Использование пенополиуретана для изоляции крыш получило применение в странах Западной Европы и США в течение последних 25 лет.

Предлагаются два метода: укладка изоляционных плит из жесткого пенополиуретана со ступенчатым фальцем или напыление пенополиуретана непосредственно на поверхность крыши. Остановимся в этой статье на последнем методе. Основная идея и решающее преимущество этого метода состоит в том, что помимо напыления теплоизоляции производится герметизация крыши, тогда как в случае обычной плоской крыши надо было бы уложить несколько слоев различных материалов, выполняющих различные функции. В рассматриваемом методе используется только один материал — пенополиуретан, что значительно упрощает строительство крыш. С помощью полиуретанового покрытия, наносимого методом напыления, можно большинство крыш покрыть теплоизоляцией, а при реконструкции крыш теплоизоляцию можно нанести даже без демонтажа последней.

Напыляемый материал для крыш представляет собой жесткий пенополиуретан. Он получается путем смешивания двух компонентов «А+Б». Компонент «А» представляет собой смесь полиолов, в которой содержатся необходимые добавки, компонентом «Б» является полиизоционат. Пенообразующий агент подмешивается в компонент «А». При экзотермической реакции он испаряется и вспенивает смесь в пеноматериал. Оба компонента смешиваются друг с другом в различных пропорциях: 1:1; 1:1,2; 1:1,5; 1:1,75; 1:2 в зависимости от марки компонента «А».

Механические свойства жестких пеноматериалов (см. таблицу) в высокой степени зависят от плотности сырья, которая может регулироваться с помощью пенообразующего агента. Температурная стойкость напыляемых материалов для плос ких крыш составляет от –60 до +120 °С, поглощение воды материалом составляет около 2% по объему. После восьмичасового контакта пенополиуретана с водой последняя не должна проникать вглубь. Коэффициент сопротивления диффузии водяного пара для пенополиуретана составляет около 50.

Таблица. Механические свойства пенополиуретана для напыления на крыши.
Расчетные значения теплопроводности пенополиуретанов для напыления на крыши составляют как для многих других продуктов из него без диффузионно-плотных слоев покрытия 0,03 Вт/(м•К). Измеренное значение теплопроводности при температуре +10 °С не превышает величины 0,023 Вт / (м•К).

При покрытии крыш жестким пенополиуретаном на наружной его поверхности образуется корка. За счет ультрафиолетового солнечного излучения со временем пенополиуретановое покрытие приобретает коричневый цвет. Механические свойства пенополиуретанового покрытия при изменении цвета не изменяются. Чтобы получить хорошую стойкость к погодным условиям, наружная поверхность пеноматериала должна быть защищена от ультрафиолетового излучения либо с помощью окраски, либо засыпкой из гравия с группой зернистости от 16 до 32 мм толщиной не менее 5 см. Гравийная засыпка не должна быть химически обработана, например, против грибков, вредителей и т. п. В краевой зоне должно быть дополнительно нанесено покрытие в виде защитной окраски.

Для покрытия крыш жестким пенополиуретаном имеются специальные установки, которые отвечают следующим требованиям:

 являются транспортабельными;
 имеют длинные, обогреваемые шлангопроводы;
 пистолет для напыления прост в управлении;
 смесительная камера пистолета-распылителя легко очищается воздухом или механически;
 производительность нанесения пенополиуретана на поверхность регулируется от 1 до 9 кг/мин.

Установка для нанесения полиуретана на поверхность крыши обычно располагается в нескольких метрах от места нанесения. Чтобы компоненты могли держать постоянную температуру, необходимо обогревать как установку, так и шлангопроводы.

Техника процесса напыления состоит в том, что оба компонента сырья остаются точно дозируемыми и мелко распыляемыми соплом пистолета для запенивания на покрываемой слоями поверхности. Работа с распылительной головкой требует от оператора определенного умения, которое достигается через 3—5 месяцев обучения. Толщина каждого слоя напыления, а также общая толщина покрытия крыши должны соответствовать строительным требованиям. Во время запенивания реактивная смесь проходит фазу, в которой происходит приклеивание к нижнему слою. Нанося несколько слоев, можно получить теплоизоляцию нужной толщины. Такая техника процесса напыления дает возможность изготовления бесшовных, герметичных для воды и теплоизолированных поверхностей. Технология в чем-то аналогична тому, как изготавливаются наливные полы.

Запенивание на месте (как почти все строительные работы) зависит от погоды. Оно может быть затруднено за счет низкой температуры, ветровой нагрузки и влажности. Окружающая температура при работе на поверхности напыления не должна быть слишком низкой, т. е. порядка плюс 15—20 °С и выше. Критическими являются низкие температуры, которые могут влиять на процесс запенивания на строительной площадке. Для получения высококачественного теплоизоляционного слоя температура наружной поверхности запениваемого объекта должна составлять не менее +15 °С.

Часть создаваемого при запенивании на месте «тумана» из брызг пенополиуретана может переноситься ветром. Предметы в непосредственной близости от места проведения работ по запениванию должны быть по возможности защищены. В ветреные дни можно использовать клетки, закрытые пленкой, позволяющие перехватывать распыляемый «туман», деревянные щиты. Однако лучше всего применять на крыше передвижной шатер в качестве защиты от ветра. При производстве работ крыша должна быть сухой, так как компонент «Б» при расщеплении на углекислый газ может реагировать с водой с превращением в полимочевину. Следствием этого явления будет недостаточная адгезия с поверхностью крыши, открытость ячеек, недостаточная сетчатая структура твердого пенополиуретана в этой зоне. Относительная влажность при работе с пенополиуретаном не должна быть выше 70%. Грунт крыши должен быть сухим, свободным от пыли, жира или плохо схваченных слоев пенополиуретана. Плоские крыши, покрытые твердым пенополиуретаном, должны иметь в готовом состоянии достаточный наклон (более 3%). Стоячей воды следует избегать. Дождевая вода должна беспрепятственно отводиться. При этом должны соблюдаться технические нормы. Покрытия крыш из пластмасс должны быть защищены от механических повреждений, возникающих под воздействием погодных условий (град, сход льда и т. п.). При обычных плоских крышах можно из конструктивных соображений на холодной стороне не наносить никакой защиты от пара. На этом основании защита от пара располагается под теплоизоляцией, так как водяной пар не проникает в пеноматериал, и конденсат не может образовываться.

Таким образом, пенополиуретан как современный теплоизоляционный строительный материал можно применять не только для теплоизоляции стыков наружных стен и зазоров между оконными и дверными блоками, пола первого этажа и перекрытий над неотапливаемыми помещениями, наружных стен, но и для теплоизоляции крыши. Особенно это касается тех крыш, нагрузки на которые должны быть минимальны.

Л. Д. Евсеев

Председатель Комиссии по энергосбережению в строительстве РОИС (Самарское отделение), д. т. н., советник РААСН, директор компании «Ритм»

"Полиуретановые технологии