Традиционная керамическая или цементно-песчаная черепица — что выбрать

В этой статье: этапы производства керамической черепицы; как получают глазурованную и ангобированную черепицу; технология производства цементно-песчаной черепицы; сравнительные характеристики керамической и цементно-песчаной черепицы; средняя стоимость натуральной черепицы; зависимость качества черепицы от ее брэндового названия.

Лучшего кровельного покрытия, чем выполненного из керамической черепицы, не существует и это неоспоримый факт. Однако рынок кровельных материалов также предлагает домовладельцам цементно-песчаную черепицу, внешне схожую с керамической. Чтобы сделать верный выбор, необходимо разобраться в характеристиках этих кровельных покрытий, определить, в чем разница между ними и насколько она велика. Прежде натуральная черепица — рассмотрим ее технологию производства…

Технология производства натуральной, ангобированной и глазурованной черепицы

Среди популярных на сегодня кровельных материалов только черепица из обожженной глины с успехом используется на протяжении несколько веков. За это время технология производства черепицы практически не изменилась, разве что ручной труд был автоматизирован.

Исходным сырьем для керамической черепицы служит качественная гончарная глина, добыча которой ведется неподалеку от черепичного производства. После добычи из карьера глина поступает по конвейеру на сырьевые склады, где подвергается предварительной обработке — выдерживается в течение определенного времени, затем обрабатывается при помощи колесной мельницы, разбивающей глиняную массу на фрагменты, подвергаемые просеиванию для устранения примесей и перетиранию. Далее в порошкообразную глину добавляется вода и пластификаторы в заданных пропорциях — получается однородной пластичная масса.

Прошедшая промешивание глиняная масса уплотняется при помощи шнеков и выдавливается через плоскую фильеру — на конвейер поступает глиняная лента, которая режется на пластины заданного размера. Второй способ формовки — прессование в прессе револьверного типа, в котором с целью получения качественной черепицы используются не металлические, а гипсовые пресс-формы.

Следующий этап — сушка формованных глиняных пластин в особых камерах, под постоянным контролем влажности и температуры. В течение равномерной сушки из будущей черепицы устраняются излишки влаги, что позволяет избежать образования трещин и изменения формы вследствие неравномерной усадки.

Затем керамическая черепица направляется на обжиг. Предварительно ее подвергают ангобированию или глазурованию, если же конечный цвет продукта должен быть красным, то эти виды обработки не производятся. Черепица естественного красного цвета, т.е. не глазурованная или ангобированная, называется натуральной, цвет ей сообщают содержащиеся в глине окислы железа. Ангоб — смешанная с водой белая глина, в которую добавлены различные минеральные пигменты, или цветная глина. Она наносится на поверхности черепицы и придает ей определенную расцветку, не выцветающую со временем. При этом поверхности ангобированной черепицы в процессе эксплуатации не будут трескаться, т.к. исходным материалом в обоих случаях выступает глина, соответственно, коэффициенты температурного сужения и расширения у черепицы и ангоба идентичны.

Другой способ окраски черепицы — глазурование, т.е. ее покрытие порошкообразным материалом, после обжига придающим черепице стекловидную поверхность с характерным блеском. Цвет глазурованной черепицы зависит от ионов металлов, включенных в состав глазури. Преимущества глазурованной черепицы заключаются в высокой защите от проникновения влаги в поры, после дождя покрытая такой черепицей кровля выглядит, как новенькая — влага смывает любые загрязнения, возвращая кровельному покрытию естественный блеск.

Помимо придания черепице декоративных свойств глазурование и ангобирование обеспечивают прочный и плотный слой на ее поверхностях, дополнительно уменьшая пористость. Дело в том, что при обжиге керамической черепицы примеси, присутствующие в составе гончарной глины даже в малом количестве, выгорают, образуя полости различного объема, снижающие морозостойкость и водонепроницаемость этого кровельного материала.

Черепица проходит три стадии обжига в туннельных печах:

• прогрев до 120°С, при этом из сырых пластин устраняется связанная физически влага, их материал утрачивает пластичность;
• обжиг с постепенным подъемом температуры до 1000°С. При достижении 450-600°С в глиняных пластинах происходит испарение химически связанной влаги, глинистые минералы разрушаются и черепица приобретает начальную жесткость. Дальнейшее увеличение температуры приводит к сгоранию органических примесей, пластичность керамики полностью утрачивается. Температура достигает 800°С, в результате ее воздействия повышается поверхностная прочность керамических пластин. При повышении температуры в печи до 1000°С и выше содержащиеся в глине легкоплавкие минералы и соединения плавятся, обволакивая и стягивая расплавом неплавкие частицы, что приводит к усадке и уплотнению керамической черепицы;
• постепенное охлаждение керамической черепицы, по завершении которого этот кровельный материал приобретает прочность и водостойкость.

Пройдя все производственные этапы, готовая натуральная черепица выбраковывается, маркируется и поступает на склады готовой продукции. Основной критерий качества керамической черепицы, помимо отсутствия малейших визуальных дефектов, остается неизменным на протяжении многих веков — при отстукивании металлическим предметом она издает звонкий и чистый звук.

Технология производства цементно-песчаной черепицы

Изобретателем и первым производителем цементно-песчаной черепицы был Адольф Крогер, владелец каменоломен в Баварии — в середине XVIII века им была разработана технология изготовления черепицы путем ручного прессования. Этапы производства этого кровельного материала во многом схожи с технологией создания натуральной черепицы, основная разница в отсутствии этапа обжига в печах, что значительно удешевляет производство.

Как и другие бетонные изделия, цементно-песчаная черепица создается из четырех компонентов — портландцемента, кварцевого песка, воды и пигментов, в основе которых оксид железа. В миксер диспергатора последовательно закладываются дозированные порции просеянного песка и пигмента, после их промешивания вводится портландцемент и, через некоторое время, вода. Влажность готовой для формовки смеси составляет от 9,2 до 9,8%.

Прошедшая диспергацию смесь при помощи ленточного транспортера доставляется в бункер формовочного аппарата-экструдера, проходит через фильеру и следует в виде непрерывной ленты к ножам, нарезающим ее на плитки (половинчатая и рядовая черепица) или к прессу, формирующему изогнутые формы (вальмовая и начальная хребтовая черепица). На очереди окраска — лента транспортера доставляет формованную влажную плитку к окрасочной камере, где на внешнюю поверхность черепицы наносится слой акриловой краски.

Следующий этап — предварительное отверждение черепицы в сушильной камере, где она выдерживается в течение 24 часов при температуре 60°С. По прошествии суток черепица направляется на повторную окраску и сушку, затем маркируется, укладывается на стеллажи и поступает на склад, где содержится 28 дней для набора прочности.

Характеристики натуральной и цементно-песчаной черепицы

Общеизвестно, что керамическая черепица обладает наивысшими характеристиками по сроку службы — 100 лет эксплуатации для нее совсем не предельны, при условии восстановления покрытия на малых участках (буквально в две-три черепицы) после каждого зимнего сезона. Рассмотрим другие положительные характеристики:

• экологически чистый материал, т.е. не выделяет никаких химических веществ и не имеет запаха;
• огнестойкость;
• тепло и морозостойкость;
• не является накопителем статического электричества;
• устойчива к химическому и биологическому воздействию, воздействию ультрафиолета;
• не требует окраски в течение всего срока эксплуатации;
• хорошо звуко- и теплоизолирует чердачное помещение в любую непогоду, идеальна для мансарды;
• водонепроницаема;
• практически полное отсутствие парусности, в силу значительного веса черепичных пластин.

Необходимо отметить, что перечисленные плюсы керамической черепицы во многом зависят от соблюдения технологии производства и профессионализма при укладке на кровлю. К примеру, большое количество пор в структуре натуральной черепицы серьезно снижает ее эксплуатационные характеристики, т.к. в них проникнет влага.

Отрицательные характеристики натуральной черепицы:

• относительно высокая стоимость — от 1100 руб. за м²;
• значительный вес м² — достигает 65 кг, т.е. требуется усиленная обрешетка стропил (при этом общая нагрузка на стены и фундамент здания практически не повышается);
• требует крутой скат кровли, от 22° и выше. Меньший угол ската вызовет накопление снега и образование под ним ледяной корки, разрушающей черепичное покрытие;
• хрупкий материал;
• может быть расколота и частично сбита с кровли на землю во время града.

Характеристики цементно-песчаной черепицы будут рассмотрены по сравнению с керамической черепицей. Их сроки службы практически одинаковы — порядка 100 лет, при условии своевременной замены после каждой зимы потрескавшихся плиток. Положительные и отрицательные характеристики цементно-песчаной и керамической черепиц также схожи, разве что цементно-песчаная черепица обойдется домовладельцу дешевле — около 500 руб. за м².

Если сравнить вес керамической и цементно-песчаной черепиц, то последняя весит примерно на треть меньше. Следует отметить один момент — в производственных условиях цементно-песчаная черепица набирает 70% прочность, полный набор прочности происходит уже в процессе эксплуатации, при выпадении осадков. Кроме того, черепица на цементно-песчаной основе, как и любое бетонное изделие, имеет большее количество внутренних пор, чем керамическая — они перекрываются снаружи несколькими слоями краски. Технология минимизации количества пор составляет одну из наиболее охраняемых коммерческих тайн крупных производителей черепицы из песка и портландцемента.

Какая форма черепичной пластины предпочтительнее

Среди всего многообразия форм черепицы особенной популярностью пользуются три из них — плоская («бобровый хвост»), в форме желоба («татарская», «античная», «монах-монашка») и волновой формы («противень», «голландская»).

Кровельное покрытие из плоской или желобчатой черепицы имеет один общий недостаток — щели, полностью устранить которые невозможно и через которые под кровлю проникают косой дождь и снег. Кровельные конструкции, образованные черепицей таких форм от просачивания влаги обычно защищают известковым или известково-цементным раствором, однако эта мера серьезно препятствует естественной вентиляции кровельной конструкции и повышает общий вес кровли.

«Голландская» волновая черепица не имеет недостатков плоской и желобчатой, т.к. каждая ее пластина имеет пазы (замки) на тыльной стороне и не нуждается в дополнительной фиксации на раствор. В процессе монтажа такой черепицы плитки состыковываются между собой соединением «в замок» — в результате такое покрытие полностью изолирует кровельную конструкцию от проникновения влаги. При этом в замковых соединениях сохраняют трехмиллиметровые каналы-пазухи, через которые происходит воздухообмен.

В завершение

Если с выбором керамической черепицы вопросов не возникает и это, разумеется, будут немецкие марки «Braas», «Creaton», «Erlus», «Jacobi», «Meyer-Holsen» и др., производимые более полувека и находящиеся вне конкуренции в данном сегменте российского рынка стройматериалов, то в отношении цементно-песчаной черепицы возникает соблазн сэкономить, т.к. при небольших затратах на оборудование ее можно выпускать на малых производственных мощностях и такие производители имеются. И тут уместным будет замечание, что качество и сроки эксплуатации продукции марок «Braas», «Benders» и «Baltic Tile», выпускаемых в России крупнейшими немецкими и шведскими производителями, будут отличаться в лучшую сторону от отечественных аналогов, производимых под малоизвестными брэндами. Кроме того, небольшие производители выпускают и реализуют кровельные материалы в ограниченной комплектации, в то время как у брэндовых производителей можно приобрести все необходимые кровельные аксессуары без каких либо ограничений и в высоком качестве.

На основании сравнительного анализа технологий производства и эксплуатационных характеристик натуральной черепицы — керамической и цементно-песчаной — приходим к выводу, что, несмотря на различия в сырьевых материалах и этапах создания, оба вида черепицы обладают близкими характеристиками и прослужат в качестве кровельного покрытия не один десяток лет, при условии качественного исполнения.