01.04.2010

ПОЛИМЕРНЫЕ МЕМБРАНЫ: Свойства, монтаж, эксплуатация

Ежегодный прирост российского рынка полимерных мембран (начал формироваться только в 1996–2000 гг.) составляет не менее 100 %. Однако в силу незначительной доли, занимаемой полимерными мембранами, этот показатель пока не оказывает существенного влияния на рынок материалов для плоских кровель. Строителям вообще свойственен некоторый консерватизм, не все могут осознать, что материал толщиной 1,2 мм, уложенный в один слой, может быть надежнее проверенных, например, битумных материалов, уложенных в 2– 3 слоя толщиной 4–6 мм, и иметь срок службы более 20 лет.
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 -10 °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.

Источник: www.stroim66.ru