Кровельная сталь

Традиционным в России материалом для металлических кровель является оцинкованная сталь. Обычная листовая сталь при эксплуатации быстро подвергается коррозии и поэтому не может считаться надежным кровельным материалом. Оцинкованная сталь — это листовая сталь, покрытая с двух сторон слоем цинка толщиной 0,02 мм.

Металлообрабатывающая промышленность выпускает большую номенклатуру стальных изделий, применяемых в строительстве, в том числе и прокатную листовую сталь для покрытия кровли. Применение того или иного вида стали в строительстве определяется не только ее свойствами, но и ее; доступностью и экономической целесообразностью.

Качество стали обеспечивают легированием, вакуумированием при разливке и другими способами. По химическому составу стали делятся на две группы: углеродистые и легированные. Углеродистые стали по назначению и качеству разделяются на стали обыкновенного качества, качественные конструктивные и инструментальные. Сталь углеродистая обыкновенного качества представляет собой сплав железа с углеродом. В строительстве наибольшее применение находит углеродистая сталь Ст.3, которая идет на изготовление металлических конструкций зданий и сооружений, трубопроводов и арматуры для железобетонных изделий.

Легированными называют стали, в состав которых специально вводят один или несколько элементов, улучшающих физико—механические свойства стали. Легированные стали в зависимости от содержания легирующих элементов разделяют на высоколегированные, среднелегированные и низколегированные. В строительстве чаще всего применяются стали низколегированные. В их состав входит не менее 2,5% легирующих элементов, таких как марганец, кремний, хром, никель, медь, вводимых в небольшом количестве.

Среднелегированные и высоколегированные стали применяются в строительстве при изготовлении конструкций, которые должны иметь высокую коррозионную стойкость.

Применяемые в строительстве стали различают по качеству, способу обработки и назначению. По качеству стали подразделяют на обыкновенные, качественные, высококачественные и особо—высококачественные. Эти виды различаются количеством вредных примесей: серы, снижающей механическую прочность и вызывающей красколомкость — хрупкость в горячем состоянии; фосфора, усиливающего хладноломкость — хрупкость при пониженных температурах; неметаллических включений.

Буквенные обозначения марок низколегированных сталей указывают на входящие в их состав элементы, такие, как хром — X, алюминий — Ю, бор —Р, марганец — Г, медь — Д, молибден — М, никель —Н, кремний — С, а цифровые обозначения указывают на их среднее содержание в сотых долях процента. Первая цифра обозначает содержание углерода, например 35ХГ2С означает: сталь высококачественная, содержащая 0,35% углерода, 1% хрома, 2% марганца, 1% кремния.

В маркировке углеродистых сталей буквы указывают на группу и способ производства стали, а цифры на ее маркировку. Например, стали группы А маркируют буквами Ст и цифрами от 0 до 7, группы Б — буквами МСт (мартеновская) или 5 Ст (бессемеровская) и цифрами от 0 до 7, а сталь группы В — буквами ВСт. В обозначении марок кипящей стали добавляют «кп», полуспокойной — «пс». Так сталь, полученную бессемеровским способом (кипящая), группы Б обозначают БСт 3 кп, а сталь группы В, полученную в конвертерах с продувкой кислородом сверху, обозначают ВКСт 3 кп.

Листы оцинкованной кровельной стали имеют прямоугольную форму. Их поверхность должна быть гладкой, чистой, не должна иметь наплывов цинка, но с четким рисунком кристаллизации цинкового покрытия при горячем цинковании, без трещин, без темных и ржавых пятен. По толщине листа оцинкованная кровельная сталь подразделяется на толстолистовую (при толщине листа более 0,4 мм) и тонколистовую (при толщине листа до 0,39 мм).

Для кровельных работ берут стальные листы толщиной 0,45, 0,50 или 0,55 мм для скатов, а для карнизных и фронтонных свесов, разжелобков и деталей водосточных труб — 0,63 или 0,70 мм. Длина стальных листов —2 м, ширина — от 0,50 до 0,75 м.

Кроме листов из оцинкованной стали, для кровельных работ используют оцинкованные или алюминиевые гофролисты (профнастил), листы из цветных металлов (например, меди) и из титанцинка (Д—цинка).Д—цинк представляет собой цинк, легированный титаном, медью и алюминием. Это экологически чистый материал, имеющий высокую коррозиестойкость. Кровля из титанцинка в 5 раз дешевле кровли из цветных металлов, а срок ее службы — 75 лет.

Для продления жизни металлической кровли и защиты ее от коррозии используют специальные антикоррозийные грунтовки.

Черепица

Глиняная черепица

Черепица — это керамический материал, получаемый формированием из глиняной массы с последующим обжигом. Сырьем для изготовления черепицы служат легкоплавкие глины типа кирпичных, но более пластичные и жирные, т.к. черепиц имеет небольшую толщину.

Применяют глиняную черепицу в основном для покрытия кровель малоэтажных зданий. Черепица огнестойка, долговечна, расходы на эксплуатацию — незначительны, а запасы дешевого сырья для ее производства практически не ограничены. Из недостатков следует отметить большую массу (до 65 кг/м ), хрупкость, большая трудоемкость изготовления, необходимость придания кровле большого уклона (не менее 50 °) для обеспечения быстрого и свободного стока воды и ручной способ ее укладки.

В настоящее время выпускают черепицу пазовую штампованную, пазовую ленточную, S—образную ленточную и коньковую желобчатую (рис.1). В зависимости от назначения черепица может быть: рядовая — для покрытия скатов кровли; коньковая — для покрытия коньков и ребер; разжелобочная — для покрытия разжелобков; концевая (половинки, косяки) — для замыкания рядов; специального назначения.

Обжигают черепицу в кольцевых или туннельных печах при температуре 1000—1100 °С.

К глиняной черепице предъявляются следующие требования: она должна быть правильной формы с гладкими поверхностями и ровными краями, без отбитостей, трещин и известковых включений. Допускаются искривления поверхности и ребер черепицы не более, чем на 3 мм; отбитие или смятие шипов допускается не более 1/3 высоты шип отклонения линейных размеров по длине не должны превышать 5 мм, а по ширине — 3 мм. Исключение составляет пазовая штампованная черепица. Цвет черепицы должен быть однотонным, а ее структура в изломе однородной. Черепица должна быть нормально обожжена, о чем свидетельствует чистый, недребезжащий звук, издаваемый при легком постукивании металлическим предметом. Она должна выдерживать 25—кратное замораживание и; оттаивание.

Рис.1. Черепица глиняная

а) — пазовая штампованная;

б) — пазовая ленточная;

в) — плоская ленточная;

г) — коньковая.

Таблица1

Размеры глиняной черепицы.

Глубина пазов (так называемых фальцев) черепицы должна быть не менее 5 мм, высота шипов для подвески штампованной черепицы — не менее 10 мм, ленточной — не менее 20 мм. Разрушающая нагрузка на излом в воздушно—сухом состоянии — не менее 70 кг на одну черепицу. Масса 1 м покрытия из черепицы в насыщенном водой состоянии зависит от типа черепицы. Так для плоской ленточной масса должна быть не более 65 кг; для пазовой штампованной и ленточной, волнистой и S—образной ленточной — не более 50 кг. Масса 1 м ( )коньковой черепицы не должна превышать 8 кг.

Для крепления к обрешетке пазовая штампованная черепица имеет на тыльной стороне ушко с отверстием, а у ленточной черепицы это отверстие в средней части шипа. Диаметр отверстия должен быть не меньше 1,5 мм.

Волнистая ленточная глиняная черепица для крепления к обрешетке имеет одно отверстие диаметром 5—6 мм на расстоянии 4—5 см от края.

Цементно—песчаная черепица (ЦПЧ) готовится прессованием под высоким давлением окрашенной растворной смеси. Смесь состоит из точно дозированных компонентов: портландцемента, кварцевого песка, щелочестойкого пигмента и воды. Цвет черепицы, благодаря введению пигмента в растворную смесь, сохраняется постоянным в течение всего срока службы кровельного материала. Цементно—песчаная черепица отличается точными Размерами (отклонения от стандартных размеров не более 2 мм). Так как портландцемент во влажных условиях может твердеть годами, черепица также в процессе эксплуатации годами набирает прочность. Это положительно выделяет ее среди других видов черепицы, «стареющих» с течением времени, т.е. со временем теряющих свои первоначальные технические свойства.

Структура такой черепицы позволяет кровле «дышать», поэтому влага, скапливающаяся под крышей, быстро испаряется, а это препятствует образованию плесени и гнили. В доме под такой крышей — приятный и здоровый воздух.

Несмотря на то, что черепичные кровли гораздо тяжелее, чем обычные, перерасход древесины на строительные конструкции не столь существенен, как кажется на первый взгляд. Опыт говорит, что он не превышает 15—20%, что укладывается в пределы допускаемой ошибки предварительного статического расчета. При шестидесятиградусном наклоне мансардного ската поперек стропил действует только половина веса кровли (катет, лежащий против угла в 30°), а снеговая нагрузка согласно нормативных документов и вовсе исключается. При дальнейшем увеличении угла наклона стропил, характерного для мансард, нагрузка от веса черепицы стремится к нулю.

Металлочерепица и профнастил

В последние годы на строительном рынке России можно легко приобрести современное покрытие для кровли, так называемую металлочерепицу. Это листы оцинкованной стали, покрытые полимерными составами. Такие листы делаются из стали методом штамповки или роликовой обработки при непрерывном процессе. При этом технологией гарантируется точное повторение рисунка. В металлочерепице сочетаются традиционно красивый черепичный рисунок и экономичность, которая достигается за счет низкой материалоемкости кровельных длинномерных листов промышленного изготовления и несложного монтажа.

Исходным материалом в металлочерепице является холоднокатанная сталь толщиной 0,5 мм. После прокатки стальной лист подвергается горячей оцинковке с двух сторон, при этом поверхность становится устойчивой к воздействию коррозии и восприимчивой к выполнению следующего слоя методом пассивации. На пассивированную поверхность наносится защитная краска праймер и затем — слой пластика, выдерживающий воздействие солнечных лучей и колебаний температур.

В качестве пластикового слоя используются пластизол ПХВ, ПВХ 2, полиэфир или акрил, которые наносят на основе при высоких температурах. Лучшую стойкость к воздействию механических нагрузок и промышленных загрязнений воздуха имеют ПХВ, ПВХ2.

Металлочерепица выпускается фирмами—производителями с массой 1 м покрытия не выше 5 кг и разных цветов — всего около 30 цветов и оттенков. Стоимость 1 м кровли с учетом ее высокого качества и долговечности вполне сопоставима со стоимостью кровли, изготовленной традиционными способами. Кровля из металлочерепицы легко и быстро монтируется как из готовых листов длиной до 7 м., так и из картин, которые выполняются на специальной установке.

Кроме металлочерепицы в России и за рубежом выпускается много различного профнастила, используемого как для кровель, так и для стен промышленных зданий, в том числе и арочные формы различных радиусов. Выбор формы профнастила, цвета и пластиковых покрытий велик. Профильные листы имеют либо стандартную длину, либо могут быть нарезаны по длине ската, благодаря чему можно избежать поперечных соединений, достичь экономии материала и большей надежности кровли.

Профнастил изготовлен из гофрированной оцинкованной жести с многослойным покрытием, что гарантирует высокое качество материала и его долговечность. Фирмы обеспечивают комплектующими деталями, крепежными болтами, красками.

Кровельные неметаллические листы

Асбестоцементные листы

Асбестоцемент является композиционным материалом. Его изготавливают из цемента, асбеста и воды. Он обладает высоким физико—механическими свойствами, т.к. в нем искусственный цементный камень армирован тонкими волокнами асбеста. Он обладает высокой механической прочностью при изгибе, небольшой плотностью, малой теплопроводностью, стойкостью против выщелачивания минерализованными водами, малой водопроницаемостью и высокой морозостойкостью.

Недостатки асбестоцемента — понижение прочности при насыщении водой, хрупкость и коробления при изменении влажности и токсичность.

Основным сырьем для производства асбестоцементных изделий является асбест с третьего по шестой сорт (10—20% по массе), и портландцемент марок 300, 400, 500 (80—90%). При производстве цветных асбестоцементных листов и изделий в coстав дополнительно вводятся красители, а также цветные лаки, эмали и смолы.

Классификация асбестоцементных изделий. По форме — листы плоские, листы профилированные. Листы профилированные делят на волнистые, двоякой кривизны и листы фигурные. По назначению — кровельные, стеновые, облицовочные и листы для строительных конструкций. По способу изготовления — прессованные и непрессованные. По размерам — мелкоразмерные длиной до 2000 мм, и крупноразмерные длиной 2000 мм и более. По виду отделки лицевой поверхности — серые, неокрашенные и офактуренные.

Плитки естественного шифера (сланца). Сланцевая кровля устраивается на крышах простой конфигурации, так как сланцевые плитки — очень хрупкий кровельный материал, легко колющийся и расслаивающийся.

Подготовка плиток включает в себя две основные операции: сверление отверстий диаметром 4,5 мм и резка плиток при помощи ножовки. Для конька и ребер крыши применяются доски и стальные листы.

Волнистые асбестоцементные листы. В малоэтажном строительстве применяют в основном волнистые асбестоцементные листы. В зависимости от основных размеров и области применения они подразделяются на волнистые листы обыкновенного профиля — ВО, кровельные листы усиленного профиля — ВУ—К, стеновые листы — ВУ—С и ВУ—5, волнистые листы унифицированного профиля — УВ—6 и УВ—,5, средневолнистые листы — СВ—40, волнистые листы периодического сечения.

Волнистые листы обыкновенного профиля — «ВО». Выпускаются листы длиной 1200±15 мм, шириной 686±105, толщиной 5,5±0,70,2, шагом волны 115±2. Масса листа 9,8 кг. Лист ВО перекрывает 0,6 м площади крыши (рис.4). К листам ВО выпускают детали коньковые К—1 и К—2, лотковые Л—135 (для устройства ендов), угловые У—90 и У—120 (для устройства перехода ската кровли к дымовым и вентиляционным трубам).

Лицевая поверхность листов может быть окрашена минеральными природными или искусственными пигментами, такими, как железный сурик, оксид хрома, редоксайд и др.

Асбестоцементные волнистые листы усиленного профиля ВУ—К имеют длину 2300—2800 мм, ширину 994, толщину 8, высоту волны 50, шаг волны 167 мм. Масса листа 36—44 кг (рис.5).

Асбестоцементные волнистые листы унифицированного профиля. УВ—6 и УВ—7,5 укрупненного размера имеют шестиволновый профиль, ширина листа 1125 мм, длина 1750—2000 мм или 2500 мм, толщина 6—7,5 мм. Обозначение УВ—7,5—1750 указывает толщину и длину листа. Высота волны перекрываемой — 45 мм, перекрывающей — 54 мм.

Асбестоцементные листы средне—волнистые СВ—40 выпускаются длиной 1500—2500 мм, шириной 1130 мм, толщиной 5,8 мм, с шагом волны 150 мм и высотой волны 40 мм. Листы выдерживают сосредоточенную нагрузку от штампа 1500Н.

Полезная площадь листа марки СВ—40 на 90% больше полезной площади листа марки ВО, а расход асбестоцемента на 1 м полезной площади на 5 — 6% ниже.

Листы СВ—40 применяются для устройства кровель жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий.

Безасбестовый, или цементно—волокнистый шифер, армированный целлюлозой, полиакрилами или короткими льняными волокнами, — это современный вариант традиционного шифера. Он ни в чем не уступает асбестоцементным листам. Более того экологически чистый безасбестовый шифер был создан в качестве достойной замены экологическ небезопасному асбестовому шиферу.