Шифер

Шифер — это обобщённое название группы кровельных материалов, преимущественно листового типа, изготавливаемых из асбестоцемента или других композитных смесей. В более узком смысле под шифером понимают волнистые или плоские листы асбестоцемента, используемые для покрытия крыш зданий и сооружений. Термин также может применяться к некоторым видам битумных и полимерных кровельных материалов, имитирующих структуру природного сланца.

История

Прообразом современного шифера послужил натуральный сланец — природный камень, который раскалывали на тонкие пластины и использовали для кровли в Европе с древних времён. Однако массовое производство искусственного шифера началось в конце XIX века.

В 1893 году австрийский инженер Людвиг Гатчек разработал технологию изготовления листов из смеси асбеста и портландцемента. В 1901 году он получил патент на производство волнистых асбестоцементных листов. Материал получил название «шифер» (от нем. Schiefer — сланец) благодаря внешнему сходству с натуральным сланцем. В 1908 году в России был построен первый завод по производству асбестоцементного шифера в городе Брянск.

В СССР шифер получил массовое распространение в 1930–1960-е годы как недорогой и долговечный кровельный материал для жилищного строительства. Пик популярности пришёлся на 1960–1980-е годы, когда шифером покрывали до 70% всех крыш в стране. После распада СССР асбестоцементный шифер продолжал активно использоваться, однако с 2000-х годов его доля на рынке стала снижаться из-за появления альтернативных материалов (металлочерепица, ондулин, гибкая черепица) и ужесточения экологических норм в ряде стран.

Виды шифера

Шифер классифицируется по материалу изготовления, форме и области применения.

По материалу изготовления

• Асбестоцементный шифер — классический вид, изготавливаемый из смеси портландцемента (85–90%), асбестового волокна (10–15%) и воды. Асбест выполняет роль армирующего компонента, придавая листам прочность и устойчивость к растрескиванию. Выпускается в виде волнистых и плоских листов.
• Битумный шифер (ондулин, еврошифер) — изготавливается из целлюлозных волокон, пропитанных битумом под высоким давлением и температурой. Имеет волнистую форму, меньший вес и более высокую гибкость по сравнению с асбестоцементным. В России часто называют «ондулином» по названию французского бренда Onduline.
• Полимерный (пластиковый) шифер — листы из поликарбоната, ПВХ или акрила, прозрачные или полупрозрачные. Используется для навесов, теплиц и светопрозрачных кровель. Не является полноценным кровельным материалом для капитальных строений.
• Металлический шифер — профилированные листы из оцинкованной стали или алюминия с полимерным покрытием. По форме напоминает волнистый шифер, но по сути является профнастилом или металлочерепицей. В быту часто называют «металлошифером».

По форме

• Волнистый шифер — наиболее распространённая форма. Листы имеют волнообразный профиль, который обеспечивает жёсткость и отвод воды. Высота волны варьируется от 40 до 54 мм, шаг волны — от 150 до 200 мм. Стандартный размер листа: 1750×1120 мм (6-волновой), 1750×980 мм (7-волновой), 1750×1130 мм (8-волновой).
• Плоский шифер — листы без волн, прямоугольной формы. Используется для облицовки стен, устройства перегородок, ограждений, а также для кровли с небольшим уклоном. Толщина плоского шифера — от 4 до 12 мм.

Характеристики и устройство

Асбестоцементный шифер

Основные технические характеристики асбестоцементного шифера:

• Плотность — 1,5–1,8 г/см³.
• Предел прочности при изгибе — 16–20 МПа (для волнистого), 12–18 МПа (для плоского).
• Водопоглощение — не более 24% по массе.
• Морозостойкость — 25–50 циклов замораживания-оттаивания (для плоского), 50–100 циклов (для волнистого).
• Теплопроводность — 0,3–0,4 Вт/(м·К).
• Срок службы — 25–40 лет при правильном монтаже и эксплуатации.

Устройство листа: асбестовое волокно равномерно распределено в цементной матрице, образуя армированную структуру. Волнистый профиль увеличивает жёсткость и устойчивость к нагрузкам (снеговой, ветровой).

Битумный шифер

• Вес — 2,5–4 кг/м² (в 3–4 раза легче асбестоцементного).
• Толщина — 2,5–3 мм.
• Гибкость — позволяет укладывать на криволинейные поверхности с радиусом изгиба от 5 м.
• Срок службы — 15–25 лет.
• Цветовая гамма — широкая (красный, зелёный, коричневый, серый, синий).

Применение

Шифер используется преимущественно в строительстве:

• Кровля жилых и хозяйственных зданий — основное назначение. Асбестоцементный шифер применяется для скатных крыш с уклоном от 20° до 60°. Битумный шифер подходит для крыш с уклоном от 15°.
• Облицовка стен — плоский шифер используется для отделки фасадов, устройства вентилируемых фасадов, а также для внутренних перегородок в нежилых помещениях.
• Ограждения — из плоского шифера изготавливают заборы, ограждения строительных площадок, вольеры.
• Сельское хозяйство — шифер применяется для строительства сараев, навесов, складов, птичников.
• Временные сооружения — бытовки, строительные вагончики, гаражи.

Достоинства и недостатки

Асбестоцементный шифер

Достоинства:

• Низкая стоимость по сравнению с металлочерепицей и гибкой черепицей.
• Высокая прочность и жёсткость.
• Негорючесть (класс пожарной опасности К0).
• Устойчивость к коррозии и гниению.
• Долговечность (до 40 лет).
• Простота ремонта (замена отдельных листов).

Недостатки:

• Хрупкость — при ударах и неправильной транспортировке листы трескаются.
• Большой вес (около 10–15 кг/м²), требующий усиленной стропильной системы.
• Содержание асбеста, который при истирании и старении может выделять в воздух асбестовую пыль, признанную канцерогеном (Всемирной организацией здравоохранения). В ряде стран (страны ЕС, США, Япония) асбестоцементный шифер запрещён к производству и использованию. В России и странах СНГ производство и применение асбестоцементного шифера не запрещено, но существуют санитарные нормы по содержанию асбеста в воздухе рабочей зоны.
• Низкая эстетичность — серый цвет, потемнение со временем, появление мха на поверхности.
• Сложность монтажа — требуется сверление отверстий под крепёж, использование специальных шиферных гвоздей.

Битумный шифер

Достоинства:

• Малый вес (не требует усиления стропил).
• Гибкость и устойчивость к деформациям.
• Лёгкость монтажа (резать можно ножовкой, крепить специальными гвоздями).
• Разнообразие цветов и форм.
• Устойчивость к биологическим воздействиям (грибок, мох).

Недостатки:

• Горючесть (класс пожарной опасности Г4).
• Меньший срок службы (15–25 лет).
• Выцветание на солнце.
• Неустойчивость к механическим повреждениям (царапины, проколы).
• Более высокая стоимость по сравнению с асбестоцементным шифером.

Производство в России

В России шифер является одним из самых распространённых кровельных материалов. По данным на начало 2020-х годов, в стране действует несколько десятков заводов по производству асбестоцементного шифера, крупнейшие из которых расположены в Белгороде, Брянске, Екатеринбурге, Красноярске, Самаре, Томске. Суммарная мощность предприятий оценивается в 200–250 млн условных листов в год. Производство битумного шифера в России налажено в меньших масштабах, основная доля рынка принадлежит импортным брендам (Onduline, Nuline, Aqualine).

Экологические аспекты

Основной экологической проблемой, связанной с шифером, является содержание асбеста в асбестоцементных листах. Асбест (хризотил-асбест) относится к группе силикатных минералов, волокна которого при вдыхании могут вызывать асбестоз, рак лёгких и мезотелиому. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и Международное агентство по изучению рака (МАИР) классифицируют асбест как канцероген для человека.

В России хризотил-асбест разрешён к использованию, но его применение регулируется санитарными правилами (СП 2.2.3670-20, СанПиН 1.2.3685-21). При монтаже и демонтаже асбестоцементного шифера необходимо использовать средства индивидуальной защиты (респираторы, очки), а отходы должны утилизироваться как опасные (класс опасности II–III). В ряде стран (Франция, Германия, Италия, Япония) асбестоцементный шифер полностью запрещён. В России и странах СНГ (Беларусь, Казахстан) запрета нет, но обсуждается постепенное ограничение его использования.

Интересные факты

• В СССР шифер был одним из немногих доступных кровельных материалов для частного строительства, что привело к его массовому применению. В сельской местности доля шиферных крыш до сих пор превышает 50%.
• Волнистый профиль шифера был разработан для увеличения прочности листа при минимальном расходе материала. Оптимальная высота волны (40–54 мм) рассчитана на снеговую нагрузку для средней полосы России.
• Существует технология окрашивания шифера акриловыми или силиконовыми красками, что позволяет продлить срок службы и улучшить внешний вид.
• В некоторых регионах России (например, в Сибири) шифер используется не только для кровли, но и для облицовки фасадов деревянных домов с целью защиты от ветра и осадков.

Источники

• ГОСТ 30340-2012 «Листы асбестоцементные волнистые. Технические условия».
• ГОСТ 18124-2012 «Листы асбестоцементные плоские. Технические условия».
• СП 17.13330.2017 «Кровли. Актуализированная редакция СНиП II-26-76».
• СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».
• Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ). «Asbestos: elimination of asbestos-related diseases». 2018.
• Справочник «Строительные материалы» под ред. В. Г. Микульского. — М.: АСВ, 2004.
• «История развития кровельных материалов в России» // Журнал «Строительство и архитектура», № 5, 2019.