Asfaltový šindel - Asphalt shingle

Hřebenová čepice na 3-záložkové asfaltové šindelové střeše se skládá z jednotlivých šindelových „úchytů“ přeložených přes hřeben a přibitých částečně se překrývajících

Asfalt šindel je druh zdi a střešní krytinové desky , která používá asfalt pro hydroizolace. Je to jeden z nejpoužívanějších střešních krytin v Severní Americe, protože má relativně levné počáteční náklady a jeho instalace je poměrně jednoduchá.

Dějiny

Asfaltový šindel je americký vynález Henryho Reynoldse z Grand Rapids v Michiganu. Poprvé byly použity v roce 1903, obecně se používají v částech Ameriky do roku 1911 a do roku 1939 se vyrábělo 11 milionů čtverců šindelů. US National Board of Fire Underwiters kampaně vyloučit použití dřevěných šindelů na střechách byl prospěšný faktor v růstu popularity asfaltových šindelů během 1920. Předchůdce těchto šindelů byl poprvé vyvinut v roce 1893 a nazýval se střešní krytinou připravenou na asfalt, která byla podobná střešní krytině asfaltových válců bez povrchových granulí. V roce 1897 byly na povrch přidány břidlicové granule, aby byl materiál odolnější. Mezi testované typy granulí patří slída, lastury ústřic, břidlice, dolomit, popílek, oxid křemičitý a jíl. V roce 1901 byl tento materiál poprvé rozřezán na pásy pro použití jako šindel s jednou a více záložkami.

Všechny šindele byly nejprve organické, přičemž základním materiálem, nazývaným plsť , byl především bavlněný hadr až do 20. let 20. století, kdy se bavlněný hadr stal dražším a byly použity alternativní materiály. Další organické materiály používané jako plsť zahrnovaly vlnu, jutu nebo manilu a dřevní buničinu. V roce 1926 Asfaltový šindel a výzkumný ústav s Národním úřadem pro standardy testoval 22 typů experimentálních plstí a nenalezl žádné významné rozdíly ve výkonu. V padesátých letech minulého století se začaly používat samolepicí a ručně nanášená lepidla, aby se předešlo poškození šindelových střech větrem. Standardem návrhu bylo, aby byly samolepicí pásky lepidla plně přilepeny po šestnácti hodinách při 140 ° F (60 ° C). Také v roce 1950 testování na použití 3 / 4 palcový (19 mm) sešívacích sponek, spíše než střešní hřebíky se provádí ukazuje mohly vykonávat stejně jako hřebíky, ale se šesti svorkami ve srovnání se čtyřmi hřebíky. V roce 1960 byly s omezeným úspěchem zavedeny základny ze skelných vláken; lehčí, pružnější sklolaminátový šindel se ukázal být náchylnější k poškození větrem, zejména při mrazivých teplotách. Pozdější generace šindelů konstruovaných s použitím skelných vláken místo azbestu poskytovaly přijatelnou trvanlivost a protipožární odolnost. Také v šedesátých letech výzkum poškození krupobitím, ke kterému došlo, když kroupy dosáhly velikosti větší než 1,5 palce (38 mm).

Sdružení výrobců asfaltových střešních krytin (ARMA) vytvořilo v roce 1990 pracovní skupinu pro vysoké větru, aby pokračovalo ve výzkumu s cílem zlepšit odolnost proti šindelovému větru. V roce 1996 bylo založeno partnerství mezi členy amerického odvětví pojištění majetku, Institutem pro podnikání a bezpečnost domova a Underwriter's Laboratory (UL) za účelem vytvoření systému klasifikace odolnosti proti nárazu pro střešní materiály. Systém, známý jako UL 2218, stanovil národní standard odolnosti proti nárazu. Následně pojišťovny nabízely zlevněné pojistné na pojistky u struktur využívajících šindele, které nesly klasifikaci nejvyššího dopadu (třída 4). V roce 1998 pověřil texaský komisař pro pojištění Elton Bomer, aby Texas poskytoval pojistné slevy pojistníkům, kteří instalovali střechy třídy 4.

Typy

Asfaltový šindel na domě v Avalonu, New Jersey

Na výrobu asfaltových šindelů se používají dva druhy základních materiálů, organické a sklolaminátové . Oba jsou vyrobeny podobným způsobem, přičemž základna nasycená asfaltem je na jedné nebo obou stranách pokryta asfaltem nebo modifikovaným asfaltem, obnažený povrch je impregnován břidlicí, břidlicí, křemenem, vitrifikovanými cihlami, kamenem nebo keramickými granulemi a pod -strana ošetřená pískem, mastkem nebo slídou, aby se zabránilo použití šindelů před použitím.

Granule na horním povrchu blokují ultrafialové světlo, což způsobuje zhoršení šindelů, poskytuje určitou fyzickou ochranu asfaltového jádra a poskytuje barvu-světlejší odstíny preferované pro svou odrazivost tepla ve slunečném podnebí, tmavší v chladnějších kvůli absorpci. Některé šindele mají na povrch přidanou měď nebo jiné biocidy, aby se zabránilo růstu řas. Standardně jsou na spodní straně šindelů samozavírací pásy, které zajišťují odolnost proti zvedání při silném větru. Tento materiál je obvykle pryskyřice modifikovaná vápencem nebo popílkem nebo polymerem modifikovaný bitumen. Americká společnost stavebních inženýrů ASTM D7158 je standardem, který většina amerických stavebních předpisů pro obytné budovy používá jako svůj standard odolnosti proti větru pro většinu nesouvislých střešních krytin se strmým svahem (včetně asfaltových šindelů) s následujícím hodnocením třídy: Třída D-Prošlo při základních rychlostech větru až 140 km/h včetně; Třída G - prošel základní rychlostí větru až 190 km/h včetně; a třída H - prošel základní rychlostí větru až do 240 km/h včetně. Do asfaltové směsi se někdy přidává přísada známá jako styren-butadien-styren (SBS), někdy se jí také říká modifikovaný nebo pogumovaný asfalt , aby byl šindel poddajnější, odolnější vůči tepelnému praskání a odolnější vůči poškození vlivem krupobití. Někteří výrobci používají textilní podložku známou jako scrim na zadní straně šindelů, aby byla odolnější vůči nárazu. Většina pojišťoven nabízí majitelům domů slevy za používání šindelů s třídou odolnosti proti nárazu.

Organické

Organické šindele se vyrábějí se základní podložkou z organických materiálů, jako je sběrový papír, celulóza, dřevní vlákno nebo jiné materiály. Tento je nasycen asfaltem, aby byl vodotěsný, poté se nanese vrchní vrstva lepicího asfaltu, pokrytá pevnými granulemi. Takové šindele obsahují přibližně o 40% více asfaltu na jednotku plochy než šindele ze skleněných vláken. Díky jejich organickému jádru jsou náchylnější k poškození ohněm, což má za následek maximální požární odolnost FM „B“ . V chladném počasí jsou také méně křehké než šindele ze skelných vláken.

Rané verze na bázi dřevěných materiálů byly velmi trvanlivé a těžko se trhaly, což byla důležitá kvalita, než byly na spodní stranu šindelů přidány samolepicí materiály, které je spojovaly s vrstvou pod nimi. Také některé organické šindele vyrobené před počátkem 80. let mohou obsahovat azbest.

Laminát

Vyztužení skelnými vlákny bylo navrženo jako náhrada za azbest v organických šindelích. Sklolaminát šindele mají základní vrstvu skleněných vláken výztužné rohože vyrobené z mokrých, random-položených skleněných vláken pojených močovina - formaldehyd pryskyřice . Rohož je poté potažena minerálním plnivem obsahujícím asfalt, aby byla vodotěsná. Takové šindele odolávají ohni lépe než ty s organickými/papírovými rohožemi, díky čemuž jsou způsobilé pro třídu „A“. Plošná hustota se obvykle pohybuje od 1,8 do 2,3 liber na čtvereční stopu (8,8–11,2 kg/m ² ).

Sklolaminátový šindel postupně začal nahrazovat organický plstěný šindel a do roku 1982 je předběhl při používání. Rozsáhlé poškození hurikánem na Floridě v devadesátých letech přimělo průmysl dodržovat hodnotu 1700 gramů slz na hotových asfaltových šindelích.

Podle článků 1507.2.1 a 1507.2.2 Mezinárodního stavebního zákona z roku 2003 se asfaltové šindele smí používat pouze na svazích střech dvou vertikálních jednotek ve 12 horizontálních jednotkách ( sklon 17% ) nebo větších. Asfaltové šindele musí být připevněny k pevně opláštěným palubám. Mělčí svahy vyžadují krytinu válcovanou asfaltem nebo jinou úpravu krytiny.

Architektonické nebo tři záložky

Asfaltové šindele se dodávají ve dvou standardních konstrukčních variantách: architektonické (také známé jako rozměrové) šindele a šindel se třemi záložkami. Tři záložky jsou v podstatě ploché jednoduché šindele jednotného tvaru a velikosti. Používají méně materiálu a jsou tenčí než architektonické šindele, a proto jsou lehčí a mají nižší náklady na materiál i instalaci. Také netrvají tak dlouho a nenabízejí záruky výrobce tak dlouho, jako dobré architektonické asfaltové šindele. Tři záložky jsou stále nejčastěji instalovány v domech s nižší hodnotou, například v domech používaných k pronájmu. Jejich obliba však klesá ve prospěch architektonického stylu. Dimenzionální nebo architektonické šindele jsou silnější a pevnější, liší se tvarem a velikostí a nabízejí větší estetickou přitažlivost; odlévání zřetelnějších, náhodných stínových linií lépe napodobuje vzhled tradičních střešních materiálů, jako jsou dřevěné šindele. Výsledkem je přirozenější, tradiční vzhled. I když je instalace dražší, přicházejí s delšími zárukami výrobce, někdy až 50 let - obvykle úměrně, protože prakticky všechny asfaltové šindelové střechy jsou vyměněny, než by bylo možné dosáhnout takového vypršení platnosti. Zatímco šindel se třemi záložkami je obvykle nutné vyměnit po 15–18 letech, Dimensional obvykle vydrží 24–30 let.

Vlastnosti

Asfaltové šindele mají různé vlastnosti, které jim pomáhají přežít poškození a změnu barvy způsobené větrem, krupobitím nebo ohněm.

Americká společnost pro testování materiálů (ASTM) vyvinula specifikace pro střešní šindele: ASTM D 225-86 (asfaltové šindele (organické plsti) s povrchovou úpravou minerálními granulemi) a ASTM D3462-87 (asfaltové šindele vyrobené ze skleněné plsti a povrchově upravené minerálními granulemi ), ASTM D3161, standardní zkušební metoda odolnosti proti větru asfaltových šindelů (2005),
K dispozici je mnoho tvarů a textur asfaltových šindelů: 3 tab, jet, „signature cut“, Art-Loc, t-lock, tie lock atd. Architektonické (laminované) šindele jsou vícevrstvé, laminované šindele, které poskytují rozmanitější , konturovaný vizuální efekt na povrchu střechy a zvyšuje odolnost proti vodě. Tyto šindele jsou navrženy tak, aby se vyhnuly opakujícím se vzorům ve vzhledu šindelů. Linie boků a hřebenů mohou mít buď standardní tři záložky šindele řezané tak, aby odpovídaly. Výrobci také vyrábějí specializované šindele pro tyto oblasti. Rovněž jsou vyžadovány startovací šindele, a protože nejsou viditelné po dokončení instalace, používá se zde použití dalších šindelů (běžně označovaných jako „odpad“). Výrobci však také vyrábějí specializovaný šindel řady startérů. Použití specializovaných hřebenových/valbových šindelů a použití specializovaných šindelů pro startéry má za následek snížení nákladů na pracovní sílu výměnou za zvýšení nákladů na materiál. Laminátové šindele jsou těžší a odolnější než tradiční šindelové konstrukce se třemi záložkami.
Slunce odrážející šindele pomáhají snižovat náklady na klimatizaci v horkém podnebí tím, že jsou lépe odrážejícím povrchem .
Poškození větrem : Asfaltové šindele mají různou odolnost proti poškození větrem. Šindele s nejvyšším odporem protahování spoje, pevnost spoje samolepicího lepidla, správně přibité, nejlépe odolávají poškození větrem. V oblastech se silným větrem lze provést mimořádná opatření k upevnění trvanlivého podkladu a/nebo utěsnění švů překližky v případě odfouknutí šindelů. UL 997 Odolnost proti větru připravených střešních krycích materiálů třída 1 je nejlepší střešní odolnost proti větru standard a ASTM D 3161 třída F je nejlepší pro pevnost spoje.
Poškození krupobitím : Krupobití může poškodit asfaltový šindel. Pro odolnost proti nárazu je nejlepší UL 2218 Class 4. To zvyšuje schopnost přežití při krupobití, ale šindele jsou s věkem náchylnější k poškození krupobitím.
Požární odolnost : Lesní požáry a jiné vnější požáry způsobují vznícení střech. Sklolaminátové šindele mají lepší třídu A, hodnocení šíření plamene na základě testů UL 790 a ASTM E 108. Organický šindel má hodnocení třídy C.
Odolnost proti řasám Předpokládá se, že řasy nepoškozují asfaltový šindel, ale mohou být esteticky nevhodné. K zabránění odbarvování z růstu řas na střeše se používají různé metody ošetření. Mech se živí řasami a dalšími nečistotami na střeše. Někteří výrobci nabízejí na řasy odolné proti řasám záruku 5 až 10 let proti růstu řas.
Zamykací šindele : Speciální asfaltové šindele jsou navrženy tak, aby se společně uzamykaly a nazývají se tie lock nebo T lock.
Trvanlivost Trvanlivost šindelů je řazena podle zaručené životnosti, od 20 let po doživotní záruky. Uvedená záruka však není zárukou trvanlivosti. Záruka výrobce šindele může úměrně zvýšit náklady na opravy, pokrýt pouze materiály, mít různé záruční doby pro různé typy poškození a převod na jiného vlastníka.

Asfaltová šindelová krytina se třemi záložkami v dobrém stavu

Šindel má tendenci vydržet déle, pokud je počasí konzistentní, buď trvale teplé, nebo trvale chladné. Tepelný šok může poškodit pásový opar, když se okolní teplota během velmi krátké doby dramaticky změní. „Experimenty ... zjistily, že největší příčinou stárnutí asfaltových šindelů je tepelné zatížení.“ Časem se asfalt oxiduje a křehne. Orientace střechy a větrání mohou prodloužit životnost střechy snížením teplot. Šindele by neměly být aplikovány, pokud jsou teploty nižší než 10 ° C (50 ° F), protože každý šindel musí těsnit k vrstvě pod ním, aby vytvořil monolitickou strukturu. Podkladový odkrytý asfalt musí být změkčen slunečním zářením a teplem, aby se vytvořilo správné spojení.


Vlevo: Příklad rychlejšího opotřebení asfaltového šindele podél okapu v důsledku stékající vody stékající po střeše. Vpravo: Silné smrštění, které má za následek odtržení celých klapek. Voda stékající po střeše může prosáknout kolem odhalených hřebíků do vnitřního prostoru.

Ochranná povaha asfaltových šindelů pochází především z uhlovodíků s dlouhým řetězcem impregnujících papír. V průběhu času na horkém slunci uhlovodíky měknou a když prší, uhlovodíky se postupně vyplavují ze šindelů a dolů na zem. Pod okapem a složitými střechami je vedeno více vody, takže v těchto oblastech dochází ke ztrátě rychleji. Nakonec ztráta těžkých olejů způsobí smrštění vláken a odhalení hlaviček nehtů pod šindelovými klapkami. Smrštění také rozbije povrchový povlak písku ulpělého na povrchu papíru a nakonec způsobí, že se papír začne sám trhat. Jakmile jsou hlavy hřebíků odhaleny, voda stékající po střeše může proniknout do budovy kolem dříku hřebíku, což má za následek hnilobu střešních stavebních materiálů a poškození vlhkosti stropů a barvy uvnitř.

Údržba

Cykly mokrého a suchého prostředí, jakož i organické výrůstky, jako jsou řasy a foliované lišejníky a dřevní odpadky, které zůstávají na šindelích, způsobí předčasné zhoršení jak chemickými, tak fyzikálními procesy. Pravidelné provádění, fyzické odstraňování úlomků a fyzikální nebo chemické odstraňování organického růstu (například pomocí síranu měďnatého, chloridu zinečnatého nebo jiného roztoku pečlivě naneseného a důkladně opláchnutého) může prodloužit životnost asfaltových střešních materiálů. Růstu řas a mechu lze zabránit instalací zinkových nebo měděných pásků nebo drátu na hřeben a každých čtyři až šest stop po střeše; růst černých řas lze odstranit bělicím roztokem.

Likvidace a recyklace

Metody likvidace

Podle studie z roku 2007, kterou provedla Agentura pro ochranu životního prostředí Spojených států (EPA), se v USA ročně vyprodukuje přibližně 11 milionů tun odpadu z asfaltových šindelů, přičemž nejběžnější metodou likvidace je skládkování . Odpadní asfaltové šindele však nabízejí potenciál k recyklaci.

Recyklace

Rekultivovaný asfaltový šindel (RAS) lze rozebrat a začlenit do asfaltobetonových směsí, které se používají k tvarování chodníků a povrchů vozovek. RAS jsou atraktivní složkou v recyklovaných asfaltových směsích, a to především díky relativně vysokému obsahu asfaltového cementu, který v asfaltobetonu působí jako pojivo.

Existují dvě formy RAS: šindel od výrobce, který se získává z továrního odpadu, a šindel od spotřebitele, který se regeneruje na konci své životnosti (také se označuje jako „odtržení“). Většina odpadu z asfaltových šindelů pochází od spotřebitelů. Spotřebitelský RAS má méně atraktivních vlastností pro recyklaci, a to především proto, že asfaltová cementová složka v šindelích během své životnosti přirozeně tvrdne, což má za následek vyšší tuhost, bod tání a náchylnost k únavovým trhlinám. Post-consumer RAS také vyžadují další zpracování, jako je odstranění hřebíků a jiného kovového odpadu pomocí magnetického síta.

Recyklované asfaltové směsi mohou obsahovat RAS po výrobě a/nebo po spotřebiteli za předpokladu, že se přistupuje ke kvalitě asfaltocementového pojiva a je s ní počítáno. Zralá pojiva se obvykle kombinují s měkkým panenským asfaltovým pojivem a/nebo omlazovacími přísadami za vzniku pojiva, které je zpracovatelné a odolné proti únavovému praskání. The American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO) zavedla standardní postupy pro přístup ke kvalitě pojiva v RAS a jeho míchání s původním pojivem. Pokud je pojivo RAS kombinováno s nízkohodnotným panenským pojivem, bylo prokázáno, že poskytuje některé prospěšné vlastnosti, jako je zvýšená odolnost vůči rozježdění.

V roce 2019 bylo asfaltovými závody přijato odhadem 1,1 milionu tun RAS . Z přijatých bylo přibližně 423 tisíc tun předzpracováno, 334 tisíc tun bylo nezpracovaných šindelů po výrobě a 277 tisíc tun bylo nezpracovaných šindelů po konzumaci.

Obavy o zdraví a bezpečnost

Použití RAS v recyklovaných asfaltových směsích je v 10 státech zcela zakázáno a většina států, které používání RAS umožňují, jej omezuje na určitá odvětví a typy vozovek. Hlavním důvodem omezení používání RAS je vzácná přítomnost azbestu v asfaltových šindelích vyrobených před počátkem 80. let minulého století. Přestože životnost typické asfaltové šindelové střechy je přibližně 25 let, obavy přetrvávají v důsledku praxe vrstvení nově instalovaných šindelů na staré.

Kromě šindelů byl azbest také přítomen v plstěném papíru, střešních krytinách, střešních barvách/nátěrech, tmelech a tmelu, což vše může být přítomno v odpadu spotřebního šindele přijímaném asfaltárnami. Testování přesto ukázalo, že procento spotřebitelských šindelů obsahujících azbest je nízké. Průzkum z roku 2007 na více než 27 000 vzorcích testovaných v 9 různých zařízeních zjistil azbest u méně než 1,6% vzorků.

Národní asociace asfaltových dlažeb nadále doporučuje, aby všechny post-spotřebitelské RAS byly zkontrolovány na azbest a aby všechny recyklační operace měly zavedený plán správy azbestu.

Asfalt také přirozeně obsahuje polycyklické aromatické uhlovodíky (PAH), které se mohou vyluhovat ze zásob RAS nebo mohou být emitovány při zahřívání RAS. Některé PAU jsou karcinogenní a mohou ohrozit pracovníky. Recyklace RAS může vést k emisím PAH, neexistuje však žádný důkaz, který by ukazoval, že emise PAH jsou nižší, pokud je namísto RAS použit čistý asfalt.

Languages

In other projects