Плоская кровля. Ремонт и реконструкция плоской кровли.

Буферные пенобетонные стяжки при реконструкции плоских кровель.

Проблемы реконструкции плоских кровель

     Реконструкция плоских кровель промышленных и гражданских зданий на территории Российской Федерации это один  из наиболее частых и естественных видов  строительных работ.  Несмотря на появления современных кровельных материалов, явное улучшение культуры труда при устройстве наплавляемой гидроизоляции огромные денежные средства ежегодно тратятся на текущие и капитальные ремонты кровель такого типа. Протечки, вздутия, складки, трещины  и прочие дефекты кровельного ковра приводят существенному удорожанию  эксплуатации зданий.
     В рамках текущего ремонта кровель, который проводится либо при появлении первых признаков протекания кровли, либо по результатам оценки состояния кровли, производят наклейку одного или двух слоев  рулонных наплавляемых материалов. Долговечность подобного ремонта, как правило, невелика – всего 2 - 4  года и надо  вновь производить наклейку следующих слоев  гидроизоляции кровли.  В результате подобного постоянного ремонта гидроизоляционный ковер кровли может иметь толщину  более  200 мм (см. рис 1.) 

Существующие варианты реконструкции плоских кровель

     Радикально исправить положение может только решение о капитальном ремонте кровли, при котором кровельный пирог целиком демонтируется. Но капитальный ремонт кровли представляет собой комплекс дорогостоящих строительных работ, включающий большой объем финансовых вложений в демонтаж и вывоз строительного мусора. Кроме того, во время капитального ремонта кровли создается опасность причинения существенного финансового ущерба внутренней отделке и оборудования здания, так как при выпадении осадков при снятой кровельной гидроизоляции вероятно попадание воды внутрь здания.
     В некоторой степени найти решение этой проблемы  возможно при устройстве так называемых «дышащих» кровель. В этом случае  в нижнем слое водоизоляционного ковра, за счет его частичного закрепления к основанию, создается сеть каналов по которой идет последующий сброс избыточного давления под гидроизоляционной мембраной. Это решение имеет несколько  существенных минусов:

Рис.2. Разрез плоской кровли после обычной реконструкции (наклейка нового гидроизоляционного ковра).

     1. Основание кровли, как правило, железобетонная плита.
     2. Слой пароизоляции.
     3. Слой старой, увлажненной из-за протечек теплоизоляции (минеральная вата, пенополистирол, керамзит, легкий бетон и т.п.) 
     4. Путь миграции паровоздушной смеси  в теплоизоляционном слое при нагреве кровли.
     5. Повреждения старого гидроизоляционного ковра.
     6. Избыточное давление, создаваемое мигрирующими водяными парами.
     7. Вздутия на поверхности новой кровельного ковра, уложенного при реконструкции кровли.

Буферные слои плоской кровли из монолитного пенобетона.

     Эффективным решением при реконструкции плоских кровель является применение монолитного неавтоклавного пенобетона.  При этом на поверхности старого гидроизоляционного ковра устраиваются стяжки из пенобетона. Далее на поверхность пенобетонной стяжки наплавляется новый кровельный ковер. Полностью технология реконструкции плоских кровель представляет собой ряд следующих этапов.
•    Оценка состояния плоской кровли: определение зон  застоя воды, наличия повреждений кровельного ковра и пр.;
•    Подготовка основания для устройства буферной пенобетонной стяжки. Срезка  складок,  отслоений, пузырей  - до основания, уборка мусора, отслоившейся посыпки, удаление воздушных полостей;
•    Приемка скрытых работ;
•    Устройство буферных пенобетонных стяжек толщиной 40 - 100 мм;
•    При необходимости устройство вертикальных переходов (выкружек) также из монолитного пенобетона;
•    Огрунтовка основания битумным грунтовками, согласно рекомендаций поставщика гидроизоляционного покрытия кровли;
•    Устройство кровельного гидроизоляционного ковра в два слоя;
•    Установка кровельных вентиляторов (флюгарок) из расчета 1 штука на 150 - 200 м.кв.;



Рис.3. Разрез плоской кровли при реконструкции с использованием монолитного пенобетона. 

     1. Основание - железобетонная плита.
     2. Пароизоляция.
     3. Старый теплоизоляционный слой.
     4. Пути миграция паровоздушной смеси в теплоизоляционном слое кровли.
     5. Повреждения старого гидроизоляционного ковра.
     6. Распределение мигрирующих водяных паров в поровом пространстве пенобетонного слоя.
     7. Слой новой гидроизоляции, уложенной при реконструкции.

     При такой конструкции кровли  слой монолитного пенобетона служит буферным пространством  для паров воды. Повышенное давление,  создаваемое испаряющейся из теплоизоляционного слоя кровли водой, равномерно распределяется внутри обширного порового пространства пенобетона, не приводя к повреждениям кровельного гидроизоляционного ковра.  Именно это эффект объясняет,  почему слои рулонной гидроизоляции на кровлях из пенобетона лежат без ремонта более десяти лет  при полном отсутствии вздутий и иных повреждений. Сходный механизм имеет и эффект морозостойкости ячеистых бетонов – только при замерзании в поровое пространство пенобетона отжимается не пар, а растут кристаллы льда, не повреждая  сам материал.
     Отдельной строкой следует отметить эффект, названный нами "самовысыханием" пенобетона. Физико-химическое связывание воды при твердении портландцемента гидратными новообразованиями обеспечивает уменьшение водосодержания неавтоклавного пенобетона даже внутри герметически замкнутых пространств. Это происходит при укладке монолитного пенобетона в буферные теплоизоляционные стяжки, колодцевую кладку, заполнение прочих строительных полостей неавтоклавным пенобетоном. При поглощении воды интенсифицируются процессы твердения пенобетона, таким образом, высыхая, пенобетон повышает свои прочностные характеристики. Общеизвестным является факт возможности длительного твердения цементных бетонов вообще, и  цементных пенобетонов в частности. Это позволяет пенобетонной стяжке даже при последующих попаданиях воды, в результате повреждений гидроизоляционного покрытия, самостоятельно высыхать в ходе гидратации цементной матрицы пенобетона. Надо отметить, что практика работ с монолитным пенобетоном при устройстве плоских кровель убедительно показывает, что в кровлях с использованием неавтоклавного пенобетона пароизоляционный слой не является необходимым. Это также можно объяснить эффектом «самовысыхания». 

Описание свойств монолитного пенобетона и оборудования для его производства.

     Производство пенобетонной смеси осуществлялось нами с использованием, так называемой одностадийной технологии производства пенобетонной смеси. При этом исключается предварительное приготовление двухфазной пены (Ж - Г). Оборудование приготавливало трехфазную пену (Ж-Т-Г) за один передел, из цепочки технологического оборудования для производства пенобетона исключается пеногенератор и насос для подачи пенобетонной смеси на расстояние. При производстве пенобетонной смеси на строительной площадке принципиальным требованием является минимально необходимый комплект оборудования. Пеногенератор – устройство, требующее высокой культуры труда при эксплуатации, его наличие существенно усложняет технологию производства пенобетона. При этом наличие пеногенератора не дает сколько-нибудь ощутимых преимуществ при производстве монолитного пенобетона. Подача пенобетонной смеси производилась нагнетанием давления внутрь рабочей камеры пенобетоносмесителя. Этот способ позволяет отказаться от использования насосов (героторных, перистальтических) при транспортировании пенобетона, при высоте подачи пенобетонной смеси до 30 метров.  Таким образом, производство и подача монолитного пенобетона осуществлялась одним агрегатом – пенобетоносмесителем, совмещающим в себе функции пеногенератора, смесителя пенобетона и насоса. 


Рис. 4. Оборудование для производства и подачи пенобетонной смеси размещается на кузове грузового автомобиля. Большую часть рабочего места занимает склад вяжущих веществ  и наполнителей.


Рис. 5. Производство пенобетонной смеси осуществляет один рабочий-штукатур. На переднем плане пенобетоносмеситель СПБУ-500М и емкость для воды затворения. 

     Поскольку требования экономической эффективности  ремонта плоских кровель требуют устройства буферных пенобетонных стяжек минимальной толщины, то это налагает ряд особых требований к физико-механическим свойствам пенобетона. Обязательно наличие в составе пенобетона комплексной модифицирующей добавки, в состав которой вводятся водоудерживающие добавки. В противном случае невозможно обеспечить гарантированный набор прочности, особенно летом при интенсивном нагреве основания под заливку пенобетона. Тонкослойная укладка требуется обязательного объемного армирования для предотвращения развития усадочных деформаций. Объемное сетчатое армирование цементной матрицы пенобетона проводится гидравлически активными силикатными волокнами. В составе комплексной добавки желательно использование добавок водоредуцирующего действия. Иногда необходимо использование добавок ускорителей схватывания и твердения пенобетонной смеси. Подбор комплексной добавки должен проводиться строительной лабораторией с учетом того, что многие виды модифицирующих добавок имеют явно выраженный пеногасящий эффект, например суперпластификаторы нафталино-формальдегидного типа.

Табл.1 Физико-механические свойства пенобетона.

     По итогам многолетних работ связанных с реконструкциями плоских кровель  с применением буферных пенобетонных стяжек можно выделить следующие положительные эффекты такой конструкции и такого материала:
1. Срок безремонтной эксплуатации возрастает до 10-20 лет.
2. Укладка монолитного пенобетона ведется индустриальными методами, бригада из двух человек может укладывать до 700 метров квадратных пенобетонных стяжек в смену.
3. Пенобетонные стяжки обеспечивают дополнительную теплоизоляцию кровли.  См. табл.1.
4. При укладке монолитных пенобетонных стяжек устраняются неровности кровли, отсутствуют места застоя воды.
5. Технология наклейки рулонных битумных материалов проста и ничем не отличается от технологии наклейки этих материалов на обычный цементно-песчаный раствор.