Гибкая черепица
с битумной сваркой гонтов

Производство
и продажа
ru de br
8 800 100-71-45
Ваш город: ...
Ваш город ...?
Да Нет

Обзор материалов, используемых при производстве битумной черепицы.

Сырье

Битум

Битум представляет собой продукт переработки нефти. После отделения легких компонентов (фракций) нефти, таких как бензин, керосин, дизельное топливо и т.п. остается тяжелый вязкий остаток – гудрон. Дальнейшая переработка гудрона путем отделения масел ведет к получению битума -  смеси большого количества веществ различной химической природы, наиболее тяжелых фракций нефти. При нормальной температуре битум представляет собой твердое вещество.

Битум является основным сырьем для дорожного строительство (в составе асфальта), а также широко используется в строительстве, как гидроизоляционный материал. В том числе – для устройства кровель из рулонных и штучных материалов (битумная черепица).

Основными характеристиками битумов, используемых для производства кровельных материалов, являются:

·         температура размягчения;

·         вязкость при нормальной температуре.

Температура размягчения битума измеряется по методу «кольца и шара» (КиШ, рис. 1.1).

Медленный нагрев образца битума, залитого в кольцо, в жидкостной бане приводит к его размягчению, в результате стальной шарик собственным весом постепенно продавливает битум, опускаясь вниз. Когда шарик коснется контакта, испытание закончено. Температура, при которой произошло касание, считается температурой размягчения образца по КиШ. Данному испытанию подвергается не только чистый битум, но и полимер-битумная композиция, и покровная смесь (битум-полимерная композиция с добавление минерального наполнителя).

образец в начале испытания.jpg завершение испытания.jpg

а)

б)

Рис. 1.1 Определение температуры размягчения битума методом КиШ:

а) образец в начале испытания
б) завершение испытания

Вязкость битума при нормальной температуре используется показатель пенетрации – глубины проникновения иглы диаметром 1 мм в битум за 5 секунд под действием груза в 100 г (рис. 1.2). Чем меньше вязкость битума, тем глубже проникнет игла в материал – больше будет значение пенетрации.

Схема измерения пенетрации битума.jpg

Рис. 1.2 Схема измерения пенетрации битума

Характеристики основных марок битума, используемых при производстве кровельных материалов, приведены в Таблице 1.

Таблица 1.

Наименование показателя Норма для марки

БНК-45/190

БНК-90/30

Пенетрация (глубина проникания иглы при 25 °С, 0,1 мм)

160-220

25-35

Температура размягчения по кольцу и шару, °С

40-50

80-95

Как видно, эти марки имеют существенно различные свойства. Битум марки БНК 45/190 – мягкий при комнатной температуре (высокая пенетрация) и с низкой теплостойкостью – температура размягчения всего 45 °С. Такой битум может быть получен непосредственно из нефти в процессе перегонки, поэтому его называют прямогонным или дистиллированным.

Битум марки БНК 90/30  - жесткий при комнатной температуре (низкая пенетрация), с высокой теплостойкостью - 90°С. Такой битум является продуктом дальнейшей переработки прямогонного битума методом окисления. Такой битум называют «окисленным». Процесс окисления заключается в прокачке воздуха через емкость с жидким дистиллированным битумом. Фактически это процесс беспламенного управляемого горения. При этом происходит соединение кислорода воздуха с битумом, в результате чего возрастает молекулярный вес составляющих битум веществ, они становятся более тугоплавкими, а наиболее легкие вещества улетучиваются с отходящими газами.

Температура размягчения по КиШ и пенетрация являются параметрами, которые измеряются при входном контроле битума на предприятии.

Модификация битума

Очевидно, что важным требованием к битуму, который используется для изготовления кровельных материалов, является достаточно высокая теплостойкость. Кровли любого типа (плоские, скатные) в летнее время нагреваются под действием солнечных лучей до температуры 70-80 °С и более. Размягчение битума при этих условиях может привести к выходу кровли из строя, в частности – к сползанию посыпки на скатных кровлях.

С учетом этого обстоятельства, целесообразным кажется использование для изготовления кровельных материалов окисленного битума (марки БНК 90/30 или подобного), поскольку он имеет достаточно высокую теплостойкость, которая может быть еще увеличена путем добавления в покровную массу минерального наполнителя. И действительно, окисленный битум находит очень широкое применение для изготовления битумной черепицы, особенно в США. Для битумной черепицы жесткость при низкой температуре не является существенным недостатком, поскольку процесс укладки и эксплуатация этого материала не предполагают изгиба.

Однако для рулонных материалов низкая гибкость при пониженных температурах является существенным недостатком, поскольку делает невозможной укладку (невозможно раскатать рулон) и может привести к повреждению материала, уложенного на податливое основание (минеральную вату). Достаточную гибкость при низкой температуре сохраняет дистиллированный битум (типа БНК 45/190), однако его теплостойкость совершенно недостаточна.

Данное противоречие может быть разрешено путем модификации битума, то есть добавлением в него специально подобранных полимерных веществ (рис. 1.3). Модификации подвергают битум марки БНК 45/190 или подобный, с целью повысить его теплостойкость, сохранив достаточную гибкость при низких температурах.

Рис. 1.3 Свойства битума и полимер-битумной композиции.jpg

Рис. 1.3 Свойства битума и полимер-битумной композиции

Наилучшие результаты получают при использовании сополимеров бутадиен-стирола (СБС). Добавление в битум 5-6% СБС позволяет достичь достаточной теплостойкости готового материала при хорошей гибкости. Более того, срок службы такого модифицированного продукта увеличивается в несколько раз по сравнению с окисленным битумом.

Другие полимеры, применяемые для модификации битума (например, атактический полипропилен – АПП), также позволяют добиться высокой теплостойкости, но не обеспечивают столь высокой гибкости при низких температурах. Подбор полимера для модификации битума осуществляют исходя из назначения материала, условий его монтажа и эксплуатации.


Гранулят

Кровельный гранулят (или просто гранулят, гранулы) – крупнозернистая посыпка, наносимая на лицевую сторону гонта битумной черепицы с целью придания ей эстетичного внешнего вида и для защиты битума от воздействия природных факторов, прежде всего – ультрафиолета. К кровельному грануляту предъявляются следующие требования:

·         Сплошное, без просветов (битумных «глазков») укрытие поверхности гонта. Это требованием является решающим для обеспечения долговечности битумной кровли.

·         Хорошая адгезия (прилипание) к покровной массе.

·         Устойчивость окраски гранулята против выцветания

Высококачественный кровельный гранулят получают из натуральных горных пород путем их дробления, окраски, водоотталкивающей и обеспыливающей обработки. Этап окраски включает в себя собственно окрашивание гранул мокрым способом, а также горячую сушку и обжиг. Для производства крашеного кровельного гранулята используют сланец или базальтовые породы.

Сланцевый гранулят широко используется финскими и другими европейскими производителями, поскольку технолгически процесс его производства проще. Сланец – мягкий слоистый минерал, при дроблении он дает гранулы в форме чешуек, которые придают продукции привлекательный внешний вид, особенно вблизи. Однако сланцевый гранулят имеет ряд существенных недостатков по сравнению с гранулятом из более твердых (базальтовых) пород:

·         Низкая твердость сланца приводит к неизбежному образованию пыли при транспортировке гранулята и подаче его на линию по производству битумной черепицы. Наличие пыли негативно сказывается на адгезии гранул к покровной массе, поскольку пыль прилипает к ней в первую очередь и ухудшает прилипание собственно гранул;

·         Сланец содержит от 5 до 15 % органических веществ. С одной стороны, они придают ему гидрофобные (водоотталкивающие), но с другой – неизбежно разрушаются под действием погодных факторов и УФ-лучей, образуя поры. В поры проникает вода, что ведет к разрушению гранул при переменных температурах.

·         Наличие органических веществ в сланце ограничивает температурные режимы при окраске гранулята. Чем выше температура сушки и обжига гранулята, тем более прочной будет окраска готового гранулята.

Гранулят, изготовленный из базальта или подобных пород (габбро-диабаз) свободен от вышеперечисленных недостатков, поэтому такие кровельные грануляты находят широкое применение и России и США.

Находят также применение дешевые заменители качественного кровельного гранулята, изготовленные из отходов металлургических производств – различного рода шлаки, дробленые либо изначально зернистые. Они имеют черный цвет и характерный стеклянный блеск. Помимо специфического внешнего вида их недостатком является высокая абразивность, что ведет к быстрому износу оборудования.

Входной контроль кровельного гранулята на предприятии предполагает, прежде всего, определение гранулометрического состава, то есть распределения гранул по размерам. Качественные грануляты отечественных и зарубежных производителей имеют примерно одинаковый гранулометрический состав (Таблица 2). 

Таблица 2. Фракционный состав кровельного гранулята

Размер частиц, мм Доля по весу, %

Более 2,0

2,5

1,4 – 2,0

25,0

0,8 – 1,4

50,0

0,6 – 0,8

15,0

0,5 – 0,6

5,0

Менее 0,5

2,5

Правильное распределение частиц по фракциям выработано опытом и обеспечивает хороший внешний вид черепицы и плотное укрытие поверхности битума гранулами (Рис. 1.4). При этом наличие мелкой фракции (песка) столь же важно, как средней и крупной.

 а)  крупные гранулы одинакового размера.jpg
 б)  смесь гранул разных размеров.png

Рис. 1.4 Схема нанесения гранул на покровную смесь:

а) крупные гранулы одинакового размера;
б) смесь гранул разных размеров.

Также в ходе теста на гранулометрию определяется содержание пыли в грануляте.

Соответствие цвета гранулята утвержденному образцу определяется путем измерения цвета на спектрофотометре. Измеренное значение цвета сравнивается со стандартом, утвержденным поставщиком. Стойкость окраски гранулята определяется путем кипячения его в дистиллированной воде. Если вода мутнеет, то есть краситель смывается с гранул, результат считают неудовлетворительным.

 Определить стабильность цвета гранулята под действием ультрафиолета и погодных факторов возможно путем испытания образца гранулята в соответствующем приборе – ксенотесте или подобном. Однако в связи с тем, что такое испытание занимает не менее 1 000 часов, оно не может применяться для входного контроля материала.

Основа

В качестве основы, на которую наносят покровную смесь при производстве битумной черепицы, используют нетканые стеклохолсты. По своей структуре и способу производства стеклохолст напоминает бумагу. Резаное стекловолокно смешивают с водным раствором вяжущего (клея), а затем полученную пульпу распределяют равномерно по сетчатому конвейеру. Лишнюю влагу удаляют вакуумом, полученное полотно прокатывают с целью уплотнения и высушивают. Стеклохолст обладает сравнительно невысокой механической прочностью и низкой эластичностью. Стеклохолст легко пропитывается покровной смесью, что позволяет упростить конструкцию соответствующего узла производственной линии (покровной ванны) и добиться высоких скоростей производства.

Стеклохолсты классифицируются по весу одного квадратного метра. Для производства битумной черепицы используют холсты плотностью 80 – 120 г/м2 (Таблица 3). Наиболее распространенным типом основы является холст плотностью 100  г/м2

Характеристики кровельного стеклохолста

Плотность стеклохолста является ненормируемым показателем, и производитель оставляет за собой право использовать любую плотность. По ГОСТ 32806-2014 "Черепица битумная" нормируется максимальная сила растяжения. Она должна составлять не менее 600 Н/50 мм в направлении ширины гонта и не менее 400 Н/50 мм в направлении высоты гонта. Максимальная сила растяжения зависит от плотности стеклохолста, но не линейно. Очень много зависит от качества основы. Стеклохолст плотностью 110 г/м2 одного производителя может иметь те же показатели максимальной силы растяжения или даже меньше, что и стеклохолст плотностью 100 г/м2 другого производителя. Поэтому если производитель битумной черепицы не может получить максимальную силу растяжения соответствующую нормам на стеклохолсте плотностью 100 г/м2, ему остаётся переходить либо на стеклохолст большей плотности, например 110 г/м2 (но пропитывается такая основа уже хуже), либо переходить на другого поставщика стеклохолста, что не всегда возможно.              

Входной контроль стеклохолста состоит в измерении его фактической плотности (взвешиванием) и прочностных характеристик при помощи разрывной машины.

Минеральный наполнитель

Минеральный наполнитель является важным компонентом покровной смеси. Он представляет собой измельченный известняк или доломит. Добавление его к битумно-полимерной смеси имеет двоякую цель:

·         Повысить теплостойкость конечного продукта;

·         Снизить себестоимость.

Основными характеристиками наполнителя, которые проверяют при входном контроле являются:

·         Гранулометрия;

·         Влажность.

Недопустимо наличие в наполнителе посторонних включений, таких как камни и органика.


Вопросы и ответы (FAQ)

Тускнеет ли цвет кровли со временем?

Читать ответ

Глоссарий

Мостик холода – явление, возникающее между двумя материалами с раз...

Все термины



Вход в личный кабинет
Пожалуйста, авторизуйтесь: