Примерно 2/3 от всех применяемых в кровлях полимерных материалов составляют именно ПВХ-материалы. ПВХ-мембраны (поливинилхлорид) выпускаются с 1962 г. ПВХ-мембраны, как правило, состоят из трех основных компонентов, которые вместе составляют прочный, гомогенный материал. Верхний компонент – пластифицированный PВХ (может быть разного цвета, с текстурированной поверхностью). В него включаются стабилизаторы и добавки, которые делают мембрану стойкой к высоким и низким температурам, УФ-излучению и придают ей противопожарные свойства. Армирующий слой мембраны для механического крепления представляет собой ткань из полиэфирной нити специального плетения, для балластных кровель – стеклоткань. Армирование обеспечивает максимальную прочность мембраны. Нижний слой состоит из PVC-компонента темно-серого цвета (естественный цвет смеси) и, как правило, нестабилизирован против УФ. На кровлях обычно применяют армированную мембрану толщиной 1,2 или 1,5 мм. Выпускают также мембраны толщиной 1,8; 2,0; 2,4 мм. Детали примыканий, усилений, накладок и т.д. изготавливают из неармированной мембраны толщиной 1,5–2,0 мм.
ТПО-мембраны (термопластичные полиолефины) – это следующий шаг после ПВХ-мембран. Этот материал разработан и производится в США и Protan Западной Европе с 1990 г., в России используется с 1998 г. Материал более прочен, стоек к агрессивным средам, изготавливается на основе полипропилена или полиэтилена. ТПО- мембрана может выпускаться армированной и неармированной. ЭПДМ-мембраны (этилен- пропилен-диен-мономер, композиции на основе искусственных каучуков) – можно сказать, родоначальники полимерных кровельных материалов. Первые кровли с их использованием (в США и Канаде), эксплуатируются уже более 40 лет. В России ЭПДМ- мембраны известен с 1980 г. Ширина рулонов – от 3 до 15 м, длина – от 15 до 61 м. Производятся также армированные ЭПДМ-мембраны. Они более прочные, но менее эластичные.
Основное преимущество таких кровельных гидроизоляционных систем в том, что при ремонте кровли ЭПДМ- мембраны могут укладываться поверх старого битумсодержащего покрытия, снижая трудоемкость подготовительных работ. Низкая востребованность ЭПДМ-мембран обусловлена высокой стоимостью (высокая стоимость исходного сырья – ЭПДМ-каучука) по сравнению с материалами из ПВХ и ТПО и более сложной технологией монтажа и ремонта.
Различия в свойствах полимерных мембран во многом обусловлены технологией их производства. Экструдирование – основной способ производства ТПО-мембран. В процессе экструдирования подготовленная расплавленная густая масса выдавливается сквозь узкую фильеру заданной толщины. Масса в фильере формуется. За этим следует охлаждение в вальцах, и, собственно, на этом процесс производства заканчивается.
Каландрирование – способ производства ПВХ-мембран. В процессе подготовки к продавливанию компоненты проходят многоступенчатое перемешивание. Потом густая масса продавливается между четырех вальцов (два вертикальных и два горизонтальных), которые вращаются с разной угловой скоростью, масса между ними раскатывается и перетирается. Результатом процесса являются вытягивание материала и калибровка поверхности. За счет сжимания из материала удаляются пузырьки воздуха. Края мембраны всегда обрезаются, поскольку свойства материала на краях отличаются от его свойств в середине рулона.
Намазной способ заключается в том, что сырьевой материал в жидком виде наливается на армирующий слой (с обеих сторон), и после застывания толщина пленки калибруется. Способ обеспечивает лучшую пропитку материала, меньшее количество пузырьков воздуха, что влияет на водопоглощение материала. Такие мембраны обладают меньшей температурной и временной усадкой по сравнению с мембранами, изготовленными другими способами.
Основная разница между мембранами разных производителей – в составе сырья для производства. Например, в нем может меняться процент содержания поливинилхлорида, могут применяться разные пластификаторы, которые определяют пластичность материала, разные типы стабилизаторов, определяющих устойчивость к ультрафиолету, агрессивным воздействиям среды. Различным может быть состав и количество антипиренов (противопожарных добавок).
В производстве мембран применяют фунгициды (антибактериальные и противогрибковые добавки), их наличие зависит от того, где мембрана будет эксплуатироваться, насколько эта часть кровли недоступна для прямого солнечного света и какова предполагаемая влажность. Скажем, в инверсионных кровлях, где создаются идеальные условия для появления грибков и бактерий, необходимо использовать мембраны с повышенным содержанием фунгицидов.
Подбирая состав и процентное соотношение компонентов, можно менять свойства материала в достаточно широких пределах. Но тут есть и свои нюансы. Пластификатор, придавая мембране гибкость, улучшая ее физико-химические показатели, одновременно ускоряет старение материала (в первую очередь материал, являющийся смесью, теряет пластификатор).
Но, даже несмотря на этот недостаток, ПВХ может служить более 40 лет. Другое дело – гарантия производителей. Разные фирмы берут на себя разные обязательства. Более осторожные компании ограничиваются гарантией на материал в 10 лет, другие дают 15–20 лет, несмотря на то, что в России пока мало объектов, на которых мембраны работают в течение таких сроков: нет достаточной статистики. Надо заметить также, что гарантия дается при соблюдении обязательного условия: укладка материала должна производиться специалистами, обученными фирмой-производителем, и строго по разработанной технологии.
ПВХ-мембраны обладают самой высокой диффузией пара (или самым низким сопротивлением диффузии) по сравнению с другими рулонными кровельными материалами [ТПО- мембрана, ЭПДМ-мембраны, ЭПБ- мембраны (этилен-сополимер-битум, термопласт с содержанием битума 25–30 %), ЭВА (этилен-винилацетат), ПИБ (полиизобутилен), ХСП (хлорсульфированный полиэтилен) и т.д.]. Мембрана укладывается с использованием механического крепления к основанию кровли, и для того чтобы кровля «дышала», не нужно принимать дополнительных мер: ПВХ- мембраны сами предотвращают скопление конденсата в подкровельном пространстве. Скопление конденсата – признак ошибок в использовании утепления.
Группа горючести ПВХ-мембран может достигать Г2 или даже Г1, что делает возможным их применение на кровлях с большими площадями без противопожарных рассечек брандмауэров (согласно Приложению 8 СНиП II-26–76 кровельный материал группой горючести Г2 может монтироваться на основание НГ или Г1 без ограничения по площади).
Группа распространения пламени для ПВХ-мембран достигает показателей РП1. При пожаре происходит самозатухание полимерной мембраны за счет сбалансированного применения высококачественных антипиренов в составе ПВХ-мембраны, пламя не распространяется по всей кровле. Стандартные показатели воспламеняемости для ПВХ-мембран – В-1 и В-2.
ПВХ-мембраны имеют высокие технические характеристики, механическую прочность и эластичность в широком диапазоне температур. Например, гибкость ПВХ-мембран на брусе 5 мм может достигать -30Е-45 °C, ТПО – до -63 °C. Материалы сохраняют гибкость и эластичность при низких температурах, стойкость к отрицательным температурам и возможность работы с ПВХ-мембраной на морозе. Такие показатели достигаются благодаря применению в производстве высококачественных пластификаторов. Предел прочности – одно из важнейших свойств полимерной мембраны, от него зависит способность кровли выдерживать перепады температуры, ветровые нагрузки и деформации здания. Высокая прочность на разрыв необходима в механически закрепленных кровельных системах. Предел прочности при растяжении у ПВХ-мембран обычно составляет не менее 1100 Н на полосе 50 мм, при относительном удлинении не менее 15 %.
ЭПДМ-мембрана также обладает высокой эластичностью, и в зависимости от того, армирована она или нет, ее относительное удлинение составляет до 1500 %. Кроме того, мембранные кровельные материалы армированы полиэфирной сеткой, что обеспечивает их прочность.
Мембраны устойчивы к воздействию ультрафиолета, атмосферных загрязнений и имеют отличное сопротивление агрессивной среде. Опыт применения ПВХ-мембран на кровлях промышленных зданий доказал химическую стойкость к оксидантам, углекислотам, промышленным газам, кислотным дождям, промышленной пыли, в концентрациях, не превышающих предельно допустимых норм. В состав кровельной ПВХ- мембраны входят высококачественные стабилизаторы, без содержания свинца, что делает ее устойчивой к воздействию УФ-лучей. В средних и южных широтах кровля светлых тонов не нагревается до высоких температур в жаркое время года, соответственно, температура в здании становится комфортной.
Мембраны имеют малый вес: всего 1,3–2,0 кг/кв. м. Материал не создает дополнительные нагрузки на конструкции здания, снижает затраты на такелаж и транспортировку. Существует несколько способов крепления мембран в зависимости от назначения кровли; материалы могут выпускаться отдельно для механического, отдельно для балластного и отдельно для клеевого крепления, или подходящие для различных способов.
ЭПДМ-мембраны имеют клеевой шов (выполняется с помощью специальной двухсторонней самоклеющейся ленты), ПВХ и ТПО – сварной. Клеевой шов менее надежен, чем сварной, при этом требует использования специальных клеевых составов, праймеров и т.д. При сваривании рулонов между собой происходит их соединение до монолитного состояния. Прочность сварного шва выше прочности самого материала, так как имеет практически двойную толщину. Мембраны могут укладываться без приклейки к основанию (чаще всего фиксируются механически или балластом), в этом случае нет необходимости обеспечивать адгезию – можно вести монтаж по сырому основанию и в неблагоприятных погодных условиях.
Площадь материала в рулоне также значительно больше, чем у битумсодержащих материалов, и может достигать 50–55 кв. м для ТПО и ПВХ- мембран и 900 кв. м для ЭПДМ- мембран. За счет этого уменьшается количество швов, увеличиваются надежность и скорость выполнения работ. За одну рабочую смену бригада из трех человек, как показывает практика, может уложить до 1000 кв. м кровельного «пирога» на больших плоских площадях. При этом исключено применение открытого огня. Автоматизация укладки с помощью сварочных машин дает гарантированно стабильный качественный и эстетичный результат и обеспечивает высокую скорость укладки.
Монтаж может производиться круглогодично, качество работ практически не зависит от температуры окружающего воздуха. Работая с ПВХ-мембранами при температуре около -20 °С, надо соблюдать основное условие: после выноса материала из теплого помещения на открытый воздух его надо раскатать и дать ему время остыть. Только после этого можно начинать укладку (крепление и сварку).
Технология монтажа кровель с применением ПВХ-мембран допускает укладку без устройства разуклонки из цементно-песчаной стяжки для верхнего гидроизоляционного слоя, что снижает нагрузки на здание, уменьшает стоимость устройства кровли, а также упрощает процесс строительства в целом.
Существуют некоторые особенности монтажа ПВХ-мембран, учитывая которые можно сделать любую кровлю экономичней и эффективней в эксплуатации:
при монтаже мембраны непосредственно на цементно-песчаную стяжку необходимо предусмотреть защитный слой из геотекстиля плотностью не менее 300 г/кв. м;
при монтаже мембраны на битумные материалы (например, при ремонте кровли) необходимо предусмотреть разделительный слой из геотекстиля плотностью не менее 300 г/кв. м;
при монтаже мембраны на плиты из пенополистирола и пенополиуретана, а также другие поверхности необходимо предусмотреть разделительный слой из геотекстиля (плотностью от 180 г/кв. м) или стеклохолста (плотностью от 120 г/кв. м).
После укладки мембранные материалы не требуют никакого специального обслуживания, пригодны для ремонта даже после многих лет эксплуатации (кроме ХСП). При возникновении механических повреждений от постороннего воздействия или реконструкции ремонт заключается в установке заплат, лишь немного превышающих место повреждения.
Здесь можно говорить о возможности вторичной переработки и утилизации отходов и старых кровельных мембранных покрытий. Кроме того, мембранные кровли не нуждаются в использовании pacтвopитeлeй или cвязующиx вeщecтв и могут иметь cпeциaльнo oбpaбoтaнную шepoxoвaтую пoвepxнocть, которая препятствует cкoльжeнию.
К достоинствам мембран можно отнести и то, что их укладка не ограничена углом наклона основания, они подходят для монтажа как плоских, так и скатных кровель.
