МНОГОСЛОЙНОЕ КРОВЕЛЬНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 1997 года по МПК E04D5/00 

Изобретение относится к строительству, в частности к кровельным и гидроизоляционным материалам и может быть использовано для защиты зданий и сооружений от влаги, преимущественно для устройства кровельных покрытий.

Известен кровельный материал, включающий защитный слой, основной слой - вулканизованную резиновую смесь и битумно-полимерный слой, состоящий из битума, эластомеров, пластификатора и наполнителя. Последний слой является приклеивающим [1]
Этот материал имеет ряд недостатков. При его применении, в условиях низких температур методом наплавления, происходит перегревание и деструкция изопренового каучука, что ухудшает эластичность и трещиностойкость слоя.

При изготовлении этого материала используют растворители, которые, оставаясь в приклеивающем слое, образуют газовую пузырьки в ходе эксплуатации кровельного покрытия, что ухудшает прочностные и деформационные свойства нижнего слоя из-за концентрации напряжений в таких дефектных местах. Ввиду отсутствия эластичной связи или разделительной прослойки между слоями, т.е. отсутствия компенсации деформаций, напряжение от основания передается на верхний слой ковра, локально увеличивая нагрузку на него, вызывая, в конечном счете, образование трещин, уменьшая водонепроницаемость и снижая надежность и долговечность покрытия.

Известен многослойный битумно-полимерный материал, состоящий из защитного слоя, основы, на которую с двух сторон нанесено вяжущее (одинакового или разного состава) и песчаная посыпка [2] Материал обладает хорошими эластическими свойствами. Недостатком его является посыпка, которая глубоко внедряется в нижний слой материала и препятствует наплавлению вяжущего, которое приходится длительно разогревать, что вызывает деструкцию полимера, снижает трещиностойкость материала и его долговечность.

Посыпка препятствует образованию прочной адгезионной связи материала с изолируемой поверхностью, что приводит в дальнейшем к пузырению, вздутию поверхности кровли и образованию трещин во всех слоях вяжущего из-за того, что между слоями вяжущего нет достаточно эластичной связи или разделительной прослойки. Кроме того материал чувствителен к воздействию тепла и ультрафиолетового облучения, поэтому происходит смещение его на вертикальных поверхностях кровли и старение.

Слои этого материала не разделяются по своим функциям, при всех нагрузках работают одновременно без перераспределения напряжений, что требует от материала более высоких прочностных, эластических, адгезионных свойств.

Известен битумный материал для кровли, не образующий пузырьки [3]
Многослойное кровельное покрытие формируют следующим образом. На расплавленный битумный слой укладывают, разворачивают и прикатывают битуминозное рулонное полотно, имеющее термостойкую основу. За счет высокой температуры расплавленного битума с поверхности основания удаляют капиллярную влагу, что обеспечивает хорошую адгезию к основанию.

При перепадах температуры и значительных деформациях основания, например в условиях континентного климата, может происходить отрыв битумного материала от основания, или слой, примыкающий к основанию, может растрескиваться, а поскольку битум образует с рулонным материалом жесткое, а не эластичное соединение, т.е. не обеспечивается компенсация деформации, то эти трещины распространяются на вяжущее рулонного материала.

Это ухудшает физико-механические свойства кровельного покрытия в целом, снижая надежность и долговечность.

Наиболее близким, выбранным в качестве прототипа, по технической сущности является многослойное кровельное покрытие, выполненное в виде полотен или шинглса с высокой степенью выравнивания движения и с высокой сопротивляемостью к нагрузкам, вызываемым температурными и атмосферными условиями [4]
Согласно изобретению задача решается тем, что кровельное покрытие состоит из минимум двух функциональных слоев, а несущие полотна эластично соединены друг с другом и внутри эластичного сцепления находятся один или несколько разделительных слоев и несущие полотна (основа) имеют пропиточные и покрывные массы.

Недостатком кровельного покрытия является сложность выполнения эластичного соединения битуминозных слоев друг с другом способом прошивной или вязально-прошивной петлевой технологии и сохранения эластичности этого соединения. Включение в состав материала промасленной бумаги может ухудшать свойства кровельного покрытия из-за ее неустойчивости к воздействию микроорганизмов и влаги.

Согласно изобретению кровельное покрытие имеет битумные пропиточные и покровные слои. Как показывает практика для улучшения физико-механических и эксплуатационных свойств, в частности трещиностойкости, необходимо в кровельные материалы вводить полимерные добавки, что при прочих равных условиях улучшает качество покрытия.

Недостатками кровельных покрытий является образование вздутий, низкая адгезия к изолируемой поверхности, невысокая трещиностойкость, многофункциональность одних и тех же слоев покрытий, отсутствие или утрата эластичной связи, которая бы позволила компенсировать (перераспределить) напряжения между слоями.

Одной из основных задач в области создания кровельных и гидроизоляционных материалов и покрытий является реализация комплексности подхода, связанная с разделением функций слоев материала и создание (формирование) конструкций слоев и такой связи между ними, которая при высоком качестве вяжущего обеспечивает компенсацию движений (механических воздействий) при переходе от одного слоя покрытия к другому, что выражается в повышении трещиностойкости и надежности кровельного покрытия. Это позволит улучшить свойства покрытия: сохранить адгезию к основанию, прочность и деформативность, повысить трещиностойкость и увеличить сроки службы.

Задача изобретения создать многослойное кровельное покрытие, обеспечивающее повышенную надежность за счет компенсации движений при переходе от одного слоя покрытия к другому.

Это достигается тем, что многослойное кровельное покрытие выполнено в виде полотен, включающих минимум два функциональных слоя, состоящих из основы и битуминозных пропиточных, покровных слоев и прокладки между ними, при этом в качестве нижнего слоя, примыкающего к основанию, используют высокоэластичный битумно-полимерный слой, содержащий блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол (СБС), в качестве верхнего битумно-полимерный слой, содержащий атактический полипропилен, а в качестве прокладки используют полиэтиленовую пленку (ПЭ9 толщиной 0,012-0,015 мм или кварцевый песок следующего гранулометрического состава, мас.

0,5-1,250 мм 0,1-0,2
0,3-0,5мм 13,0-14,7
0,15-0,30 мм 85,0-87,0
Пыль Остальное.

Битумно-полимерный слой, содержащий блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол, состоит из следующих компонентов, мас.

Битум 60-75
Блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол (СБС, ТУ 38.40355-91) 10-15
Минеральный наполнитель 15-25
Эту битумно-полимерную композицию, являющуюся одновременно пропиточным и покровным составом, наносят в количестве 2,0-3,5 кг на 1 м² на основу. На ее верхнюю поверхность наносят полиэтиленовую пленку толщиной 0,012-0,015 мм (ГОСТ 10354-82) или песок, указанного гранулометрического состава.

Битумно-полимерный слой, содержащий атактический полипропилен (АПП) состоит из следующих компонентов, мас.

Битум 70-80
Атактический полипропилен (АПП) ТУ 6-05-1902-81 8-12
Минеральный наполнитель 12-18
Композицию, являющуюся одновременно пропиточным и покровным составом, наносят массой 2,5-5,0 кг на 1 м² на основу.

На верхнюю поверхность материала наносят крупно-зернистую посыпку.

Состав предлагаемого многослойного кровельного покрытия и прототипа приведен в табл. 1.

При использовании в качестве прокладки ПЭ пленка толщиной <0,012 мм в процессе устройства кровельного покрытия происходит полное ее расплавление, т. е. она не будет выполнять роль эластичной прокладки, а при толщине пленки > 0,015 мм, она почти не расплавляется, при этом невозможно обеспечить эластичную связь между обоими функциональными слоями.

Устройство многослойного кровельного покрытия осуществляется следующим образом.

Изолируемое основание покрывается битуминозной грунтовкой. Нижний слой (битумно-полимерный материал, содержащий блок сополимер стирол-бутадиен-стирол) укладываются на основание методом наплавления нижней поверхности, а верхнюю поверхность этого слоя в заводских условиях нанесена ПЭ пленка-прокладка толщиной 0,012-0,015 мм. Верхний слой (битумно-полимерный материалом, содержащий атактический полипропилен) наносят также методом направления. При укладке вяжущее верхнего и нижнего слоя разогревают до текучего состояния. При этом частично расплавляется полиэтиленовая пленка-прокладка, толщина которой выбрана таким образом, что при воздействии пламени газовой горелки происходит плавление ее только на 40-50% поверхности пленки. Это обеспечивает соединение верхнего и нижнего слоя как бы через полиэтиленовые мостики, которые обладают прочность и высокой эластичностью и выполняют роль компенсатора движений как со стороны основания, так и верхнего слоя кровельного покрытия.

Когда в качестве прокладки (компенсирующего слоя) используют песок, то его фракционный состав подбирают таким образом, что при поднесении горелки поочередно к верхнему и нижнему слою вяжущее верхнего слоя расплавляется, течет и соединяется с расплавленным вяжущим нижнего слоя, проникая между частицами печка, образуя тонкие (пленочные) эластичные прослойки между верхним и нижним слоем. Таким образом создается как бы эластичная сетка между функциональными слоями, причем частицы песка играют роль прочных узлов сетки.

Испытания многослойного кровельного покрытия проводят на адгезию к основанию, прочность и деформацию при моделировании работы материалов над стыками в кровле, температуроустойсивость, устойчивость к статическому продавливанию и изменения этих свойств в процессе старения покрытия, что позволяет выявить повышенную надежность предлагаемого покрытия в процессе компенсации движений от одного слоя покрытия к другому.

Свойства предлагаемого многослойного кровельного покрытия по сравнению с прототипом даны в табл. 2.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое решение отличается как по конструкции покрытия, так и по способу ее осуществления и поставленная задача достигается за счет того, что
верхний функциональный слой, выполняющий как защитную функцию, так и воспринимающий механические и атмосферные воздействия, отличается по составу, толщине отнижнего функционального слоя. Он имеет основу с двух сторон покрытую вяжущим, содержащим атактический полипропилен. Это придает слою прочность, температуроустойчивость, определенное сопротивление деформациям и атмосферным воздействиям;
нижний функциональный слой выполняет роль приклеивающей композиции, принимает на себя растягивающие усилия, особенно высокие над трещинами основания и стыками кровли. Он имеет основу с двух сторон покрытую вяжущим, содержащим блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол. Это придает слою высокую эластичность, способность без разрушения воспринимать растягивающие деформации основания при одновременном обеспечении хорошей адгезии к основанию;
промежуточный слой, присоединенный к одному из слоев в заводских условиях, определенным образом связывает оба функциональных слоя, позволяя только часть нагрузки передавать от одного слоя к другому, что создает компенсационную систему, обладающую определенной гибкостью и подвижностью внутри себя без нарушения целостности поверхности слоев.

Приведенные в табл. 2 данные показывают, что предлагаемый многослойный материал по сравнению с прототипом обеспечивает более высокую адгезию к основанию, разрушается при более высоких нагрузках (~ в 2 раза), обладает более высокой деформацией (~ в 4 раза) и, что особенно важно, после старения адгезия предлагаемого материала к основанию в 2 раза выше, чем у прототипа. Стойкость к статическому продавливанию сохраняется после старения у предлагаемого материала на прежнем уровне, а у прототипа ухудшается.

Таким образом предлагаемый многослойный материал имеет свойства, превосходящие прототип, особенно в процессе воздействия эксплуатационных факторов (в процессе старения).

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности, к кровельным и гидроизоляционным материалам и может быть использовано для защиты зданий и сооружений от влаги, преимущественно для устройства кровельных покрытий. Оно обеспечивает повышенную надежность за счет компенсации движений при переходе от одного слоя покрытия к другому, которое обеспечивается многослойным кровельным покрытием, выполненным в виде полотен, включающих минимум два функциональных слоя, состоящих из основы и битуминозных пропитанных покровных слоев и прокладки, при этом в качестве нижнего слоя, примыкающего к основанию используют высокоэластичный битумно-полимерный слой, содержащий блок-сополимер-стирол-бутадиен-стирол, в качестве верхнего битумно-полимерный слой, содержащий атактический полипропилен, а в качестве прокладки используют полиэтиленовую пленку толщиной 0,12-0,015 мм. или кварцевый песок следующего гранулометрического состава, масс.%: 0,50-1,250 мм 0,1-0,2; 0,30-0,50 мм 13,0-14,7; 0,15-0,30 мм 85,0-87,0; Пыль остальное. 2 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Многослойное кровельное покрытие, выполненное в виде полотен, включающее минимум два функциональных слоя, состоящих из основы и битуминозных пропиточных и покровных слоев и прокладки между ними, отличающееся тем, что в качестве нижнего слоя, примыкающего к основанию, используется высокоэластичный битумнополимерный слой, содержащий блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол, в качестве верхнего битумно-полимерный слой, содержащий атактический полипропилен, а в качестве прокладки полиэтиленовую пленку или кварцевый песок. 2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что прокладка из полиэтиленовой пленки имеет толщину 0,012 0,015 мм. 3. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что прокладка из кварцевого песка имеет следующий гранулометрический состав по фракциям, мас.

Фракция
0,50 1,25 мм 0,1 02
0,30 0,50 мм 13,0 14,7
0,15 0,30 мм 85 87
Пыль Остальноел