необходимости номенклатура показателей может быть дополнена изготовителем другими показателями по согласованию с потребителем продукции и отражена в нормативной документации на конкретный материал.

3. Физико-механические и иные свойства мягких кровельных и гидроизоляционных материалов должны определяться с учетом конструктивных и технологических решений, разработанных для типовых или специальных конструкций и технологий, предусмотренных проектом по методикам в соответствии с действующими нормативами.

Таблица 1. Показатели качества мягких рулонных, мастичных и штучных кровельных и гидроизоляционных материалов

При этом обязательно должны учитываться состав кровельного и гидроизоляционного покрытия (количество слоев и материал каждого слоя), а также технологические воздействия на каждый слой (оплавление открытым пламенем, обработка клеевыми составами при приклеивании, потеря посыпки при разматывании рулонов, перфорация при механическом креплении и т.п.), т.е. испытываться должен полностью гидроизоляционный слой в соответствии с проектом и с учетом технологических воздействий.

Таблица 2. Минимально допустимые физико-механические показатели и иные свойства мягких кровельных и гидроизоляционных материалов и конструкций из них.

В табл. 2 приведены предлагаемы нами минимально допустимые показатели, но это не говорит о том, что это истина в последней инстанции. Если у читателей есть обоснование других показателей или их конкретных значений, мы готовы к обсуждению этих вопросов.

Следующей, и самой главной, отправной точкой является изменение свойств материалов во времени. Только имея эти объективные данные, можно говорить о долговечности мягких кровельных материалов.

Законы изменения свойств материалов во времени под воздействием атмосферных воздействий должны быть научно обоснованы и подтверждены результатами реальных и ускоренных климатических испытаний. Еще раз обращаем внимание на экстраполяцию данных ускоренных климатических испытаний – она должна объективно отражать картину изменения свойств материалов во времени.

Вместо заключения

Только объективный, научно обоснованный и экономически целесообразный подход и должен быть заложен в основу разрабатываемого сегодня проекта технического регламента на кровельные материалы. Его разработчики, 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.

Выстроив систему оценки свойств различных по своей природе мягких кровельных материалов через показатель долговечности, мы дадим широкому кругу специалистов новый инструмент, наиболее объективно отражающий свойства кровельных материалов.

Было бы целесообразным выделить в составе нового техрегламента 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.

Необходимо привлечь к разработке нормативной документации разработчиков и производителей современных ПКГМ, строительные фирмы, которые имеют опыт работы с этими материалами. Информация о новых ПКГМ еще мало доступна отечественным проектировщикам, строителям и работникам эксплуатирующих организаций, а тем более чиновникам, от которых зависит принятие принципиальных решений.

Одним из аргументов перехода на долговечные кровельные 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 Росстрой 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.

В.В. Полозюк,
директор ЗАО «ПОЛИКРОМ»