Статьи

Основная тенденция в области создания строительных материалов (в частности кровельных материалов) в последние 20 лет имеет совершено четкие направления:

1. Экономия сырьевых компонентов, особенно дорогостоящих, без потери качества создаваемых материалов;
2. Экологическая безопасность создаваемых материалов, включая, прежде всего, химическую и пожарную безопасность;
3. Долговечность материалов и конструкций из них в процессе эксплуатации.

Именно эти задачи решаются с применением сырьевых нанокомпонентов и нанокомпозитов. Альтернативные направления для решения вышеуказанных проблем в основном исчерпаны. А направления, связанные с использованием нанокомпозитов при создании и производстве строительных материалов и составов, находятся в зачаточном состоянии.

Вот несколько примеров использования таких технологий в области кровельных материалов.

ЭКОШИФЕР – долговечный полностью экологически безопастный листовой кровельный материал

При разработке ЭКОШИФЕРА была поставлена задача ликвидировать недостатки традиционного шифера (отщепление асбестовых волокон при вибрациях, ветровых нагрузках, высокое влагопоглощение из-за наличия микротрещин, обусловленных технологией, благоприятность для развития грибковых колоний, недолговечность из-за процессов замерзания и таяния воды в трещинах, из-за молочной кислоты выделяемой грибками, которая разрушает цемент; биологическое загрязнение территории грибковыми спорами, посредством которых размножаются плесневые грибки). Необходимо было сохранить его преимущества: негорючесть, отсутствие электролизации, низкая теплопроводность, бесшумность при дожде, хорошая электромагнитная проницаемость и низкая себестоимость. Поставленная цель была достигнута путем обоюдосторонней обработки стандартных листов шифера с использованием специальных составов, содержащих наночастицы.

Разработка технологии модификаций водных нанодисперсий сополимеров, а также химикаты, используемые для модификации, имели целью придать нанодисперсиям (не менее наноразмеров частиц) такие характеристики, как высокая морозостойкость (не менее -50ºС), в т.ч. в циклических испытаниях соответствующих пленок на замораживание-размораживание. Эта задача была успешно выполнена. Более того, удалось создать и наладить производство новых модификаторов водных дисперсий сополимеров, которые (не меняя наноразмеров частиц) обеспечили одновременное сочетание следующих эксплуатационных свойств у пленок, полученных из указанных сополимеров: морозостойкость, огнестойкость, грибкостойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению.

На основе этих разработок было налажено промышленное производство красок ДОКАС и ПЕНТАКСА с размерами частиц модифицированных сополимеров в водных дисперсиях 60-250 нм.

Для обработки лицевой поверхности шифера была создана и испытана погодостойкая, долговечная и морозостойкая акриловая краска ДОКАС. Особенность этой краски состоит в том, что она не только образует на поверхности шифера прочную защитную пленку, но и пропитывает и заполняет все микротрещины имеющиеся на лицевой поверхности, а также мельчайшие поры шифера что предотвращает разрушение шифера за счет расклинивающего эффекта расширения замерзшей воды и снижает почти до нуля водопоглощение и не пропускает «высолы» из массы шифера. Покрытие шифера краской ДОКАС полностью предотвращает возможность попадания в воздух волоконец асбеста и ликвидирует процесс растрескивания шифера. Система органических и неорганических антисептиков введенная в состав краски ДОКАС, полностью предотвращает возможность образования грибковых колоний на поверхности ЭКОШИФЕРА, а введение в краску антистатика ОКСИСТАТ предотвращает образование статического электричества.

Обратная сторона шиферного листа обрабатывается вододисперсионной трудногорючей краской ПЕНТАКСА, которая придает тыльной стороне те же самые положительные свойства, кроме декоративных, которые на тыльной стороне не требуются. Слой краски ПЕНТАКСА позволяет хранить материал в кипах без повреждения лицевого слоя краски.

Таким образом, были ликвидированы основные недостатки асбоцементного шифера и получен ЭКОШИФЕР. При обновлении лицевой поверхности краской ДОКАС раз в 7-8 лет, ЭКОШИФЕР может служить вечно.

КРОНАС – рулонный кровельный материал

В процессе работ по созданию уникального по свойствам рулонного кровельного материала КРОНАС на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) был создан уникальный высокомолекулярный пластификатор с наноразмерами частиц (надмолекулярных структур). В этом же кровельном материале использованы нано-измельченные антипирены АЛГИД и СТИБОКС. Применение же вышеуказанного пластификатора в ПВХ-композициях приводит к получению материалов с необычайным сочетанием свойств: высокая морозостойкость (до -45ºС), исключительно высокое относительное удлинение (до 350%) и одновременно небывалая прочность на разрыв (до 11 МПа). Это позволило получить рулонный кровельный материал без применения стекло-сетки, что выгодно отличает материал КРОНАС от аналогов, как с экономической точки зрения, так и с точки зрения удобоукладываемости.

Для предотвращения старения материала была разработана система светостабилизаторов и УФ-абсорберов.

Этот пример очень ярко показывает, какую высокую конкурентную способность могут обеспечить разработанные нанохимикаты и продукция с их использованием.

Параллельно с материалом КРОНАС была разработана клеящая мастика РУКОЛЛ для высококачественного приклеивания материала КРОНАС к бетонным и деревянным основаниям, причем была достигнута прочность при перпендикулярном отрыве от 0,6 до 1,0 МПа.

ЧЕПЛАР - черепица пластиково-резиновая

Помимо радиоактивных отходов, любые другие отходы могут быть рационально использованы.

Одна из острейших проблем современности – использование отработанных и не подлежащих восстановлению автомобильных шин.

Устойчивость автошин к атмосферным и климатическим воздействиям обусловлена следующим:

• Сажа является мощным поглотителем ультрафиолетового излучения, обеспечивая стойкость к солнечному свету.
• Упругость вулканизованной резины позволяет ей хорошо переносить температурные колебания.
• Наличие антиоксидантов предотвращает старение под действием кислорода воздуха.

Удалось разработать такую рецептуру, при которой использование отходов автомобильных покрышек (резиновая мука) и отходы полиэтилена (пленки, канистры, дробленка и т.д.) с введением в состав композиции антипиренов, т.е. добавок которые делают материал трудногорючим.

Кроме того, удалось решить проблему наружной окраски материала. Получение наружного окраса является очень сильным техническим решением. Дело в том, что если же варьировать состав не только краски, но и самой подложки, на которую она наносится, то результаты могут превзойти все ожидания.

Так, связующий компонент был введен и в краску, и в один из жидких антипиренов, добавляемых в композицию ЧЕПЛАРа. За счет этого общего компонента произошло «химическое сваривание» слоя поверхности и слоя краски. Т.е. удалось использовать водно-дисперсионную краску для окрашивания резиновой поверхности, да еще с полиэтиленовым наполнителем.

Если этот материал время от времени подкрашивать, то он будет вечным. Он не скользкий. Поэтому возможное применение этого материала – для спортивных покрытий, напольных покрытий для животноводческих ферм и т.д.

Материал обладает высокой механической прочностью и очень долговечен. Кроме того, он является очень легким материалом (в 4 раза легче шифера, в 10 раз легче черепицы). Не гниет, не издает никакого шума при дожде, граде и ветре.

Также разработан клей, который позволяет приклеивать ЧЕПЛАР к бетонному основанию с высокой прочностью.

САБРУФОЛ – подкровельный материал

Сегодня под любую листовую кровлю обязательно применение подкровельного материала. Как правило, это рулонный материал, который не должен в случае повреждения внешнего покрытия пропускать воду достаточно длительное время. Материал должен не пропускать воду, но должен пропускать пар в пространство между подкровельным материалом и листовой кровлей, чтобы не было влаги внутри кровельной системы.

В соответствии с требованиями химической и пожарной безопасности, был разработан материал САБРУФОЛ (подкровельная пленка). В качестве основы этого материала используется плотная электротехническая стеклоткань. А в качестве пропиточного состава была использована комбинация двух водных нанодисперсий трудногорючих сополимеров с добавлением минерального антипирена, эффективного пластификатора-антипирена и нетоксичных антисептиков.

В итоге получился полупроницаемый подкровельный материал мембранного типа с приятным золотистым окрасом, который по экологической безопасности превосходит все, что есть сейчас на рынке подкровельных материалов, имеет долгий срок службы, пленка, образуемая при высыхании дисперсий морозостойкая (т.к. введены специальные добавки для обеспечения морозостойкости) и не имеет проблем с растрескиванием.

Рекомендуется САБРУФОЛ приклеивать на основание нетоксичным клеем ТЕТРАКОЛЛ-КОКС, потому что любой пробой такого материала приводит рано или поздно к проникновению воды. Но сплошное приклеивание не обязательно. Это может быть приклеивание в швах, стыках и нахлестах.

КРОВЛЯ БЕЗ КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Одним из наиболее ярких примеров в этом направлении является революционная разработка КРОВЛЯ БЕЗ КРОВЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ. Использование в этой разработке пропиточных, грунтовочных и финишных составов с наноразмерами частиц сополимеров, минеральных наноантипиренов и минеральных нанопигментов позволило выйти на совершенно необычные показатели для кровельно-гидроизоляционного покрытия:

1. Масса покрытия на 1 кв.м. составила 200 грамм, в то время как применяемые в настоящее время для плоских кровель кровельные материалы дают нагрузку на плиту крышного перекрытия от 2500 до 4000 грамм/м² (имеется в виду один слой кровельного материала);
2. В случае механического повреждения такого покрытия ремонт поврежденного места занимает несколько минут в теплое время года, и 20-30 минут в зимнее время, в то время как ремонт современных кровельных покрытий занимает несколько рабочих дней, учитывая необходимость снятия старого материала и монтажа нового;
3. Разработанное кровельное покрытие на основе нанокомпозитов обладает высокой морозостойкостью до -50ºС и не распространяет пламя по поверхности.
4. Использование разработанных нанокомпозитов для кровельно-гидроизоляционного покрытия повышает примерно в 10 раз производительность труда при кровельных работах.

Для городских коммунальных служб вопросы выхода из строя кровельных материалов давно уже стало настоящим бедствием. Тяжелые и недолговечные кровельные покрытия на основе битума и рубероида постоянно протекают и дают опасно высокую нагрузку на плиты крышного перекрытия. Различные варианты рулонных кровельных материалов также не позволяют обеспечить надежную и долговечную гидроизоляцию крыш и при этом они еще сильно горючи (Г4).

Тщательное изучение этой проблемы привело к идее принципиально иного решения по гидроизоляции ж/б крыш жилых и промышленных зданий. Сущность идеи состояла в том, чтобы при помощи полимерных нанодисперсий сначала полностью закрыть поры бетона (пропитывающий состав), затем нанести на пропитанную ж/б плиту вододисперсионный грунтовочный состав, а далее дважды наложить финишное защитно-декоративное покрытие, отличающееся высокой морозостойкостью (до -50ºС), водонепроницаемостью и стойкостью к солнечному свету.

Все 3-и слоя, пропиточный, грунтовочный и финишный отличаются высокой морозостойкостью и относятся к трудногорючим покрытиям. Перед нанесением указанных составов стыки между панелями крышного перекрытия герметизируют морозостойким герметиком.

Разработанное техническое решение по гидроизоляции крыш потребовало изменение технологии пароизоляции. Было предложено осуществлять тепло- и пароизоляцию крышного перекрытия не снаружи, а изнутри. Для этого использовался материал ТЕПЛЕН, который приклеивается на перекрытие изнутри и обеспечивает не только эффективную теплоизоляцию, но и одновременно пароизоляцию и шумопоглощение.

Для разработанной кровельной системы не страшны удары ломом или скребком в зимнее время, т.к. пропитанный бетон на эти удары практически не реагирует. Если же все таки повреждение нанесено, то место повреждения высушивается промышленным феном и операции по пропитке, грунтовке и финишной отделке повторяются в месте повреждения.

Таким образом, крупномасштабное внедрения для устройства кровель указанных нанокомпозитов ежегодно будет приносить в многоэтажном домостроении десятки миллиардов рублей прибыли.