Гажевые растворы для устройства кровли

В городском, промышленном и сельском строительстве устройство кровли осуществляют разными способами и материалами. В последнее время, кровлю устраивают на битумных Мастиках, Однако такая кровля в эксплуатации не долговечна и связана с рядом трудностей.

Индустриализация строительства требует применения: новых, более эффективных материалов, которые будут удовлетворять и архитектурным требованиям.

Традиционные кровли (черепичная, оцинкованной стали и черного проката) кроме того, что имеют сложные крепления и Трудоемки, в эксплуатации не выгодны, требуют тщательного ухода, а кровля из черного проката систематическую окраску. Для таких кровель устраивают сгораемую обрешетку из древесины, которая также является недолговечной, требует антисептирования и является дефицитным и дорогим материалом.

Существуют совершенно новой системы крыши и кровли, которые пока что, по ряду причин, не могут охватить большой объем нынешнего строительства. К таким можно отнести пластмассовые и другие синтетические устройства, крыши и другие конструкции.

Отрицательные стороны традиционных кровельных покрытий выдвигают неотложные требования к устройству кровли, которая была бы более устойчивой. С этой целью ремонтно-строительным трестом Тбилгорисполкома проводились эксперименты для изыскания нового вида кровли.

Было установлено, что наиболее выгодным для строительства новых зданий, имеющих плоское перекрытие, а также оград и парапетов старых зданий при их ремонте лучшей оказалась черепичная кровля, скрепленная с основанием гажевым раствором. Ремонтно-строительный трест Тбилгор-исполкома начал устраивать такую кровлю как на новых, так на ремонтируемых объектах.

Парапет, карнизы и козырьки пристроенного флигеля к Тбилисской 20 средней школы в 1965 году были перекрыты марсельской черепицей, уложенной на гажевом растворе (рис. 50). Гажевый раствор содержал по объему гажу 1, цемент 0,1 и шлак 1. Этот состав, предложенный автором, существенно отличается от уже известных не только количеством компонентов и их соотношением, но и отличными физико-механическими свойствами.

При устройстве кровли на гажевом растворе несущей и теплоизолирующей конструкцией служат железобетонные панели, вентилируемые цилиндрическими каналами («симкары»). Подсыпка производится из пемзы, шлака, строительного мусора или других легких материалов, на которых затем устраивается стяжка толщиной до 1 см.

После выравнивания поверхности (по назначенному проектом уклону) до схватывания стяжки, укладывается кровельный материал — черепица, шифер и др. (рис. 49).

Устроенная 16 декабря 1965 года кровля карнизов, козырьков и парапетов 20-ой средней школы 17 и 18 декабря, т. е. на второй день, подверглась суровому испытанию — штормовому ветру силой 12 баллов (34 м/сек). Этот ветер повредил крыши многих домов, однако черепичная кровля школы, уложенная на гажевом растворе, осталась без повреждения.

С архитектурной точки зрения эта кровля придает хороший вид зданию, парапет и козырьки 20 средней школы имеют ажурные линии (рис. 50).

Устойчивость черепичной кровли на гажевом растворе обусловлена весьма благоприятными свойствами. Этот раствор имеет хорошую адгезию и адсорбцию — прилипаемость к пористым материалам, какими являются черепица, кирпич, бетон и др. Сопротивление на отрыв даже свежего раствора оказывается достаточным для того, чтобы кровля при сильном ветре осталась неповрежденной.

В тех случаях, когда черепица или другая кровля будут оторваны, но не сдвинуты с основания — гажевого раствора, который обладает свойством высокой когезии, то через некоторое время 5—6 циклов увлажнения и высыхания кровли) черепица приклеится к основанию и покрытие будет восстановлено. Такое свойство расширяет область истолкования гажи и для других целей.

Если гажа под кровлей будет раздроблена механической силой, то после обильного увлажнения (естественным или искусственным путем) черепицы, она начнет гидратацию и за короткое время кровля будет восстановлена.

Гидратированная гажа при нагревании дегидратируется, но не рассыпается, поглощая тепловую энергию и сохраняя температурный режим.

Гажевый раствор является хорошим теплоизолятором, чем обеспечивается устойчивость кровли даже при значительных температурных колебгниях.

Устройство кровли на гажевом растворе, в виду его газонепроводимости и поглощения им водяных паров, не нуждается в подстилке изоляционно-толевого слоя. Объемная масса покрытия на гажевом растворе значительно меньше традиционных покрытий. Кровля на гажевом растворе имеет низкие эксплуатационные расходы и т. д.

Конструктивную массу покрытия можно уменьшить керамическими плитами, которые по сравнению с марсельской черепицей будут иметь меньшую массу. Такие плиты можно изготовлять плоскими с лицевой стороны, а с другой стороны с насечкой или бороздами — с целью увеличения площади прилипания. Такие плиты могут быть любого размера и модулированы в соответствии с размерами крыш, парапетов, карнизов и других элементов зданий.

Для кровли можно использовать цементно-песчаные плиты или черепицу из этого же материала. Увлажнение этих плит и черепицы, которые передают влагу гаже, не является опасным, так как после высыхания (после дождя) гаже-вый раствор укрепляется, усиливается прилипание, происходит «отпуск» напряженных внутренних сил и повышение прочности гажевого раствора.

Устройство по предлагаемому способу покрытий из черепицы, шифера и других материалов осуществляется быстро и легко, при этом можно использовать даже потрескавшийся шифер.

Перечисленные кровельные материалы втапливаются в гажевый раствор на всю площадь и создают тонкую, твердую и водоустойчивую корку всего перекрытия. Более устойчивой на гажевом растворе является кровля, имеющая небольшую крутизну.

Устройство кровли на гажевом растворе начинается снизу рядами. Черепицу второго ряда нельзя класть до того, пока не уложен первый ряд. Необходимо заранее выбрать направление кладки и обеспечить спуск с крыши таким образом, чтобы не пришлось ходить по свежей кровле.

Устроенная на гажевой стяжке мягкая кровля в эксплуатации незаменима. Битумные мастики, которыми склеиваются толь, рубероид и другие материалы не имеют дутиков, так как влага, которую выделяет битум, пергамент, толь, рубероид, а также конструкция перекрытия, поглощается гажевым раствором, вследствие чего происходит «отпуска внутренних напряжений кристаллизационной части и вторичная гидратация гажи. Газовые пузырьки на кровле отсутствуют, так как выделяемые в нижних и верхних слоях покрытия газы поглощаются гажей.

Гажевая стяжка устраивается путем наливания и разравнивания раствора непосредственно на выравнивающе-отеплительный слой, под которым не устраивается гидро- и пароизоляций.

Для установления факторов, положительно влияющих на устойчивость вышеописанных видов кровельных устройств, были проведены некоторые камеральные испытания гажеаых растворов.

С целью определения прилипаемости кровельного материала к гаже испытывали гажу всех карьеров кустарного и механического обжига, завозимую на объекты ремонтно-строительного треста Тбилгорисполкома.

Для установления оптимальных параметров и максимального прилипания гажевого раствора к марсельской и грузинской черепицам проводили следующий опыт: стекло размером 50х50 см покрывали газетной бумагой и наливали гажу с наполнителями (шлак, зола, опилки и т. д.), затем этот раствор покрывали папиросной бумагой и накладывали черепицу. После высыхания раствора черепица и папиросная бумага свободно отделялись от основания.

После удаления папиросной бумаги на отштампованное гажевое основание укладывали черепицу и производили поочередное увлажнение и высушивание черепицы.

Для каждого вида гажи такие образцы готовили в количестве 10 шт. Заготовленные опытные образцы испытывали следующим образом: образцы №№ 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, и 10 замачивали водой до полной пропитки черепицы (но не гажи), после высыхания повторяли замачивания образцов №№ 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и т.д. с пропуском одного предыдущего номера (например, при третьем цикле №№ 3, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10 и т. д.). Повторяли пропитку до тех пор, пока не дошла очередь до № 10 образца. Таким образом № 10 образец был увлажнен 10 раз, а № 1 — один раз.

После высыхания образцов приподнимали черепицу и фиксировали номер образца, при котором основание подымалось вместе с черепицей. Толщина гажевого раствора для всех образцов была установлена в 5 см. Таким путем было установлено для всех гаж и черепиц количество циклов замачивания (гидратация) и высушивания (дегидратация), при котором сила прилипания к черепице превышала вес гажевого материала. Усредненные показатели этих опытов приведены в таблице 53.

Как видно из таблицы, сила прилипания гажевого раствора к марсельской и грузинской черепице превысила вес естественно сухого раствора, состоящего из гажи I и гажи б/у 1—8 после трехкратного увлажнения, а раствор, состоящий из гажи I, грунт 0,1—0,3 после восьмикратного увлажнения. Во время опытов были случаи, выходящие за эти пределы, но самым надежным на практике в естественных условиях является увлажнение и высушивание черепицы для любой гажи от 8 до 10 раз. В этих пределах прилипание является надежным.

Перекрытие карнизов, парапетов и крыш черепицей на гажевом растворе повышает производительность труда и снижает стоимость строительных работ. Используются отходы производства как для устройства выравнивающего слоя, так и для приготовления гажевого раствора. Устройство кровли осуществляется простой технологией и не требует высокой квалификации. Достаточно отметить, что черепица, шифер или другая кровля кладется непосредственно на разровненную гажевую стяжку — раствор без каких-либо креплений и сложных устройств.

Предлагаемым способом исправляются погрешности, допущенные при бетонировке или укладке перекрытий, карнизов, парапетов и других элементов зданий.

При устройстве кровли на гажевом растворе для нормального отвода дождевой воды кровельный материал (шифер и черепица) должен быть уложен по шнуру с выступами за перекрываемый элемент на 5—7 см. Это требование нужно выполнять обязательно, так как при устройстве кровли предлагаемым способом слезники не устраиваются. Необходимо также обратить внимание на обеспечение плотного прикладывания черепицы к раствору и к предыдущему ряду кровли (черепица, шифер и др.). Пренебрежение этими требованиями может вызвать перелом кровельного материала при ходьбе по нему.

При устройстве мягкой кровли на гажевом растворе все элементы отделываются также, как и при их устройстве по цементной стяжке. Технология настила же остается без изменения, только битум для наклейки можно использовать более низкой температуры — на 10—15%, т. к. гажа поглощает меньше тепла, чем цементная стяжка.

В результате испытаний установлено, что при хорошей укладке черепицы и рубероида или толя, отрыв происходит не у поверхности гажевой стяжки, а в его глубине. Плоскость разрыва одного и того же гажевого раствора для разных покрываемых элементов и кровельного материала находятся на разной глубине. Эти данные являются важными и нужно принимать их во внимание. Результаты проведенных опытов для всех видов гажевых растворов приведены в таблице 54. Из таблицы видно, что плоскость разрыва гажевого материала приближается к влажной — не уплотненной поверхности. Это происходит от того, что сухая поверхность, впитывая из гажевого раствора воду, уплотняет его, а это создает плотный гажевый слой у сухой поверхности и плоскость разрыва перемещается в сторону менее уплотненного гажевого материала. Аналогичное уплотнение происходит и со стороны кровельного материала, который также впитывая из гажи воду, уплотняет его. Таким образом, уплотнение начинается как с нижней, так и с верхней поверхности (черепица). В стыке уплотняющихся частей раствор остается менее плотным и разрыв происходит именно в этой плоскости — в стыке.

Из вышеизложенного следует, что для приближения плоскости разрыва гажевого раствора к середине стяжки, который является самым (выгодным, нужно обратить внимание на влажность основания (карниз, парапет и т. д.) и кровельного материала (черепица, шифер и т. д.), температуру этих материалов и воздуха, коэффициент впитываемости влага, время и другие параметры.

Экономия рубероидной, асбоцементной, шиферной и другой кровли на гажевом растворе, по Сборнику единичных расценок на ремонтно-строительные работы, составляет от 0,115 до 0,16 руб.

Если учесть, что значительная экономия получается и ори устройстве подстилающего слоя, при котором расходуется шлак, песок и другие дорогостоящие материалы, а при предлагаемом способе устройства кровли — отходы производства, то эффективность предлагаемого способа становится более ощутимой.

Kaк видно из таблицы 55, средняя экономия (при устройстве 1 м2 мягкой кровли равна 0,30 руб. Это экономия только для Тбилиси при покрытии 60000 м2 поверхности мягкой кровлей за год достигнет 18000 руб. В целом же по России экономия составит миллионы рублей.

Аналогичный экономический эффект получается и при сравнении перекрытий, устроенных на гажевом раствора с перекрытиями из кровельной стали, которая ржавеет в течение 20—25 лет и нуждается в замене, а черепица, уложенная на гажевом растворе имеет срок службы, равный сроку службы здания.

На основании вышеупомянутого сборника стоимость материалов для покрытия 1 м2 поверхности составляет: рубероидной по расценке 8—97, § 20—0,27 руб., стальной по расценке 8—12, § 16—0,70 руб., марсельской черепицы по расценке 8—98, § 21—1,09 руб., грузинской черепицы по расценке 8—99, § 216—1,53 руб., асбоцементной по расценке 8—100, § 21—0,74 руб.

Из (перечисленных кровель наиболее экономичным является устройство (на гажевом растворе) из марсельской черепицы (1,09 руб.) и асбоцемента (0,74 руб., а срок службы 30—100 лет).

Если сдифференцировать сроки службы остальных кровельных материалов, использованных традиционными способами, со сроком службы предлагаемой кровли, то получается, что для кровельной стали стоимость нужно увеличить в четыре раза (без учета зарплаты), так как срок службы кровли из стали в среднем составляет 20—25 лет, то есть расход материалов составляет 2,8 руб., рубероидной (срок службы 10—15 лет) — 1,64 руб. В таком случае экономия от покрытия 1 м2 поверхности рубероидной кровлей составит, 1,64—0,92 = 0,72 руб., а стальной 2,8—0,92=1,88 руб. В среднем экономия составит (0,724—1,88):2 = 1,3 руб.

В таком случае только для Тбилиси экономия составит 1,3х60000 = 78 тыс. руб. а для страны несколько миллионов рублей.