Полимерпесчаная черепица: характеристики + специфика производства и укладки

Введение полимеров в состав композитных стройматериалов значительно улучшает их потребительские и технические характеристики. Благодаря указанной модификации увеличиваются эксплуатационные сроки, возрастают эстетические показатели.

Тенденция обогащения полимерами не обошла стороной и сферу производства кровельных покрытий. В итоге появилась полимерпесчаная черепица, ни в чем не уступающая своему керамическому прототипу, а по ряду критериев существенно опережающая его.

Содержание

Плюсы и минусы полимерпесчаной кровли

Созданную из смеси раскаленного полимера, пигмента и чистого песка черепицу сложно отнести к разряду искусственных материалов. Все же в ее составе преобладают природные составляющие. Основную массу, примерно 60 – 75%, слагает промытый и просушенный песчаный заполнитель, 1% — красящее вещество.

Оставшаяся доля в процентном соотношении отведена полимерному компоненту, призванному связывать все воедино. Он придает форму, обеспечивает прочность и устойчивость к всевозможным внешним явлениям. Благодаря использованию мягких и жестких пластиков материал получает уникальные свойства и, как следствие, популярность в кровельном деле.

К экологическим преимуществам изготовления означенного вида покрытия смело приплюсуем возможность наиболее рациональным способом утилизировать полимерные отходы. Полиэтиленовую упаковку, жесткую тару, отслужившие бытовые принадлежности перерабатывают и получают исходник для производства черепичин.

По сути, пусть и меньшая, но близкая к половине часть итогового продукта практически ничего не стоит, что весьма положительно отражается на интересном для покупателя аспекте — цене. Такая кровля обойдется гораздо дешевле, чем ее исторический керамический предшественник, а служить будет ровно столько же.

Нельзя не отметить цветовые достоинства полимерно-песчаного покрытия. Колоритная гамма у него ощутимо богаче, что предоставляет обширную возможность для выбора покупателям, а архитекторам с дизайнерами для разработки потрясающих идей.

К признанным строителями и потребителями достоинствам полимерпесчаного штучного покрытия относятся:

• Легковесность. Усредненная масса 1м² такой кровли варьирует в пределах 21 – 30 кг, что примерно вдвое меньше массы керамического и песчано-керамического покрытия. Это значит, что можно сэкономить на сооружении основания под укладку, т.к. оно не должно быть настолько же мощным.
• Отсутствие пор. Полимерное связующее полностью заполняет пространство между песчинками, не давая воде малейшей возможности проникнуть в толщу материала. Кровля не «набухает» и не утяжеляется в период дождей, в ней не появляются каверны и трещины в период первых заморозков.
• Ударопрочность. Полимерно-песчаным черепичинам не свойственно так же легко скалываться и биться как керамическим собратьям. Процент «боя» в процессе транспортировки и укладки значительно меньше, что в очередной раз положительно влияет на общий бюджет стройки.
• Сопротивляемость негативным воздействиям. Материал без утраты прочностных качеств переносит 500 циклов замораживания/размораживания. Стойко отражает химические и биологические атаки, противостоит УФ, не теряет цвет.
• Технологичность. В черепичинах не нужно высверливать отверстия для фиксации, крепеж закладывается в ходе изготовления. Имеются верхние зацепы, с помощью которых элементы кровли цепляются за обрешетку, и боковые замки, с помощью которых формируется монолитное покрытие. Запросто режется пилой.
• Ремонтопригодность. По аналогии со всеми штучными вариантами кровли при необходимости заменяются только поврежденные лепестки, а не полностью весь материал. Демонтаж черепичины и установка новой не составляет особого труда.
• Изоляция. Несмотря на практически полное отсутствие пор, полимерпесчаная кровля отличается высокими звукоизоляционными качествами, что объясняется специфическими свойствами полимерного связующего компонента. Из-за низкой теплопроводности на поверхности нет конденсата.

В доме с описываемой нами кровлей не ощущается летний зной, зимой не чувствуется холод. Превосходные изоляционные показатели позволяют сокращать толщину утеплителя, использовать не самые эффективные и, следовательно, дорогостоящие изоляционные материалы в формировании кровельного пирога.

К списку достоинств добавим простоту и дешевизну производства черепицы из полимерно-песчаной смеси. Готовую к работе линию можно расположить в гараже или подобном небольшом помещении. Только нужно обеспечить площадь, выбранную для организации мини-заводика, мощной вытяжной вентиляцией, т.к. выпуск продукции из полимеров довольно опасный процесс.

Производство черепицы из песка с полимерами

Изготовление штучного кровельного покрытия из песка с полимерной составляющей включает ряд этапов, каждый из которых должен быть выполнен с максимальной ответственностью.

Тонкости подготовки компонентов

Использование в производстве песка и полимерных отходов предполагает необходимость в подготовке сырья к процессу изготовления. В частности, песок должен быть промыт, просеян и тщательно высушен. Недопустимо применение этого материала с глинистыми и органическими включениями, наличием частиц более 3 мм и воды.

Промытый и просеянный карьерный или речной песок требующейся фракции можно купить в готовом виде. А можно выполнить просев, мойку и сушку самостоятельно, но для этого следует запастись ситом соответствующего размера, емкостью для промывки и баками для воды.

В подготовке полимерной массы к производству черепицы гораздо больше нюансов. Однако требований к полученному сырью значительно меньше, чем, к примеру, к компонентам для изделий вторичной переработки.

Допускается незначительное наличие жира, потому что он все равно выгорит, необязательно проводить сортировку и мойку. Однако пластиковое сырье необходимо скрупулезно осмотреть, избавить от металлических деталей, фольги. Желательно смывать машинное масло, но в особом усердии нет необходимости – оно выгорит.

Речь о сортировке зашла в связи с тем, что в изготовлении полимерно-песчаного покрытия используются разные по жесткости полимеры, это:

• Мягкая продукция. К ней относится одноразовая и многоразовая полиэтиленовая упаковка.
• Жесткие изделия. Отслужившие бытовые предметы и материалы из ПЭТ, АБС пластика, полипропилена, полистирола.

Берут и тот, и другой вид примерно в равных долях, но желательно, чтобы жесткая составляющая слегка преобладала, хотя бы на 5 – 10 %.

Абсолютно непригодны тугоплавкие полимерные материалы: фторопласты, поликарбонаты. Может использоваться, но не слишком подходит легкоплавкий ПВХ, потому что частично выгорит.

Измельчение и перемешивание полимеров

Полимерная масса, состоящая из мягких и жестких компонентов, предварительно измельчается. Работа производится на дробильной машине. Обязательно соблюдается правило смешивания полимеров с разными свойствами, чтобы обеспечит стандартные качественные характеристики продукции.

В составе должны быть и полиэтилены, обеспечивающие прочность при отрицательных температурах, и жесткие полимеры, гарантирующие прочность в жару. Если имеется возможность не использовать отходы, то лучше купить гранулят подходящей марки, правда из-за него увеличится себестоимость.

После подготовки и измельчения полимерная масса поступает в экструдер. В этой машине производится перемешивание полимерных компонентов под нагревом. Перемешивание производится не на молекулярном уровне, что вообще невозможно для разнородных полимеров. Достаточно простого соединения за счет вязкости расплава.

В результате получается вязкая масса, по консистенции схожая с дрожжевым тестом. На выходе из экструдера это «тесто» снимается оператором, облаченным в брезентовые рукавицы. Он буквально комкает снятую массу в некий шар диаметром приблизительно 10 см.

Этот шар, так называемый агломерат, бросают в емкость с водой для охлаждения. Не дожидаясь полного остывания, извлекают оттуда и отправляют дальше остывать без воды и сохнуть.

Бывает, что в процессе перемешивания и нагрева смесь для производства полимерпесчаной черепицы вытекает из оборудования прямо на пол. В это ничего страшного нет. Массу нужно собрать и пустить в дело, вместе с прошедшими через емкость с водой шарами все это измельчается в щепу с размерами от 1 мм до 10 мм.

Формовка черепицы из полимерно-песчаной массы

На этом этапе происходит смешивание измельченной в щепу полимерной массы, песка и красящего пигмента. Процесс выполняется в термосмесительном агрегате. Пропорции ингредиентов подбираются в зависимости от типа выпускаемой продукции.

Оптимальными для изготовления черепицы долями считаются 24% полимеров, 75% песка, 1% пигмента. Важно в ходе работы непрерывно поддерживать рабочий объем сырьевой массы, добавляя составляющие в требующихся процентах.

Заметим, что подбор пропорций оказывает влияние на скорость изготовления и как результат на производительность. Чем больше в сырьевом составе песка, тем медленнее будет производиться расплавление, потому что он дольше разогревается.

Смешивание должно производиться так, чтобы каждая песчинка полностью обволакивалась полимерной оболочкой. Вал смесительного агрегата обеспечивает равномерное поступление смеси в три условные зоны, различающиеся по температуре.

Перемещаемая лопастями смесь плавно переходит стадии расплава и насыщения песчаным наполнителем с красителем, что гарантирует равномерность физико-механических качеств полученной плитки и равномерность цвета по всей ее мощности.

Подготовленная к формовке масса, напоминающая тугое пельменное тесто, выдавливается из агрегата через открытую работником заслонку. Оператор обрезает ножом выдавленный кусок требующегося объема и весом около 2 кг. После контрольного взвешивания неостывшая еще заготовка перекладывается в форму с помощью простого совка.

Форму устанавливают в прессовальное оборудование, нижняя плита которого способна передвигаться. Полимеризация и твердение заготовки производится в разных температурных режимах: верхняя поверхность обрабатывается при температуре 80º, а нижняя – при 45º или в течение 30-50 секунд охлаждается еще сильнее.

Указанный метод охлаждения способствует своеобразному выдавливанию полимеров на поверхность черепичины, благодаря чему образуется глянец. Если планируется производство матовых плиток, то обе поверхности полимеризуются в равных температурных режимах.

Оборудование производственной линии

В производстве полимерно-песчаных изделий, применяемых как в кладке штучной кровли, так и в обустройстве пешеходных зон с дорожками, используется аналогичное оборудование. Выполняющий финишную работу пресс подходит для выпуска и тротуарной плитки, и черепичин.

Производственную линию можно приобрести в полной комплектации или собрать из отдельных агрегатов. Однако даже готовый комплект рабочих систем можно дополнять или не дополнять агрегатами, не имеющими ведущего значения, по собственному усмотрению.

В обязательную к применению рабочую комплектацию входит:

• Дробилка отходов. Оснащенный ножами агрегат, способный измельчать полимерное сырье на частицы фракции до 30 мм, а агломерат на частицы фракции до 10 мм. Согласно эксплуатационной специфике требует частой заточки ножей.
• Экструдер. Предназначен для перемешивания полимерных ингредиентов под высокотемпературным воздействием. Снабжен валом, обеспечивающим равномерный замес, и легко заменяемыми ТЭН-ами.
• Агрегат плавильно-нагревательный (аббревиатура АПН). Применяется для смешивания раздробленного полимерного агломерата с песком и пигментом. Обеспечивает разную скорость и нагрев проходящей через него массы, что гарантирует равномерность смешивания.
• Пресс. Малогабаритная прессовальная установка с подвижной плитой внизу. оборудована двумя независимыми охлаждающими контурами, что обеспечивает разницу температур на тыльной и лицевой поверхности черепичного лепестка.
• Гидростанция и баки с водой для охлаждения. Мощность гидравлической насосной станции и полезный объем емкостей для охлаждения подбирают, ориентируясь на предполагаемую производительность.

Кроме основных типов оборудования, требующихся для производства лепестков полимерпесчаной черепицы, потребуются дополнительные машины. К примеру, дробилка для брака, которой пользуются, чтобы измельчить неудачные черепичины.

С другой стороны, измельчить бракованные изделия можно кувалдой, а затем пропустить их через дробилку, используемую на подготовительном этапе для всех отходов.

Не помешает обзавестись сушилкой песка. Хотя избыток влаги в материале испаряется в период температурной обработки, но в это время могут образоваться поры и полости в полимерно-песчаной массе, что, безусловно, снизит прочностные характеристики продукции.

Область применения и технология укладки

Как и любой другой вид штучной кровли полимерпесчаная черепица непригодна для пологих крыш. Удачно смотреться и отлично служить она будет, если уклон конструкции по минимуму составит 22º.

Верхних пределов уклона нет, доступна укладка на крайне крутые поверхности. Например, оголовки узких смотровых башенок с винтовой лестницей внутри. Однако рекомендовано не увлекаться крутизной свыше 60º.

Так как этот вид черепицы отличается незначительным весом, отпадает необходимость в сооружении мощной стропильной системы. Для изготовления стропильных ног берут брус со сторонами 50…70 мм, устанавливают их через 1,0 м – 1,5 м.

Обрешетку сооружают из бруска со сторонами по 50 мм, контробрешетку делают из бруска 30×50 мм. Шаг решетин зависит от размеров черепичин, каждая из которых должна лежать как минимум на трех опорах.

Технология укладки аналогична монтажу традиционной глиняной черепицы. Укладка начинается от линии карниза и продвигается вверх к коньку. Решетины служат и опорами, и направляющими.

В ендовы укладываются жестяные угловые элементы, закрепляемые к обрешетке еще до устройства черепичного покрытия. Для коньковых и вальмовых хребтов выпускают стандартные для черепичных кровель детали.

Желающие обустроить вальмовую крышу свободно разрежут элементы в нужный размер, а остатки установят в следующих рядах или на другом скате. Совершенно ни к чему непригодных обрезков, как правило, минимум.

Полезное видео по теме

С нюансами изготовления полимерно-песчаной штучной кровли ознакомит ролик:

Видео о правилах тестирования полимерно-песчаного кровельного покрытия:

Видео-презентация покрытия от российского производителя:

Особенности изготовления полимерно-песчаной штучной кровли лишают материал стандартных для строительной керамики недостатков. Если они известны владельцу дома, подыскивающему подходящий вариант для обустройства крыши, он непременно обратит внимание на этот вид. И не пожалеет ближайшие 50 лет.

---