Технические характеристики кровельных материалов можно условно разбить на две группы: специальные показатели ― важные, в основном, только для < узких > специалистов, и те, на которые должен обращать внимание потребитель при выборе материалов (потребительские характеристики).

Номенклатура технических показателей, характеризующая рулонные кровельные материалы, содержится в ГОСТе 30547-97, а мастики ― в ГОСТе 4.222-83

Приведем показатели (по ГОСТ 30547-97 и ГОСТ 4.222-83), наиболее важные для потребителя. К ним относятся:

• теплостойкость (°С);
• гибкость на брусе определенного радиуса (°С);
• разрывная сила при растяжении образца шириной 5 см (Н) (только для рулонных материалов).

Для мастик (кроме вышеперечисленных показателей) также важны следующие характеристики:

• предел прочности при разрыве, Па (кг/см²);
• адгезия к основанию, Па (кгс/см²)
• время отвердения (жизнеспособность), час;
• содержание сухого остатка, %.

Выбор материала целесообразно начать с характеристик, отражающих его теплостойкость, особенно на крышах со значительным уклоном.

Следующим шагом является анализ его механических свойств. В первую очередь, к ним относятсяпрочность и эластичность (способность к обратимым деформациям и растяжениям). Механические свойства материалов характеризует и такой важный показатель, как гибкость.

Для мастик, одной из важнейших характеристик является показатель содержание сухого остатка.

Следует также обратить внимание на важнейшую (после стоимости) для потребителя характеристику материала ― долговечность.

Теплостойкость ― это способность материала сохранять форму при определенной температуре. Образец из битумных материалов, расположенный вертикально, считают выдержавшим испытание на теплостойкость, если на его поверхности отсутствуют вздутия и следы перемещения покровного состава.

Показатель теплостойкости определяет климатический район применения материала.

По ГОСТу 30547-97 битумные и битумно-полимерные материалы должны быть теплостойкими при испытании в условиях, приведенных в Таблице.

Обратите внимание, что ГОСТом регламентируются минимальные значения теплостойкости материалов. В действительности же качественные АПП модифицированные битумно-полимерные материалы имеют теплостойкость около 120°С, а некоторые до 140°С, СБС модифицированные ― около 90°С.

Прочность и эластичность

Оценивать прочность и эластичность мягких материалов в первую очередь необходимо при анализе их механических свойств. Прочность на разрыв оценивается по усилию, необходимому для разрыва полоски материала шириной 5 см (для битумных материалов) или в кг/см2 ― для полимерных. Эластичность ― это способность материала к обратимым деформациям и растяжениям.

В идеале, желательно, чтобы материал был как можно более прочным, и при этом высокоэластичным. В действительности, соотношение между этими показателями, как правило, обратное: чем больше прочность материала, тем меньше его эластичность, и наоборот, чем материал эластичнее, тем он менее прочен.

Как в таком случае найти компромисс при выборе кровельных материалов? У специалистов, в настоящее время, нет единого мнения на это счет. Одни отдают предпочтение высокоэластичным материалам, другие считают приоритетными прочностные характеристики кровельных покрытий.

Хорошо известно, что любая конструкция крыши испытывает значительные температурные, статические и динамические деформации: сжатие, расширение, осадка, усадка, ветровая нагрузка, нагрузка на изгиб в деформационных швах и т.д. Эти деформации обычно не превышают нескольких процентов. Однако деформации в кровельных покрытиях распределяются неравномерно. Они концентрируются в наиболее слабых местах ― температурные швы, стыки зданий с разной нагрузкой на фундамент (пристроенные здания) и т.д. ― и могут достигать сотен процентов. Именно здесь часто происходят разрывы кровельного слоя.

Разрывам кровельного слоя может противостоять такое кровельное покрытие, которое способно растягиваться в пределах, превышающих возможные деформации основания.Концепция эластичной кровли как раз и основана на том, что деформации основания (температурные, усадочные и др.) должны компенсироваться эластичностью (растяжением) кровельного материала, для чего последний должен обладать достаточным относительным удлинением.

Но, как отмечалось выше, эластичная кровля (с относительным удлинением 100% и более) обладает весьма незначительными прочностными характеристиками, и поэтому она достаточно чувствительна к механическим воздействиям, возникающим при ее укладке и эксплуатации.

Концепция кровли из прочных материалов предполагает, что при деформации основания растягивающие усилия воспринимаются за счет специальных инженерных решений, позволяющих с лихвой компенсировать возможную недостаточную деформативность материалов. Соответственно, при этом надо отметить, что изготовление таких кровель требует более тщательной инженерной подготовки как проектировщиков, так и исполнителей работ.

Деформативные свойства материалов, имеющих основу, очень ограничены: относительное удлинение их находится в пределах от 2,0% (рубероид) до 40% (изопласт). При этом прочность известных основных материалов весьма высока.

Необходимо также помнить, что со временем любые материалы под воздействием атмосферного озона и ультрафиолетового излучения солнца изменяют свои свойства, в частности, теряют эластичность и прочность. При высокой температуре процессы старения идут быстрее, при низкой ― замедляются.

Технические подробности:

Старение битумных материалов определяется, в основном, двумя процессами:

• испарением легких фракций битума под действием тепла;
• химическими превращениями при воздействии кислорода в сочетании с УФ-излучением или повышенной температурой.

Старение битумно-полимерных покрытий зависит в основном от устойчивости полимеров, так как при достижении фазовой инверсии частицы битума оказываются связанными внутри полимерной матрицы, и первый процесс не играет определяющей роли. Процесс старения битума, модифицированного СБС, заключается в постепенном разрушении (при повышенной температуре и действий кислорода) двойных связей в молекуле каучука, что приводит к уменьшению эластичности материала. Битумы, модифицированные АПП, обладают еще более высокой устойчивостью к старению, так как молекулы полипропилена практически не содержат двойных связей.

Из всего выше изложенного следует, что однозначно сказать какой материал лучше, прочный или эластичный, нельзя. Сделать окончательный выбор в пользу того или другого (или их комбинации) могут только специалисты, имеющие опыт кровельных работ, хорошо знающие плюсы и минусы различных материалов, и то лишь после изучения проектной документации или конкретной крыши.

При выборе материала покрытия принимаются во внимание следующие факторы:

• материал основания и способ нанесения покрытия;
• диапазон эксплуатационных температур, вызывающих значительные деформации конструкции покрытия;
• возможность и величина деформаций, связанных с гидрогеологической и сейсмической обстановкой;
• качество изготовления конструкций и монтажа зданий, приводящее к увеличенным допускам в соединениях и стыках покрытия;
• квалификация рабочих, сочетающаяся с совершенством (или несовершенством) технологического оборудования.
• интенсивность эксплуатационных нагрузок.

Гибкость

Гибкость характеризует механические свойства мягких материалов. Она оценивается по минимальной температуре, при которой на лицевой стороне материала не появляются трещины (разрывы вяжущего слоя), отслаивания вяжущего или посыпки при загибе образца на брусе с закруглением определенного радиуса.

Чтобы правильно определить гибкость конкретного материала, следует сопоставить две величины: радиус бруса, на котором проводят испытания и температуру. Ряд фирм, в своих рекламах не указывают радиус бруса, на котором испытывался материал. Понятно, что показатель гибкости -20 0С при радиусе закругления 10 мм или 25 мм, далеко не одно и то же. При выборе материалов на это необходимо обратить самое пристальное внимание.

Новый ГОСТ 30547-97, введенный в действие 01.09.99 г., четко регламентирует, при каких условиях рулонные материалы должны выдерживать испытания на гибкость (см. Таблицу).

Показатель содержания сухого остатка

Для мастик, одной из важнейших характеристик является показатель содержания сухого остатка, т.е. количества вещества, остающегося на изолируемой поверхности после нанесения и отвердения (или высыхания) свежей жидкой мастики на растворителях (органических или водных). Показатель выражается в % массы от расхода нанесенной мастики и означает, что при малом сухом остатке увеличивается исходный расход свежей мастики для образования пленки заданной толщины.

У большинства имеющихся на рынке мастик, сухой остаток колеблется от 20 до 70%. Для образования одинаковой толщины покрытия расход мастики при показателе 70% будет почти в три раза меньше, чем при 20%. Это выгодно, как по стоимости, так и по трудоемкости. Еще большим преимуществом по расходу материала обладают полимерные мастики без растворителей, твердеющие за счет полимерных компонентов. Они образуют слой, не уменьшающийся по своей толщине после отвердения.

Показатель содержания сухого вещества в мастике очень важен еще и потому, что контролировать толщину кровельной пленки при укладке кровельного ковра практически невозможно, и только зная данный показатель, можно рассчитать необходимое количество мастики на 1м² для обеспечения заданной толщины.

Но, к сожалению, этот важнейший показатель производители часто "забывают" указывать на упаковках; применять такой материал не рекомендуется.

Долговечность

Долговечность, или срок службы материала мягкой кровли до потери им 50% величины показателей основных свойств, определяется совокупностью таких характеристик, как климатическая стойкость, химическая и биологическая стойкость, стойкость к УФ-излучению и циклам замораживание-оттаивание.

Если биологическая и химическая стойкость полимерных материалов определяет специфику области их применения, то климатическая стойкость, особенно стойкость к УФ-излучению, характеризует, в основном, долговечность материала.

Поэтому, для определения обоснованной долговечности материала необходимо проведение, по меньшей мере, лабораторных инструментальных испытаний на климатические воздействия. Однако климатические испытания требуют значительных расходов и времени, что ограничивает возможность определения долговечности самых массовых материалов. Для подтверждения заявленной долговечности конкретного материала нужно запрашивать поставщика о данных по проведенным климатическим испытаниям или другие достоверные обоснования.

В то же время, надо понимать, что долговечность всего кровельного покрытия с использованием конкретного материала может существенно отличаться от прогнозируемой долговечности самого материала. Это будет зависеть от многих факторов и, прежде всего, от качества выполненных работ по устройству слоя покрытия и условий его дальнейшей эксплуатации. С учетом эксплуатационных факторов текущие ремонты (без снятия ковра) рекомендуется проводить с периодичностью, равной 2/3 срока службы материала, т.е. при расчетной долговечности материала. Например, при сроке службы материала 15 лет, межремонтный период должен быть около 10 лет. Так как трудно предвидеть, будут ли соблюдены все требуемые условия эксплуатации, то реально сблизить расчетную долговечность материала и долговечность самого покрытия можно лишь высоким качеством кровельных работ. Для определения сроков ремонта необходимо проводить ежегодные визуальные осмотры кровель.