Устройство различных типов кровли. Капитальный и текущий ремонт кровли. Проверенная технология утепления пенобетоном.
Технология
Пенобетона объемным весом 300/350 кг./м 3 .
при устройстве и ремонте кровель
Крыша – это, пожалуй, самое уязвимое место наших строений. Традиционные кровли могут разрушаться уже через год-два с момента их укладки. Особенно интенсивно разрушение идет летом, когда под воздействием солнечных лучей из влажного утеплителя испаряется вода и создается избыточное давление под гидроизоляционным слоем. И это, в конечном счете, приводит к отслоению кровли от основания.
Как уберечь себя и здание от прохудившихся крыш. Это возможно с помощью пенобетона. Сегодня предъявляются довольно жесткие требования к теплозащитным свойствам ограждающих конструкций. Ведь они должны сберегать максимум тепла. На это как раз рассчитаны конструктивные элементы и изделия из пенобетона.
Для ремонта старых кровель предлагается монолитный вариант устройства теплоизоляции. В зависимости от того, какую нагрузку может выдержать покрытие, работы по устройству выравнивающей стяжки (она же является и дополнительным утеплителем) объемным весом 300 — 350 кг/м3 из пенобетона могут выполняться либо по старой кровле, либо с полным или частичным снятием старой кровли и утеплителя (см рис. 1).
Монолитный пенобетон позволяет создавать необходимые уклоны к воронкам, а также создает необходимую жесткость, сильно не перегружая кровлю.
Возможны и другие варианты устройства монолитного пенобетона, например, с полным снятием старой кровли (см. рис. 2).
Мы предлагаем современный, принципиально отличный от традиционного способ устройства кровли.
Как видно из схемы, верхний кровельный ковер в обоих вариантах возможен любой — в зависимости от условий эксплуатации, желания заказчика и т.п. Принципиальное различие заключается только в «начинке» всего «пирога» — в материале пенобетон с объемным весом 250-350 кг/м 3 , =0,08 вт/м о С, который является прекрасным утеплителем, имеющим ряд преимуществ в применении, как при устройстве кровель, так и при их многолетней эксплуатации:
1. Однородность кровли, неизменность технических параметров (объемного веса, теплопроводности и т.п.)
Пояснение: кровли в традиционном варианте имеют свойство «слеживаться», сжиматься под действием снеговой нагрузки, хождения людей по крышам и т.д. При этом утеплитель в некоторых местах сжимается, его объемный вес становится больше, следовательно, теплозащитные качества уменьшаются. Кроме того, при попадании воды в тело кровли утеплитель ведет к еще более резкому падению теплозащитных свойств. Пенобетон же лишен этих недостатков, т.к. он не сжимается, следовательно, объемный вес и теплопроводность всегда постоянны, и не напитывает влагу, как утеплитель. (Пенобетон вообще не впитывает влагу, в отличие от газобетона, имеющего сквозные поры, т.к. структура пенобетона — это скрепленные между собой замкнутые).
2. Жесткость кровли, неизменность геометрических параметров — уклонов плоскостей, размеров ендов и т.д.
Пояснение: Как было сказано выше, вследствие неравномерности снеговой нагрузки, механических нагрузок (люди ходят по кровлям по определенным «накатанным» путям, а не равномерно по всей кровле), а так же вследствие неоднородности самого материала утеплителя и неравномерности толщины растворных стяжек в традиционных кровлях. Происходит образование углублений в плоскостях кровли, так называемых линз, где скапливается вода.
Крыша со временем становится «бугристой». В местах образования «линз» стяжка, как правило, нарушена, и при малейшем нарушении герметичности верхнего слоя кровельного ковра вода из линз попадают в кровлю.
В кровлях из пенобетона образование «линз» и углублений практически невозможно даже в случае постоянного нахождения людей на кровле.
Пояснение: Утеплитель в традиционных кровлях при воздействии прямого огня или попадания искр от сварки и др. горит или тлеет. Пенобетон не горюч.
Пояснение: Как показывает практика, вследствие неизменности геометрических и технических параметров кровли, срок службы кровель с применением пенобетона в качестве утеплителя неизмеримо выше, чем срок службы с традиционными утеплителями, и если приходится делать ремонт кровли — то только верхнего кровельного ковра, но не всего «пирога».
5. Выживаемость кровли.
Пояснение: В течение эксплуатации кровли на практике редко удается избежать попадания воды в тело кровли, вследствие многочисленных механических повреждений, просадок фундамента, установки нового оборудования, проводки дополнительных коммуникаций или их замены, реконструкции и т.д.
В случае попадания воды в «традиционную» кровлю утеплитель замокает и не работает как утеплитель. Пенобетон же сохраняет свои теплоизоляционные свойства, даже находясь в слое воды. т.к. не впитывает воду. (Кубик пенобетона, брошенный в воду, плавает в ней неограниченно долго).
6. Широкие возможности применения.
Пояснение: Область применения пенобетона в кровлях практически не ограничена. Это устройство новых кровель и ремонт старых, как на промышленных предприятиях, так и на жилых домах. Нет ограничений по высоте кровель, по их объему, по их назначению и т.д.
Важным преимуществом еще является то, что основанием для укладки пенобетона может служить любая «неровная», шероховатая, бугристая, поврежденная и т.д. поверхность, которую пенобетон как бы «выравнивает», а также профнастил.
Благодаря легкости пенобетона (300-350кг/м 3 ), он может применяться даже на легких перекрытиях, таких, например, как из профлиста, дерева.
Совокупность приведенных выше качеств делает пенобетон незаменимыми материалами при устройстве мягкой кровли в условиях ограниченной весовой нагрузки на несущие элементы здания.
Источник
Крыши и плоские кровли из монолитного пенобетона.
Рис. 1. Замена кровли традиционной конструкции с пенополистиролом на кровлю с монолитным пенобетоном. Пенополистирол и стяжка были демонтированы и заменены на монолитный пенобетон. Причины, по которым это было сделано, изложены в настоящем материале.
Принципиальное устройство теплоизоляции современных плоских кровель.
Рис. 2. Внешний вид традиционной современной кровли. 1 — гидроизоляционный ковер; 2 — арматурная сетка; 3 — стяжка цементная; 4 — керамзитовый гравий для создания уклонов к водосливной воронке; 5 — теплоизоляционный слой из минеральной ваты или пенополистирола.
Рис. 3. Плоская кровля с монолитным пенобетоном. 1 — Гидроизоляционный ковер; 2 — Стяжка из конструкционного пенобетона Д600; 3 — Теплоизоляционный слой и уклоны к водосливной воронке из особо легкого пенобетона Д200.
Табл.1. Сравнительное тезисное обоснование выбора конструкции плоской кровли.
Теплоизоляционные кровельные материалы
Минеральная вата
Пенопласты
Монолитный пенобетон
Вид материала
Минеральное волокно с органическим связующим (фенолоформальдегидные смолы)
Усадка в процессе эксплуатации
Уменьшаются геометрические размеры плит, кровля выходит из строя.
Поведение при нагреве
Термодеструкция органического связующего
Эксплуатационная температура до 400 град.
Прочность при сжатии
Прочности при сжатии нет, есть нагрузка при 10% деформации. Такой показатель не отвечает реальной работе.
Достаточная прочность -от 0,3 МПа (в 10 раз выше, чем у минваты и пенопласта.)
Водопоглощение
Выше чем у пенопласта, но значительно ниже, чем у ват. Намокает только наружный слой пенобетона толщиной до 10 мм. Пенобетон «самовысыхает» с течением времени за счет гидратации цемента.
Горючесть
Горит полимерное связующее минеральной вата
Горюч, горит с выделением ядовитых газов
Абсолютно не горюч.
Конструкция кровельного пирога
Конструкция кровли однородная: теплоизоляция, уклоны и стяжка выполнены из одного материала.
Особенности устройства кровли
Трудоемкий процесс подрезки плит материала в местах примыканий к парапетам , коммуникациям и пр. В местах стыков плит возможны мостики холода.
Нетрудоемкая заливка любых рельефов. Мест стыков плит нет.
Долговечность кровли
В процессе эксплуатации идет деструкция пеноплостирола и фенолоформальдегидного связующего минеральных ват.
В процессе эксплуатации пенобетон увеличивает свою прочность.
Нагрузка на здание
Высокая с учетом материалов для создания уклонов и стяжки
Низкая, так все элементы кровли выполнены из легкого пенобетона
Дефекты кровельного ковра
Под гидроизоляционным ковром создается избыточное давление с созданием воздушных пузырей.
Избыточное давление распределяется внутри порового пространства пенобетона, без образования пузырей.
Усадка при эксплуатации.
Пенопласты и минеральные ваты при эксплуатации, особенно под нагрузкой от вышележащих слоев кровли уменьшаются в размерах. При этом кровельный «пирог» сползает вниз, отрывая гидроизоляцию от парапетов.
Рис. 4. Традиционная кровля с теплоизоляцией из минеральной ваты или пенополистирола в течение 2 лет после устройства.
1 — гидроизоляционный ковер; 2 — арматурная сетка; 3 — стяжка цементная; 4 — керамзитовый гравий для создания уклонов к водосливной воронке; 5 — теплоизоляционный слой из минеральной ваты или пенополистирола.
Рис.5. Та же кровля после 3-5 лет эксплуатации. Показано повреждение гидроизоляции на стыке с парапетом из-за проседания теплоизоляционного слоя.
1 — слой минеральной ваты или пенополистирола после усадки в процессе эксплуатации в течение 1-3 лет.
Кроме того, вследствие неравномерности снеговой нагрузки, механических нагрузок (люди ходят по кровлям по определенным путям, а не равномерно по всей кровле), вследствие неоднородности самого материала утеплителя и неравномерности толщины растворных стяжек в традиционных кровлях происходит образование углублений в плоскостях кровли, так называемых линз, где скапливается вода. Крыша со временем становится «бугристой». В местах образования «линз» стяжка, как правило, нарушена, и при малейшем нарушении герметичности верхнего слоя кровельного ковра вода из линз попадают в кровлю. В кровлях из пенобетона образование «линз» и углублений невозможно даже в случае постоянного нахождения людей на кровле, так как пенобетон жесткий и прочный материал.
Прочность при сжатии
Минеральные ваты и пенопласты, в том числе экструзионные не обладают прочностью при сжатии. Они характеризуются значениями нагрузки при деформации. Этот показатель дает нам значение прочности, которое показывает уплотненный на 10% материал. Т.е. в несжатом состоянии ни минеральная вата, ни пенопласты не в состоянии сопротивляться нагрузке.
Прочность при 10% деформации минеральной ваты плотностью 100-150 кг/м 3 и экструзионного пенопласта не превышает 300 кПа (0.3 МПа). Прочность пенобетона плотностью 200 кг/м 3 начинается от 0,3 МПа (300 кПа). Т.е. пенобетон выдерживает такую же нагрузку , как минеральная вата или экструзионный пенопласт при сдавливании ее на 10%. Но при такой нагрузке пенобетон НЕ деформируется.
Водопоглощение пенобетона.
Большинство теплоизоляционных материалов применяемых на кровлях имеет большое водопоглощение. 60% теплоизоляционных кровельных материалов представлено различными видами минеральных ват, реальное водопоглощение которых составляет до 70% по объему (1500 % по массе). Данная цифра превышает водопоглощение пенобетона на один, и даже два порядка.
Государственные стандарты не нормируют водопоглощение минеральных ват, так как подразумевается, что работать этот материал должен только в условиях полного отсутствия возможностей поглощать воду. Естественно, что на практике, в условиях реальной стройплощадки это невозможно – как период производства работ, так и при эксплуатации. Также практика показывает, что замокшую минеральную вату высушить практически невозможно, особенно в условиях нижнего слоя кровельного пирога, которому нельзя устроить проветривание.
Немного лучше обстоят дела с поглощением воды у полимерных вспененных пластмасс, включая максимально достижимое на сегодня качество экструзионного пенополистирола. Несмотря на низкие «бумажные цифры» по поглощению воды пенопластами, мы забываем о том, что сверху пенопласта находится материал для создания кровельных уклонов. В большинстве случаев это самый дешевый насыпной материал – керамзит, сверху которого выполнена цементная стяжка, либо смонтированы листовые материалы (асбоцементный лист, цементно-стружечная плита и пр.) Кстати говоря, ровно такую же конструкцию кровли делают и по плитам минеральной ваты. Но в этом случае это не так важно, в связи с и без того огромным водопоглощением минеральных ват.
Слой насыпного керамзита имеет толщину от 50 до 400 мм и представляет собой полость под стяжкой, которая может впитать от 25 до 200 литров воды на квадратный метр! Причем в случае протечки через стяжку, протечка внутрь здания может находиться от нее на расстоянии десятков метров, находя себе свободный путь в слое керамзита. Обнаружить повреждение гидроизоляции кровли крайне затруднительно. (см. рис. 5.)
Совсем иначе ведет себя кровля с монолитным пенобетоном. Особо легкий пенобетон полностью закрыт от протечек воды слоем конструкционного «стяжечного» пенобетона, который впитывает воды на глубину около 10 мм. В случае повреждения гидроизоляции массив пенобетона способен остановить продвижение влаги вглубь кровли. Также следует отметить замечательный факт самовысыхания пенобетона – попавшая внутрь массива пенобетона вода используется цементной матрицей материала для продолжения реакций гидратации, идущих с химическим связыванием свободной влаги. Реакция гидратации уплотняет структуру пенобетона и останавливает дальнейшее продвижение влаги. В случае серьезных повреждений кровельного ковра, кровля замокает локально – только в месте повреждения, а не под всей поверхностью стяжки, как при использовании керамзита для создания уклонов над пенопластом и минеральной ватой.
Рис. 5. Протечка воды в традиционную кровлю. Через поврежденную гидроизоляцию вода заполняет собой слой керамзитового гравия и пустоты под слоем теплоизоляцией. Затем через несплошности в основании кровли вода попадает внутрь помещения.
1 — повреждение слоя гидроизоляционного ковра; 2 — слой воды над теплоизоляцией; 3 -слой воды под теплоизоляцией.
Рис. 6. Протечка воды в пенобетонной кровле через гидроизоляцию локализуется в месте проникновения.
Пенопласты прекрасно горят – благодаря многочисленным пожарам об этом знают самые далекие от строительной индустрии граждане. Горение пенопластов сопровождается выделением ядовитых газов, что впрочем, происходит не только при горении, но и при самом незначительном повышении температуры. Одна капля сварки при выполнении молниезащиты на кровле, и пожар более чем вероятен, еще на период строительства здания.
Минеральные ваты не горят, но тлеют. Тление обеспечивается фенолоформальдегидным связующим. Естественно, что при горении также ничего хорошего в атмосферу не выделятся.
Пенобетон – это вспененный камень, а камни не горят. Наоборот, пенобетон может использоваться как защита от огня, например металлоконструкций.
Конструкция кровельного пирога.
Конструкция современной плоской кровли складывается из нескольких элементов. Как мы уже описывали в разделе «водопоглощение» это три слоя:
— слой теплоизоляции (минвата или пенопласт);
— слой, образующий уклоны кровли к водосливным воронкам (керамзитовый гравий);
— стяжка (цементно-песчаный раствор с арматурной сеткой или листовые материалы).
В случае использования монолитного пенобетона слой теплоизоляции и уклонообразующий слой выполняются из монолитного особо легкого пенобетона плотностью от 200 кг/м 3 , что значительно увеличивает теплозащиту кровли. Стяжка поверх этого слоя также устраивается из пенобетона, только более прочного и плотного, плотностью от 500 кг/м 3 .
Естественно, что однородные материалы благодаря сродству работают лучше как в теплотехническом, так и в конструкционном смысле. На кровле нет провалов, отслоений, пузырей и иных дефектов, столь частых для традиционных кровель.
Особенности устройства кровли
При выполнении слоя теплоизоляции из плитного материала всегда возникают трудности при выполнении теплоизоляции сложных архитектурных элементов на кровле, в местах прохождения коммуникаций (электропроводка, вентиляция, канализация и пр.), местах для монтажа оборудования зданий на кровле (кондиционеры и пр.). Точная прирезка плит трудоемка и практически сложно контролируется. Как правило, все эти места в будущем будут иметь проблемы с промерзанием и промоканием.
Монолитный пенобетон заполняет все пустоты кровли, образую сплошную теплую оболочку здания, омоноличивая кровлю. Вышеописанных проблем традиционных кровель не возникает по определению.
Долговечность кровли
И пенополистирол, и минеральная вата (имеющая в своем составе полимерное связующее) как и любой иной полимерный материал в процессе эксплуатации подвержен деструкции. Особенно в условиях экстремальных кровельных условий связанных с перегревом и зачастую увлажнением.
Сотни книг и статей говорят нам о том, что любой полимер имеет ограниченный срок службы. Особенно это касается теплоизоляционных полимеров.
Пенобетон же, как и любой бетон в процессе эксплуатации только набирает прочность. Наши собственные исследования показывают, что пенобетон, имеющий в возрасте 28 суток прочность 0,3 МПа через год эксплуатации упрочниться до 0,5 – 0,7 МПа. Напомним, что упрочнение идет при связывании свободной влаги в материале за счет чего происходит самовысыхание пенобетона, даже в герметичных условиях.
Нагрузка на здание
Кровли из монолитного пенобетона легче традиционных кровель, что в некоторых случаях делает их устройство безальтернативной возможностью, особенно при ведении реконструкционных работ.
Табл.2. Вес традиционной кровли, утепленной пенополистиролом.
