CC BY
11УДК 692.415
В.Г. ЖОЛНЕРОВИЧ, генеральный директор, А.К. БЕЗИРГАНЯН, директор по строительству, Научно-производственный центр «Невполимер» (Санкт-Петербург)
Монолитные полимерные кровли эксплуатационного назначения
Вопросы освоения новых территорий под строительство жилых и общественных зданий остро стоят перед городскими властями практически во всех крупных городах России. Поэтому при проектировании зданий необходимо вводить новые решения, направленные на максимально эффективное использование различных элементов конструкций, которые должны обеспечивать не только надежную эксплуатацию сооружения, но и служить площадкой для реализации инфраструктурных проектов для данного района. Одним из таких элементов является эксплуатируемая кровля.
Внедрение данных конструкций позволяет наделить дополнительными функциями кровли зданий и паркингов, террасы, которые могут использоваться как рекреационные зоны отдыха и спортивные площадки, стоянки машин и др.
Наиболее распространенным видом эксплуатируемой кровли является так называемая инверсионная кровля [1]. Типовая конструкция предусматривает устройство по плите перекрытия уклонообразующей стяжки, поверх которой укладывают утеплитель и рулонную гидроизоляцию. В зависимости от условий эксплуатации на утеплитель можно укладывать, например, дренажную систему, обеспечивающую отвод воды и противокорневую защиту (при устройстве растительного слоя), полимерное покрытие и плитку (при пешеходных нагрузках), дополнительную стяжку и верхний слой (дорожная плитка или асфальтобетон) при наличии механических нагрузок (движение и стоянка автотранспорта).
Однако конструкции эксплуатационных кровель имеют недостатки, которые препятствуют более широкому внедрению их в строительстве. В первую очередь это перегруженность конструкции. Так, минимальный защитный слой для кровель, (армированная стяжка и асфальтобетон либо плитка) составляет не менее 15—20 см. При использовании утеплителя толщина слоя становится еще больше. Естественным образом возрастают статические нагрузки на плиты перекрытий, что, в свою очередь, требует дополнительных затрат на увеличение несущей способности конструкций либо ограничивает возможности эксплуатации кровли. Многослойность конструкции, предусматривающей слив воды из нескольких промежуточных слоев, повышает риск протечек из-за подвижек в переходных зонах (стыках) и вдоль многоуровневых водоотводящих воронок. Ликвидация протечек самого гидроизоляционного слоя, что на практике не является большой редкостью, при проведении ремонта требует полной разборки защитной стяжки и асфальтобетона с последующей заливкой новых слоев.
Развитие технологий защитных полимерных покрытий и улучшение характеристик составляющих их материалов позволяют рассматривать альтернативные направления эксплуатируемых кровель. С одной стороны, созданы материалы, обладающие не только высокими прочностными характеристиками, но и эластичностью,
когда растяжение при разрыве составляет 200—400%. С другой стороны, для тяжелых условий эксплуатации (высокие механические, химические и температурные нагрузки) разработаны материалы и конструкции, обеспечивающие их надежную, безотказную работу в предельных режимах.
Исходя из опыта применения полимерных защитных покрытий, была предложена конструкция монолитной кровли эксплуатационного назначения (рисунок) [2].
Устройство монолитной полимерной эксплуатируемой кровли осуществляется следующим образом.
На основание кровли укладывают уклонообразую-щую бетонную стяжку прочностью бетона не менее В20. Деформационные швы стяжки совмещают с деформационными швами силовой плиты перекрытия. В стяжке в среднем на 2/3 толщины, с шагом не более 6x6м для предотвращения трещинообразования нарезают компенсационные (температурно-усадочные) швы. Углы верхней части деформационных швов и примыканий стяжки к парапетам срезают под 45о. После подготовки основания кровли согласно требованиям по укладке полимерных покрытий на стяжку наносят грунтовочный слой из полимерного материала, например метилметакрилата, обладающего не только требуемыми для работы монолитной гидроизоляционной кровли характеристиками, но и технологическими преимуществами по сравнению с другими полимерными материалами (быстрый набор прочности и возможность укладки при отрицательной температуре). Для повышения адгезии грунтовки к вышележащим слоям равномерно по его поверхности насыпают кварцевый песок. Наряду с нанесением грунтовочного полимера осуществляют и заполнение выбранным полимером компенсационных швов. В нижней части деформационных швов и примыканий устанавливают гидроизоляционные шпонки.
На подготовленный таким образом грунтовочный слой толщиной не менее 1,5—3 мм по стяжке методом налива наносят гидроизоляционный слой (мембрану) из эластичного полимерного материала с высокими деформационными характеристиками (растяжение при разрыве не менее 200%), например акриловые составы №й:еп DC 224 или обладающее высокой адгезией к акрилам модифицированное уретановое покрытие №П:еп Ма1асгу1.
До нанесения слоя гидроизоляционной мембраны, данными составами заполняют деформационные швы (рис., б) и примыкания внутренней части стяжки к парапетам (рис., в). В местах примыкания верхней части стяжки к парапетам гидроизоляционную мембрану плавно с незначительным увеличением толщины в угловой части заводят на вертикальные поверхности. Это позволяет деформационным швам выдерживать в процессе эксплуатации различные нагрузки (сжатие, деформации изгиба и растяжения и т. д), т. е. выполнять функции, свойственные несущему элементу конструк-
72
научно-технический и производственный журнал
февраль 2012
ции, одновременно защищая бетонную стяжку и выполняя роль компенсатора напряжений от возникновения предельных напряжений, которые могут вызвать ее разрушение. Аналогично и компенсационные швы, заполняясь полимерным составом, фактически склеивают разрезанные на карты участки и, с одной стороны, предотвращают трещинообразование в бетоне от усадочных деформаций, а с другой — создают на уклоноо-бразующей бетонной стяжке монолитное основание, по которому равномерно распределяется нагрузка от внешних (вертикальных) нагрузок, связанных с эксплуатацией кровли.
Далее на гидроизоляционную мембрану наносят несущий высокопрочный слой толщиной не менее 4—6 мм, выполненный из полимерного связующего, например №й:еп DC 20^ наполненного кварцевым песком массой не менее чем 100 % от массы связующего, обладающий меньшим растяжением (удлинением) на разрыв, но большей прочностью на сжатие. В местах примыкания уклонообразующей бетонной стяжки к парапетам несущий высокопрочный слой выполняют в виде плинтуса (рис., в).
Поверх несущего высокопрочного слоя методом окраски либо налива наносят отделочный топ-слой с высокими прочностными характеристиками и стойкий к ультрафиолетовому облучению. Толщина покрытия, цвет, степень шероховатости и иные декоративно-геометрические параметры отделочного топ-слоя подбирают исходя из реальных условий эксплуатации предлагаемой кровли и принятых архитектурных решений.
Предлагаемая конструкция монолитной кровли полностью соответствует требованиям, предъявляемым к эксплуатируемым кровлям. При этом многослойная конструкция работает как единая монолитная структура с различными характеристиками и функциональным назначением слоев, но с высокой адгезионной и механической межслойной прочностью и водонепроницаемостью, например пароизоляция — грунтовочный слой, гидроизоляция — эластичный слой, несущий — высокопрочный слой, верхний — защитно-отделочный топ-слой. Выполнение слоев из полимерных материалов дает возможность регулировать при необходимости улучшение существующих марок различных характеристик слоев, введением специальных добавок в состав полимеров, например тиксотропные добавки для нанесения на вертикальные поверхности; антипиреновые добавки для повышения классов пожарной стойкости и др.
Заполнение компенсационных и деформационных швов и примыканий к парапетам эластичным полимерным составом гидроизоляционной мембраны улучшает характеристики работы уклонообразующей бетонной стяжки, создавая защитную демпфирующую прослойку, обеспечивающую разгрузку этой стяжки от предельных температурно-усадочных деформаций, предотвращающих ее разрушение, и повышает надежность гидроизоляционной мембраны. При этом обеспечивается сплошность водонепроницаемого слоя, поскольку основной объем деформационных нагрузок гасится в швах, создавая резерв прочности для основного гидроизоляционного слоя кровли. Все слои монолитной кровли имеют полную водонепроницаемость как по отдельности, так и в монолите. Соответственно сбор и отвод воды в водоотводящие воронки в отличие от инверсионной кровли осуществляется только с поверхности предлагаемой кровли и не требует многоярусности.
Многослойность монолитной кровли позволяет перераспределять нагрузки между слоями. Отказ или разрушение одного слоя не повлечет за собой одномоментного разрушения других, так как разгрузка напряжений происходит только в разрушенном слое, а остальные со-
7— 62-
Я ? " - „ а ;
/
8
2
Монолитная кровля эксплуатационного назначения. Конструкции: а) кровли; б) деформационного шва; в) примыкания кровли к парапетам, где 1 - силовая плита перекрытия; 2 - бетонная стяжка; 3 - пароизоля-ционный слой грунтовочного полимера; 4 - кварцевый песок; 5 - гидроизоляционная мембрана из эластичного полимерного материала; 6 - высокопрочный несущий слой; 7 - отделочный топ-слой; 8 - гидроизоляционная шпонка; 9 - стена (парапет)
храняют полную водонепроницаемость. Даже возможное нарушение сплошности монолитной кровли будет ограничено лишь локальным участком, который легко определяется визуально и не требует разборки всего кровельного ковра. Таким образом, многослойность монолитной кровли фактически создает несколько ступеней защиты конструкции и локализует возможные нарушения сплошности гидроизоляции.
Использование полимерных покрытий в отделочном топ-слое значительно расширяет возможность реализации архитектурных и дизайнерских решений на кровле.
Минимальная толщина монолитной кровли, а следовательно, и передаваемые на основание нагрузки создают значительные резервы для устройства на ней дополнительных эксплуатируемых конструкций, например спортивных полей, фонтанов, мини-бассейнов, клумб, парковок, вертолетной площадки и др., без усиления существующих несущих элементов конструкции здания.
Высокая степень сопротивления температурным деформациям и малая толщина кровли позволяют осуществить на уклонообразующей бетонной стяжке без
а
4
5
б
8
в
4
Г; научно-технический и производственный журнал
М ® февраль 2012 73~
ухудшения характеристик ковра кровли устройство подогревающих систем, обеспечивающих отсутствие промерзших и заснеженных участков в периоды отрицательной температуры.
Монолитная кровля может быть выполнена и с утеплителем, который целесообразно укладывать под укло-нообразующей стяжкой. Кроме того, в определенных условиях эластичную гидроизоляционную мембрану можно наносить только в местах вероятных конструктивных подвижек несущих элементов здания, примыканиях к парапетам (стенам) и в деформационных швах, а высокопрочный защитный слой — непосредственно на грунтовку.
Следует заметить, что все предлагаемые элементы монолитной кровли были апробированы на различных объектах компании НПЦ «Невполимер» и показали высокую степень надежности при эксплуатации: первая в России эксплуатируемая монолитная кровля в многоярусном паркинге — в аэропорту Пулково-2; деформационные швы — в паркингах компаний ЮИТ ЛЕНТЭК, Строймонтаж, СТО грузовых автомобилей «Вольво» (Техпортавтосервис), на заводе по производству керамической плитки КВАРЦ.
Ключевые слова: эксплуатируемая кровля, метилмет-акрилат, акриловые покрытия.
Список литературы
1. Руководство по проектированию и устройству эксплуатируемых кровель с применением битумно-полимерных материалов компании «ТехноНиколь». Кириши, ЗАО «ТехноНиколь», 2005.
2. Пат. 2441121 Монолитная кровля — защитное покрытие эксплуатационного назначения / В.Г. Жол-нерович. Опубл. 27.01.2012. Бюл. № 3.
научно-технический и производственный журнал ф/рЦУГ/^^Ц^^ 74 февраль 2012 ~ Л1] ®
