В настоящее время рынок кровельных, гидроизоляционных материалов представлен тремя поколениями материалов: битумными, битумно-полимерными и полимерными. Доля первых поколений (битумного и битумно-полимерного) велика – до 82%, в стране, добывающей углеводороды иначе быть и не может. Однако, современные битумные и битумно-полимерные материалы характеристиками для службы в условиях Севера и Сибири не обладают, так как не отвечают требованиям надежности и долговечности с позиции жизненного цикла зданий (ЖЦЗ) и морозостойкости. Декларируемая долговечность битумных кровель на практике не подтверждается. Морозостойкость битумных и битумно-полимерных материалов составляет от -100 до -300, а зимние температуры в районах Севера и Сибири достигают -500С, -600С.
По нашим наблюдениям и данным институтов ВНИИАсбестцемент, ВНИИСтройполимер, ВНИИКровля, ЦНИЭПЖилища, СибЗНИИЭП, ЛенЗНИИЭП, а также данным Госстроя Коми срок службы мягких кровель в районах Крайнего Севера, Приполярья, Заполярья, Севера Сибири составляет от одного года до нескольких лет. Сложные климатические условия с сильными ветрами и морозами не позволяют выполнять кровельные работы круглогодично. Мягкие кровли выполняются исключительно сезонно от 1-го до 4-х месяцев в году.
Доля полимерного направления увеличивается от года к году, анализ рынка показывает наиболее динамичное развитие 3-его поколения полимерных кровельных и гидроизоляционных материалов (ПКГМ).
Сопоставим особенности, свойства, качества, обсуждаемых трех поколений материалов, равнозначно присутствующих в строительстве в регионах Сибири, Севера и Крайнего Севера.
Материалы 1-го и 2-го поколения – пожароопасны. Процесс устройства кровель из битумных и битумно-полимерных материалов способом наплавления с открытым пламенем горелок при температуре 8000–10000С, кроме пожароопасности еще и трудозатратен.
Вся линейка битумных и битумно-полимерных материалов по надежности и долговечности (от 2 до 5 лет) находится на последнем месте среди стройматериалов. Кроме того, что строительство круглогодичное мягкие кровли и гидроизоляция из битумных и битумнополимерных материалов выполняются сезонно.
2-е поколение битумно-полимерные – это модифицированный рубероид (с добавлением до 10% полимеров). Технологический цикл не позволяет ввести большее количество полимеров. Такое количество полимеров в составе не значительно повышает их теплостойкость и морозостойкость. Обратим внимание на то, что в процессе укладки в высоком пламени горелок пластификаторы и полимеры просто-напросто выгорают. Существующая применяемая технология наплавления битумных и битумно-полимерных материалов является затратной, пожароопасной, малоэффективной. Производительность труда и качество работ низкие. Анализ существующих условий устройства и эксплуатации мягких кровель в районах Севера показал их неэффективность из-за специфических особенностей применяемых битумных и битумнополимерных материалов (низкая морозостойкость, малая надежность и долговечность).
В 21 веке глобальным направлением в области требований к строительным материалам является условие применения материалов с долговечностью соответствующей жизненному циклу зданий, сооружений (ЖЦЗ). Сегодня формируется новый подход соответствия применяемых в строительстве материалов по сроку службы ЖЦЗ. Возведение зданий/сооружений должно осуществляться из материалов, срок службы которых соответствует ЖЦЗ.
Полимерные кровельные и гидроизоляционные материалы 3-го поколения, разработанные НПО «Гидрол-Руфинг» и технические решения с их использованием, имеют надежность и долговечность сопоставимую с уровнем ЖЦЗ, обеспечивают энергоэффективность зданий, сокращение энергопотерь до 40%, позволяют всесезонно, пожаробезопасно выполнять работы на кровле и при гидроизоляции.
Опыт успешного применения полимерных материалов от разработчика НПО «Гидрол-Руфинг»: ПВХ-мембран линейки Кровлелон, ЭПДМ-мембран линейки Элон-Супер, мастик Унимаст при устройстве полимерных кровель и гидроизоляции в течение более 45 лет во всех климатических зонах от Арктики до субтропиков подтвердил их надежность и долговечность. Материал – средство, основная цель – экономичная, надежная, энергоэффективная и долговечная кровля, гидроизоляция. Важным достижением компании является факт получения материалов (линейка Элон-Супер) со сроком службы на уровне жизненного цикла зданий, сооружений (ЖЦЗ).
Трудозатраты при устройстве кровель из материалов 3-го поколения, по сравнению с битумными и битумно-полимерными материалами, снижаются в 2-3 раза, эксплуатационные затраты – в 4-5 раз за счет повышения долговечности.
Преимуществом материалов 3-го поколения является то, что это чисто полимерные материалы, созданные с заранее заданным комплексом свойств, материалы тройного назначения: для кровель, гидроизоляции и антикоррозийного применения.
Главное из свойств – высокоэластичность. Материалы сохраняют эластичность в диапазоне температур: Кровлелон от -400С до +1200С; Элон-Супер от -600С до +1200С; мастичное покрытие Унимаст от -550С до +1200С. Битумные, битумно-полимерные покрытия в таких диапазонах минусовых температур охрупляются, имеют растрескивания поверхности, что ведет к неизбежным протечкам.
Исследования, проведенные во ВНИИСтройполимере, ВНИИКровля, НПО «Гидрол-Руфинг», подтвердили на практике реальность создания мягких кровельных материалов для условий Сибири, Севера, включая Арктику, с долговечностью на уровне жизненного цикла зданий, сооружений (ЖЦЗ).
Еще одно неоспоримое преимущество – трещиностойкость полимерных материалов 3-го поколения. Концепция создания материалов основана на том, что наружные материалы (это касается и фасадов, но, прежде всего, кровли) должны являться трещиностойкими, эластичными. Эластичность – то качество, которое способствует долговечности. Пока покрытие сохраняет эластичность – оно надежно.
Эластичность, прочность, морозостойкость, устойчивость к ультрафиолету и атмосферным воздействиям материалов ПВХ-мембран Кровлелон, ЭПДМ-мембран Элон-Супер и мастик Унимаст обеспечивают надежность и долговечность кровель, гидроизоляции и антикоррозийной обработки конструкций, надежность примыканий к выступающим частям и конструкциям.
Это новое поколение полимерных материалов также обладает защитными свойствами в щелочной, солевой и кислотной средах.
Стойкость к воздействию агрессивных сред, масло-бензостойкость, позволяют использовать Кровлелон и Элон-Супер в самых сложных условиях эксплуатации на объектах нефтегазовой, химической, металлургической и других промышленностей. Стойкость к кислотным средам позволяют использовать их в отраслях пищевой (мясной, молочной, сахарной) и кожевенной промышленности.
Стойкость к прорастанию корней, воздействию микроорганизмов почвы и плесеней позволяет успешно применять Кровлелон и Элон-Супер при устройстве «Зеленых кровель» и в ландшафтном дизайне при устройстве прудов, водоемов и проч.
Преимущество полимерного кровельного и гидроизоляционного материала в реальной возможности замены многослойного кровельного ковра на однослойный. Легкость кровельного покрытия дает снижение логистических затрат и нагрузок на конструкции. Вес ковра из ПВХ-мембраны Кровлелон 2,0 кг/м2, из ЭПДМ-мембраны Элон-Супер около 1,2 кг/м2, т. е. в 4-6 раз меньше битумно-полимерных материалов (Техноэласт, Бикрост и др.), в 8-20 раз по сравнению с рубероидным ковром.
Работы по созданию нового класса полимерных кровельных и гидроизоляционных материалов – ПКГМ в нашей стране были начаты в 70-х годах прошлого столетия. Первые опытные полимерные кровли были выполнены нами в 1968 году в городах Северодвинске на предприятиях Севмаш и Краснотуринске (Северный Урал). Работы выполнялись при температуре -200С. В течение 10 лет без ремонта кровли успешно сохраняли основные свойства – эластичность, морозостойкость. Материалы изготовлялись на основе отечественного полимера – хлорсульфополиэтилена.
В 70-80-е годы в СССР с нашим участием были созданы производства мастичных и рулонных полимерных материалов в системе Минпромстройматериалы СССР. Материалы Кровлелит и Армогидробутил имели морозостойкость ниже -50°, обладали высокой атмосферостойкостью, были успешно применены в городах Северодвинске (Севмаш), Усинске, Сыктывкаре, Ухте, Воркуте (Комитяжстрой), Харпе (Ямал, Нефтегазпром), Туре, Нижневартовске, Надыме, Норильске (Норникель, к-т Завенягина). В 1992 году нами было организовано производство высокоэластичных материалов Элонов (Элон, Элон-1, Элон-У, Элон-Супер) на основе отечественного этилен-пропилен-диенового каучука – ЭПДМ мембраны, по оригинальной инновационной электронно-лучевой технологии.
Мониторинг объектов применения материала предшественника ЭПДМ-мембраны «Элон-Супер Л» – «Элон» (по композиционному составу, не отличающемуся от Элона-Супер Л»), в различных регионах показал, что материал не имеет признаков старения после 20 лет эксплуатации в натурных условиях.
Это коррелируется с полученными результатами проведенных испытаний в лабораторных условиях по американской методике теплового старения совместно с материалами Карлайл Синтек Системс(США), Мицубоши(Япония), Дутрал(Италия), которые показали, что материал Элон по показателю снижения эластичности превышает зарубежные аналоги.
Испытания в МНИИТЭП показали, что срок службы материала Элон – предшественника Элон-Супер по результатам ускоренных испытаний составит не менее 20 лет. Зарубежные эксперты утверждают – срок службы ЭПДМ – 50 лет.
Основываясь на данных натурных и ускоренных испытаний и улучшенного качества последующего поколения эластомерного материала «Элон-Супер», можем предположить – срок службы кровель из «Элон-Супер» и «Элон-Супер-Л» не менее 50 лет, то есть она соответствует жизненному циклу зданий (ЖЦЗ).
Сравнивая сметную стоимость устройства мягких кровель из однослойного Элона с 2-х – 3-х слойным ковром из битумнополимерных материалов мы видим, что даже по разовым затратам мы имеем экономию. С учетом затрат в процессе эксплуатации Элон имеет колоссальное преимущество по сравнению с битумно-полимерными материалами, исчисляемое тысячами рублей на квадратный метр. Технология выполнения кровельных работ с применением Элонов является безопасной, не требует применения газа. Способ устройства – клеевая система, не требующая горячих процессов. Элон сохраняет эластичность до -620С, не имеет замерзающих компонентов, можно работать с ним круглогодично.
В 1992 году нами было организовано производство отечественных ПВХ мембран для устройства однослойных кровель. Материал получил название Кровлелон. Выпускается 3-х марок: А – армированный основой, АС – стеклохолстом, Г – неармированный, Д – дублированный с основой.
Высокие физико-механические свойства, эластичность, морозостойкость (до -450С), атмосферостойкость, водостойкость, цветостойкость, масло-бензо-хим-био-корнестойкость позволяют его отнести к наиболее надежным и долговечным материалам, особенно при применении в качестве гидроизоляции. Кровлелон был успешно применен на ряде компрессорных станций Газпрома в районах Ямбурга, Нового Уренгоя. Работы проводились всесезонно.
Применение Кровлелона в конструкциях стилобатов (открытые, закрытые автостоянки) позволило надежно решать проблемы гидроизоляции. Высокие физико-механические характеристики Кровлелона позволяют поверх Кровлелона укладывать асфальт.
Пятнадцатилетние наблюдения за материалом Кровлелон, примененном в качестве гидроизоляции подземных автостоянок (Москва-Сити, ТРК «Охотный ряд» на Манежеой площади, коммуникационный тоннель на Новом Арбате и др.) подтвердили его высокую надежность и долговечность. Мониторинг объектов с применение Кровлелона (кровли, гидроизоляция) продолжается.
В настоящее время в России имеются мощности по производству наших ПКГМ на уровне 10 млн м2. Однако, они не востребованы, т.к. в районах Севера по-прежнему используются битумные и битумно-полимерные материалы под эгидой как бы более дешевых. Мы утверждаем, что эта кажущаяся дешевизна очень дорого обходится уже после первых лет эксплуатации. Сегодня почему-то все считают по разовым затратам и мало кого интересует долговечность. Такой подход ведет к разорению. На ремонт жилых зданий средств требуется больше, чем на устройство самих кровель из: материалов 1-го поколения – в 10 раз; материалов 2-го поколения – в 5 раз больше; материалов 3-го поколения ПВХ мембран Кровлелон – только в 2 раза больше. Экономически выгодным, при имеющейся долговечности, являются материалы ЭПДМ-мембраны Элон-Супер и Элон-Супер Л.
К сожалению, в настоящий момент в стране нет адекватного механизма продвижения инновационных отечественных стройматериалов.
Необходимо применять срочные меры по нормализации ситуации в области устройства мягких кровель в районах Сибири, Севера и отдаленных районах Арктики. НПО «Гидрол-Руфинг» готов оказать научно-техническую помощь в данном вопросе.