Главная \ Теплоизоляция \ Ремонт кровель с применением полиуретанов

Ремонт кровель с применением полиуретанов

Постоянные протечки мягких плоских кровель зданий и сооружений доставляют немало хлопот эксплуатирующим организациям и вызывают желание применить какой-то особенный, «вечный» материал для ремонта. Однако проблема состоит не в отсутствии современных долговечных и надежных гидроизоляционных материалов, которых на самом деле существует великое множество, а в правильном выборе и квалифицированном применении оптимальной кровельной системы в каждом конкретном случае.

Причины возникновения и способы устранения дефектов плоских кровель

Наиболее распространенные дефекты плоских кровель, вызывающие протечки и необходимость постоянных ремонтов, это вздутия и разрывы кровельного ковра.

Для устранения уже появившегося на поверхности кровельного покрытия вздутия достаточно вырезать пузырь, просушить его и наклеить на поврежденный участок кусок кровельного материала. Однако в скором времени образуются новые места вздутий, и процесс их устранения можно повторять снова и снова. Обычно в таких случаях винят кровельщиков в некачественной приклейке гидроизоляционного слоя или применении дешевых низкокачественных и недолговечных материалов, что на самом деле не всегда верно. Простое заклеивание дефектных участков покрытия, равно как и традиционный дорогостоящий ремонт всей кровли путем укладки все новых и новых слоев рулонной битумной гидроизоляции, носит временный характер, в то время как для решения проблемы требуется системный подход, невозможный без понимания причин возникновения дефектов.

«Классический» кровельный ковер состоит из двух относительно герметичных слоев – нижнего пароизоляционного и верхнего гидроизоляционного, между которыми образуется замкнутое пространство, заполненное воздухом (теплоизоляцией). В процессе эксплуатации здания в слое теплоизоляции постепенно скапливается влага, вызывающая вздутия и отслоения на поверхности кровли при ее нагреве.

Учитывая описанные выше процессы, устранить возможность образования вздутий кровельного ковра можно только путем устройства так называемых «дышащих» кровель, то есть при соблюдении хотя бы одного из двух условий.

  1. Паропроницаемость гидроизоляционного слоя, устраняющая опасность скапливания под ним влаги. Низкое сопротивление гидроизоляции диффузии паров, в частности, позволяет ремонтировать мягкие кровли без трудоемкого полного снятия старого, как правило увлажненного, кровельного ковра: паропроницаемая пленка не будет препятствовать его постепенному высыханию. Очевидно и обратное, а именно бесперспективность для такого ремонта сплошного приклеивания той или иной паронепроницаемой гидроизоляции, будь то битумные (битумно-полимерные) рулонные и мастичные материалы, так называемая «жидкая резина» на битумно-каучуковой основе или некоторые виды полимерных пленок-мембран.
  2. Отсутствие жестких связей между гидроизоляционным слоем и нижележащими слоями, возникающих при сплошном приклеивании. Такие известные способы, как частичное приклеивание, механическое крепление (мембранные кровли) или свободная укладка гидроизоляционного слоя с последующим пригрузом (балластные кровли), препятствуют прямой передаче трещин от основания кровельному покрытию, а деформации перераспределяются на относительно большие участки поверхности кровельного ковра и не сопровождаются его разрывами. Кроме того, даже при использовании паронепроницаемой гидроизоляции за счет естественной вентиляции пространства под новым кровельным покрытием скопления конденсата не происходит, и тем самым устраняются предпосылки возникновения пузырей.

Перспективы и область применения полиуретановых мастик для ремонта кровель

Для правильной оценки применимости того или иного строительного материала в данной конкретной области необходимо провести его сравнение с лучшими образцами имеющихся на рынке конкурирующих материалов.

 

Полимерные мастики

Особое место в устройстве и ремонте кровельных покрытий занимают жидкие мастичные составы (или так называемые «наливные кровли», «жидкие мембраны»), позволяющие выполнять кровельные и другие гидроизоляционные работы по окрасочной технологии (кистью, валиком, распылением). При всем многообразии мастик их объединяют следующие преимущества перед рулонными материалами:

  • возможность получения более надежного бесшовного гидроизоляционного ковра; 
  • в проблемных местах крыши (местах сопряжения плоской поверхности кровли со стенами, парапетами,вентиляционными и прочими трубами, зенитными фонарями, антеннами, сливными воронками и т.п.), где рулонные материалы приходится выкраивать по сложным формам, устройство мастичной кровли не отличается по трудоемкости и качеству от основной поверхности.

Хотя в данной области техники в России пока преобладают относительно дешевые битумные и битумно-полимерные составы и мастики на основе хлорсульфированного полиэтилена и полихлоропренового каучука, хорошие перспективы имеют одно- и двухкомпонентные полиуретановые мастики холодного отверждения. К этой группе материалов, несмотря на ряд существенных отличий (химический состав, способ нанесения, механизм и скорость отверждения), можно отнести и наносимые методом «горячего распыления» под высоким давлением полиуретановые эластомеры, полимочевину и их «гибриды». Объединяет их то, что они содержат от 0 до 20% пожароопасных и токсичных растворителей (прочие мастики – от 40 до 80%) и позволяют за 1-2 прохода в течение короткого времени (от нескольких минут до нескольких часов) получать из исходных жидких компонентов готовые эластичные покрытия с низкой усадкой и высокими защитными свойствами. Полиуретановые мастичные покрытия сохраняют гибкость при температуре до -60°С, атмосферостойки, долговечны, обладают высокой адгезией к различным основаниям и проницаемы для водяных паров.

Сопоставление плюсов и минусов полимерных мембран с одной стороны и полиуретановых мастик с другой позволяет выделить для последних, весьма не дешевых материалов достаточно узкую область применения, в которой они вполне конкурентоспособны. Это ремонт относительно небольших кровель со сложной конфигурацией по технологии приклеивания гидроизоляционного слоя по всей поверхности.

Для рассматриваемой области применения компания «Реагент» предлагает однокомпонентную (отверждаемую влагой воздуха) полиуретановую мастику Реамаст-1К и полимочевину Унигард (далее по тексту оба материала именуются как «полиуретановые мастики»). Кроме того, предприятие выпускает Поропрайм – полиуретановую грунтовку, которую в ряде случаев рекомендуется применять для подготовки различных поверхностей перед укладкой мастик.

Варианты реконструкции кровли

Реконструкция кровли со снятием старого кровельного ковра

На большинстве старых кровель возрастом 10 и более лет в результате многочисленных ремонтных работ гидроизоляционный слой достигает нескольких сантиметров, а утеплитель содержит большое количество влаги и не подлежит восстановлению. Если просто накрыть старую кровлю новой, испаряющаяся влага будет не только стремиться оторвать кровельный ковер от основания, образуя в нем напряжения, вздутия и разрывы, но и оказывать разрушительное воздействие на и без того ослабленное несущее основание. Поэтому в таких случаях целесообразно снять старый кровельный ковер до основания.

Реконструкция кровли без снятия старого кровельного ковра

Это самый простой и экономичный вариант реконструкции кровли, позволяющий наиболее полно реализовать преимущества полиуретановых материалов.

Как правило, при необходимости ремонта кровли заказчик стремится сэкономить на демонтаже и утилизации старого покрытия, сравнимых по затратам с монтажом новой гидроизоляции. Однако укладка нового кровельного пирога поверх старого возможна лишь при соблюдении ряда условий:

  • удовлетворительное состояние утеплителя и несущих конструкций, 
  • локальный характер дефектов и ограниченное количество слоев старой битумной гидроизоляции, 
  • обязательная просушка старого утеплителя, 
  • применение паропроницаемых материалов для новой гидроизоляции.

При реконструкции битумных кровель без демонтажа старого кровельного ковра в первую очередь должны быть вскрыты все имеющиеся пузыри, отслаивающиеся и дефектные участки. Особое внимание следует уделять примыканиям - наиболее сложным, ответственным и склонным к протечкам участкам кровли. В этих местах старое покрытие подлежит обязательному и полному удалению до основания.

Как правило, подстилающие слои старого кровельного ковра содержат чрезмерное количество влаги. Поэтому, несмотря на паропроницаемость монтируемой мастичной мембраны, сохраняется возможность образования вздутий нового кровельного ковра. В таких случаях необходима установка аэраторов кровли (флюгарок) для облегчения выхода водяных паров в атмосферу и постепенной просушки утеплителя. Монтаж аэраторов на расстоянии 6 м друг от друга позволяет не только избежать возобновления вздутий, но и частично восстановить свойства старой минераловатной теплоизоляции.

Далее приступают к устройству примыканий плоской кровли ко всем выступающим элементам, в том числе и вновь установленным флюгаркам. Для выполнения узлов примыканий в форме откосов (валиков) с углом наклона около 45° к горизонтали непревзойденным материалом является жесткий напыляемый пенополиуретан (ППУ), совмещающий функции герметика и утеплителя. В отличие от рулонных материалов, он позволяет легко, быстро и абсолютно герметично выполнить примыкания любой сложности и формы. Благодаря высокой адгезии к большинству строительных материалов, ППУ не нуждается в механическом или ином креплении, достаточно теплостоек, чтобы исключить сползание кровельного покрытия с вертикальных и наклонных участков при их нагревании солнечным теплом.

рис.2 - Устройство узлов примыкания с помощью напыляемого ППУ и полимочевины

Несмотря на то, что полиуретановые мастики обладают хорошей адгезией к битуминозным материалам, рекомендуется перед их укладкой прогрунтовать очищенную от мусора поверхность старой битумной гидроизоляции для связывания пыли, упрочнения субстрата и придания ему однородности, заполнения пор между частичками сохранившейся минеральной посыпки. С этой задачей успешно справляется двухкомпонентная полиуретановая грунтовка Поропрайм. При достаточно больших объемах работ целесообразно использовать весь объем стандартного комплекта Поропрайма из заводской упаковки, переливая все содержимое малого ведра с компонентом Б в большое ведро с компонентом А при перемешивании до однородного состояния. При малых объемах работ готовят соответствующие им порции праймера путем смешения компонентов в соотношении 1:1 по объему.

Приготовленную непосредственно перед работой смесь компонентов праймера разливают в виде луж или полос и разравнивают по поверхности кровли резиновой шваброй или валиком, однако жизнеспособность смеси (в течение 1 ч не происходит заметного нарастания вязкости) позволяет наносить ее и с помощью распылительного оборудования. В зависимости от состояния основания, расход праймера составляет от 200 до 300 г на 1 м2.

После отверждения праймера (1,5-2 часа, как только появится возможность ходить по уже не липкому основанию) проводят завершающую операцию нанесения мастичной гидроизоляции по всей поверхности кровли, включая ранее выполненные примыкания из ППУ.

Мастику Реамаст-1К рекомендуется наносить в два прохода: сначала укладывают слой жидкой мастики с расходом около 1,5 кг/м2 и утапливают в нем армирующий материал, одновременно служащий в качестве выравнивающей основы, а также для достижения необходимой толщины покрытия и облегчения контроля его равнотолщинности. Предъявляемым к такому материалу требованиям (высокая прочность, эластичность, совместимость с мастикой, паропроницаемость, устойчивость к биодеструкции, удобство при укладке, умеренная стоимость) в полной мере отвечают термоскрепленные нетканые полотна геотекстиля из полипропилена или полиэстера с поверхностной плотностью около 100 г/м2, выпускаемые рядом отечественных производителей в рулонах шириной от 0,6 до 4 м.
После высыхания (полимеризации) первого слоя мастики, занимающего 4-8 ч, наносят второй слой с расходом около 1 кг/м2. На кровлях площадью свыше 1000 м2 целесообразно использовать механизированный способ нанесения мастики с помощью 1-компонентных гидравлических распылительных установок высокого давления. Такие аппараты серии GH различной производительности с электрическим или бензиновым двигателем выпускает фирма Graco (США). При небольших объемах работ возможно нанесение мастики Реамаст-1К вручную с помощью валиков и кистей.

Возможен и обратный порядок укладки мастики, то есть пропитка мастикой предварительно разложенного геотекстиля. В процессе раскатывания рулона, во избежание образования морщин и складок, полотнище удобно фиксировать скобами с помощью строительного степлера. По мере фиксации полотнища продолжают размотку рулона с небольшим натягом для выравнивания складок. Смежные полотнища укладывают с продольной и торцевой нахлесткой. Затем поверх геотекстиля наносят и разравнивают валиками 1-2 слоя мастики до полной пропитки и укрытия армирующего материала.

Мастика Реамаст-1К используется в состоянии поставки и перед употреблением нуждается только в перемешивании. Если по каким-то причинам (низкая температура, плохая пропитываемость геотекстиля, несоответствие распылительного оборудования рекомендуемому типу) необходимо снизить вязкость мастики, допускается ее разбавление 5-10% ксилола, толуола или сольвента.

Полимочевину Унигард наносят методом горячего безвоздушного распыления под высоким давлением с использованием установок серии Reactor той же фирмы Graco. Слой материала толщиной 1,5-2,0 мм укладывают в один-два прохода, без армирования. Нанесение полимочевины «вручную» невозможно ввиду ее высокой реактивности: полимеризация происходит в течение считанных секунд.

Таким образом, все перечисленные полиуретановые материалы могут наноситься методом напыления. При этом нет необходимости поднимать на крышу бочки и ведра с сырьем и оборудование: компактные установки и химические компоненты размещаются внизу в автофургоне, реагенты подаются по гибким обогреваемым шлангам на высоту до 60 м на кровлю, где работает оператор с распылительным пистолетом.

После полимеризации полиуретановых мастик образуется гидроизоляционное покрытие, приклеенное к старому кровельному ковру по всей поверхности кровли – бесшовный и паропроницаемый аналог клеевой системы для рулонной гидроизоляции.

image005

рис.3 - Схема реконструкции кровли без демонтажа старого покрытия

Выбор цвета поставляемых мастик практически не ограничен, однако применительно к кровельным покрытиям следует отдавать предпочтение мастикам светлой окраски с высокой отражающей способностью: кровля светлых тонов поглощает меньше солнечной энергии, то есть меньше нагревается, а значит, менее подвержена термическому разрушению и более долговечна.

Для дополнительной защиты верхнего слоя мастик от термоокислительной деструкции под воздействием ультрафиолетового и инфракрасного солнечного излучения, а также для повышения прочности мастичной мембраны на прокол, рекомендуется применять крупнозернистые минеральные посыпки из числа используемых в производстве битумных рулонных материалов, например гранитную крошку фракции 0,5-1,2 мм с расходом 1,0-1,4 кг/м2. Для получения наружной защитной "брони" достаточно рассыпать крошку по жидкому верхнему слою мастики с избытком для полного укрытия мастики посыпкой, а после полимеризации мастики удалить с помощью щеток и/или пылесоса излишек не приклеившейся посыпки для ее повторного использования.

Реконструкция с доутеплением

Частным случаем описанной выше технологии является вариант реконструкции без демонтажа старого кровельного ковра, но с доутеплением кровли. Строго говоря, укладка дополнительного слоя теплоизоляции требуется во всех без исключения случаях, поскольку старая минераловатная или керамзитная теплоизоляция ни в коей мере не отвечает современным требованиям по теплосбережению, и только нехватка средств может заставить заказчика отказаться при ремонте кровли от ее доутепления.

В конструкциях эксплуатируемых плоских кровель доминирующее положение занимают жесткие теплоизоляционные материалы на основе стеклянного или базальтового волокна. За ними с большим отставанием следуют плиты из экструзионного полистирольного пенопласта XPS, представленного на российском рынке в широком ассортименте марок, таких как Пеноплэкс, Техноплекс, Styrofoam и др. Хорошо известные за рубежом феноло-формальдегидные плитные пенопласты заводского изготовления, а также пеностекло пока не получили широкого распространения в России.

Нанесение полиуретановых мастик непосредственно на поверхность перечисленных утеплителей невозможно из-за наличия стыков между плитами и открытопористой структуры большинства из этих материалов, а пенополистирол к тому же не стоек к растворителю, содержащемуся в мастике Реамаст-1К. Поэтому для укладки мастик потребовалось бы устройство некоего разделительного слоя между ними и утеплителем, например в виде цементно-песчаной стяжки либо предварительно раскатанного и механически прикрепленного к несущему основанию материала типа плотного (непроницаемого для мастик) геотекстиля, однако в обоих этих случаях мастики потеряли бы свои конкурентные преимущества над полимерными кровельными мембранами.

Иначе обстоит дело при использовании упоминавшегося выше в связи с выполнением примыканий напыляемого ППУ, но уже применительно ко всей поверхности кровли. Кстати, именно такая технология (ППУ плюс полимочевина) устройства новых и ремонта старых кровель получила очень широкое распространение в США и Канаде. Помимо того, что ППУ - это наиболее эффективный из всех известных теплоизоляционных материалов, с малым объемным весом (40-60 кг/м3), достаточно высокой прочностью (не менее 5 кг/см2), низким водопоглощением, позволяющий создавать с очень высокой производительностью и непосредственно «на месте» надежную «шубу» на поверхностях любой сложности и формы без единого стыка, этот утеплитель имеет преимущественно замкнутые поры плюс плотную технологическую корку и устойчив к воздействию растворителей.

В силу этого ППУ мог бы служить идеальным и единственным утеплителем для последующей укладки непосредственно по нему слоя мастичной гидроизоляции, если бы не одно ограничение, а именно некоторая естественная и неизбежная для данной технологии волнистость поверхности ППУ. В зависимости от квалификации оператора распылительной установки, степень неровности поверхности ППУ может достигать нескольких сантиметров. При нанесении на ППУ мастичный гидроизоляционный слой полностью повторяет его профиль, в результате чего в образующихся при малых уклонах кровли «блюдцах» может застаиваться дождевая вода. Это делает данную технологию весьма уязвимой в плане надежности получаемого результата и часто служит предметом трений между заказчиком и подрядчиком при сдаче объекта. В ряде случаев не удается обойтись без дополнительных мер по устройству разуклонки и/или выравнивающей стяжки поверх ППУ.

Описанная технология напыляемых полиуретановых кровель ни в коей мере не претендует на вытеснение полимерных мембран. Наоборот, комбинация обеих кровельных систем дает новые возможности для принятия оптимальных решений при ремонте кровель. Так, для работы по основной плоской ровной поверхности большой площади и простой конфигурации целесообразно использовать преимущества механически закрепленной полимерной мембраны в сочетании с плитными утеплителями, а примыкания по всему периметру и прочие проблемные места, сложные участки с большими уклонами, купола и т.п. - выполнять более технологичными для этих целей полиуретанами.