بلاط السقف المعدني على شكل تحقيق جمالية البلاط الطيني التقليدي أو الأردواز أو الخشب مع توفير الأداء الهيكلي لنظام الألواح المعدنية المتشابكة بالكامل. الميزة الأساسية على نظيراتها التقليدية هي تقليل الوزن: تزن مجموعة البلاط الفولاذي المطلي بالحجر حوالي 6.5 إلى 8.5 كجم/م² (1.3 إلى 1.7 رطل لكل قدم مربع)، مقارنة بـ 45 إلى 75 كجم/م² للبلاط الطيني و55 إلى 90 كجم/م² للأردواز . يسمح فرق الوزن هذا بالتركيب فوق الأسطح المصنوعة من الألواح الإسفلتية الموجودة دون تعزيز هيكلي ويقلل الكتلة الزلزالية للمبنى بنسبة 85٪ تقريبًا عند سطح السقف.

ركائز المواد وعملية طلاء الحجر

بلاط السقف المعدني على شكل تبدأ كمخزون من الملفات المسطحة، والأكثر شيوعًا هو الفولاذ المطلي بـ Galvalume المتوافق مع ASTM A792 مع طلاء سبائك الألومنيوم والزنك AZ50 أو AZ55. يتراوح سمك الفولاذ الأساسي من 0.35 ملم إلى 0.55 ملم (قياس 28 إلى 24 قياس) ، مع كون 0.42 ملم هو المعيار الصناعي للأسقف السكنية في مناطق الرياح المعتدلة. يتم أولاً ختم الملف أو لفه في ملف تعريف يكرر الطابع المرئي لمادة تسقيف تقليدية محددة: بلاط البرميل، أو الأردواز المسطح، أو البلاط على شكل حرف S، أو الاهتزاز المقسم يدويًا. تخلق عملية الختم نمطًا بارزًا ثلاثي الأبعاد، بما في ذلك المفاصل الزائفة، وقنوات المياه، وحواف الأظافر، بضغطة ضغط واحدة.

بعد التشكيل، يتلقى البلاط الفولاذي ميزته المميزة: طلاء حبيبي حجري ذو أساس أكريليك مرتبط بالسطح باستخدام مادة رابطة سيراميكية ذات درجة حرارة عالية. يتراوح حجم الحبيبات من الحجر الطبيعي المسحوق والمغربل أو الكوارتز المطلي بالسيراميك 0.5 ملم إلى 2.5 ملم ويتم تطبيقها كهروستاتيكيًا لضمان التغطية الكاملة. يتم بعد ذلك معالجة البلاط المطلي بالفرن 150 درجة مئوية إلى 200 درجة مئوية ، ربط رابط البوليمر بشكل متقاطع وقفل الحبيبات ميكانيكيًا بالركيزة الفولاذية. والنتيجة هي سطح مزخرف يمتص طاقة الصدم من حبات البرد، ويخفف اللمعان البصري للمعادن العارية، ويوفر سطحًا للمشي بمعامل احتكاك أعلى من 0.7، مقارنة بألواح الأسفلت.

بلاط الألمنيوم والنحاس، على الرغم من أنه يمثل شريحة سوقية أصغر، مخصص للمنشآت الساحلية حيث يتجاوز معدل ترسيب الكلوريد 50 ملغم/م² يومياً . تحمل بلاطات الألمنيوم التي يتراوح سمكها من 0.7 مم إلى 0.9 مم تشطيبًا نهائيًا أو طلاء ملف PVDF (فلوريد البولي فينيلدين) بمجموعة من الألوان. يتم ترك البلاط النحاسي، الذي يتم توفيره بسمك يتراوح من 0.55 مم إلى 0.7 مم، بدون طلاء ويشكل طبقة واقية خلال السنوات الخمس إلى الثماني الأولى من التعرض. لا يتم طلاء بلاط الألمنيوم ولا النحاس بالحجر. تعتمد جمالياتها على اللمسة النهائية المعدنية الطبيعية وتطوير طبقة الأكسيد التي تمنع المزيد من التآكل.

العائلات الشخصية ونظائرها البصرية

يصنف السوق بلاط التسقيف المعدني حسب المواد التقليدية التي يحاكيها. يلخص الجدول التالي مجموعات التشكيلات الرئيسية وخصائص أبعادها ومنحدرات السقف التي تم تصنيفها عليها.

مقاومة رفع الرياح وهندسة التعشيق

لا يتم تحديد أداء رفع الرياح لسقف القرميد المعدني المشكل من خلال وزن البلاط، كما هو الحال مع الطين الصابورة أو البلاط الخرساني، ولكن من خلال الارتباط الميكانيكي للجانب المتشابك ولفات النهاية. يتم تثبيت كل بلاطة على سطح السقف من خلال شفة مسمار أو مشبك يتم إخفاؤه بواسطة البلاط المتداخل فوقه، بحيث لا يتعرض أي رأس تثبيت للطقس. تشتمل الحواف المشكلة للبلاط على سلسلة من الأضلاع والانحناءات الراجعة والأخاديد المضادة للشعيرات الدموية التي تخلق مسارًا متعرجًا للمياه التي تحركها الرياح التي تحاول اختراق اللفة الجانبية.

بروتوكول الاختبار القياسي هو ASTM E1592، الذي يقيم الأداء الهيكلي لمجموعة لوحة السقف التمثيلية تحت فرق ضغط ثابت موحد. إن نظام البلاط الفولاذي المطلي بالحجر المثبت بشكل صحيح مع البلاط المتشابك ميكانيكيًا والمثبت على ما لا يقل عن 15 مم من الخشب الرقائقي أو سطح OSB يحقق تصنيف رفع الرياح التصميمي 2.4 كيلو باسكال (50 رطل لكل قدم مربع) ، المقابلة لسرعة الرياح الأساسية التي تبلغ حوالي 160 كم / ساعة (100 ميل في الساعة) في فئة التعرض ب. بالنسبة لمناطق الأعاصير عالية السرعة (HVHZ) مثل مقاطعة ميامي ديد، فلوريدا، يجب اختبار ملف تعريف البلاط ونمط التثبيت ومجموعة الطبقة السفلية كنظام كامل لضغط رفع قدره 7.2 كيلو باسكال (150 رطل لكل قدم مربع) مع عدم وجود فك البلاط أو سحب التثبيت. يتطلب استيفاء هذا المعيار عادةً ستة أدوات تثبيت لكل بلاطة بدلاً من الأربعة القياسية، ويجب أن تكون أدوات التثبيت عبارة عن مسامير أو براغي ذات ساق حلقية مع مقاومة سحب لا تقل عن 220 نيوتن (50 رطلاً) في مادة السطح المحددة.

الطبقة السفلية وحاجز المياه الثانوي

البلاط المعدني نفسه هو حاجز المطر الأساسي، ولكن الطبقة السفلية هي حاجز الماء الثانوي الذي يجب أن يعمل طوال عمر الخدمة الكامل للسقف، حتى لو تم إزاحة البلاط بسبب التأثير أو الرياح الشديدة. تتطلب قوانين البناء في معظم الولايات القضائية طبقة واحدة على الأقل من اللباد العضوي المشبع بالأسفلت ASTM D226 Type II، ولكن هذه المادة لها عمر خدمة يبلغ 20 إلى 25 سنة قبل التقصف، في حين أن البلاط المعدني الموجود فوقه مضمون لمدة 50 عامًا أو أكثر. يعد عدم التطابق الناتج في عمر الخدمة هو السبب الأكثر شيوعًا لتسرب المياه إلى أسطح البلاط المعدنية القديمة.

إن أفضل الممارسات الحالية، والمدونة في تعليمات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة لأنظمة الفولاذ المطلية بالحجر المتميزة، هي غشاء البيتومين المعدل بالبوليمر ذاتي الالتصاق مثل المنتج المعدل SBS المتوافق مع ASTM D1970، والذي يتم تركيبه على سطح السقف بالكامل، وليس فقط على الأفاريز والوديان. هذا الغشاء عادة سمك 1.0 ملم إلى 1.5 ملم مع واجهة من البولي إيثيلين عالي الكثافة، توفر طبقة مقاومة للماء ملتصقة بالكامل والتي تغلق ذاتيًا حول اختراقات المثبتات وتظل مرنة عند درجات حرارة تصل إلى -30 درجة مئوية. على سطح منحدر أقل من 4:12، يتم وضع حصيرة صرف ثانوية من خيوط البوليمر المتشابكة بين الطبقة السفلية والبلاط لإنشاء تجويف تصريف بقطر 6 مم يمنع تراكم الضغط الهيدروستاتيكي خلف الأغطية الجانبية في ظل ظروف المطر التي تحركها الرياح.

أنظمة التثبيت والتوافق مع التآكل

يجب أن يعالج اختيار أدوات التثبيت لبلاط الأسقف المعدنية المشكلة ثلاث آليات تآكل مميزة: التآكل الجوي على الرأس المكشوف، والتآكل الجلفاني عند السطح البيني مع ركيزة البلاط، وتآكل الشقوق داخل ساق التثبيت أسفل البلاط. الحد الأدنى المحدد للتثبيت للبلاط الفولاذي المطلي بالحجر هو أ مسمار حلقي من الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 304 أو برغي من الفولاذ الكربوني مع طلاء مجلفن بالغمس الساخن من الفئة C (سمك الزنك الأدنى 45 ميكرومتر) . في المنشآت الساحلية ضمن مسافة 3 كم من المياه المالحة، يجب ترقية أداة التثبيت إلى الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 316، والذي يحتوي على 2% إلى 3% من الموليبدينوم لمقاومة الحفر في بيئات الكلوريد.

بالنسبة لبلاط الألومنيوم، يجب أن تكون المثبتات من الألومنيوم أو الفولاذ المقاوم للصدأ من النوع 305، لأن مثبتات الفولاذ الكربوني، حتى المجلفنة، تكون كاثودية للألمنيوم وسوف تعمل على تسريع تأليب البلاط حول فتحة التثبيت. بالنسبة للبلاط النحاسي، تكون المثبتات البرونزية النحاسية أو السيليكونية إلزامية، حيث أن المثبتات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ عند ملامستها للنحاس تخلق زوجًا كلفانيًا يؤدي إلى تآكل مكون الفولاذ بسرعة مع ترك النحاس دون أن يتأثر. يجب تضمين مخطط التوافق الجلفاني المنشور من قبل الشركة المصنعة للمثبت، والمرجع الترافقي مع مادة البلاط، في حزمة تقديم المشروع والموافقة عليه من قبل المحدد قبل تسليم أي مادة إلى الموقع.

الحركة الحرارية ونهج نظام المقطع

يتمدد الفولاذ بمعدل تقريبي 12 × 10⁻⁶ م/م لكل درجة مئوية ، مما يعني أن البلاط الفولاذي الذي يبلغ سمكه 1300 ملم والمعرض لتقلب درجة الحرارة الموسمية بمقدار 60 درجة مئوية (من -10 درجة مئوية في ليلة شتوية إلى 50 درجة مئوية في فترة ما بعد الظهيرة في الصيف) سوف يتمدد وينكمش بمقدار 0.94 ملم تقريبًا. هذه الحركة، على الرغم من صغرها من حيث القيمة المطلقة، كافية لإطالة فتحات المسامير وفك أدوات التثبيت على مدى 20 إلى 30 عامًا من التدوير الحراري إذا تم تثبيت البلاط بشكل صارم عند كل نقطة تثبيت دون السماح بالحركة التفاضلية.

تعالج أنظمة البلاط المعدني ذات الشكل المتميز هذه المشكلة من خلال دمج نظام التثبيت القائم على المشبك. يتم تثبيت مشبك من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الفولاذ المجلفن على السطح، ويتم ربط البلاط بالمشبك بحيث يمكن للبلاط أن ينزلق بالنسبة للمقطع في الاتجاه الطولي بينما يتم تقييده في الاتجاه الرأسي. يتم تمديد فتحة المقطع بواسطة ± 1.5 ملم بالنسبة لقطر المثبت، مما يوفر التكيف اللازم للحركة الحرارية دون الضغط الزائد على المثبت أو إطالة فتحة الخلوص. يتم اختيار مادة المشبك لتكون أنودية لمادة البلاط، بحيث يحدث أي تآكل عرضي على المشبك القابل للاستبدال بدلاً من البلاط الدائم.

مقاومة تأثير البرد ومعايير الاختبار

لا يوفر طلاء الحبيبات الحجرية على البلاط الفولاذي نسيجًا جماليًا فحسب، بل يوفر أيضًا طبقة ممتصة للصدمات. بموجب اختبار تأثير البَرَد FM 4473، يتم إخضاع مجموعة من البلاط الفولاذي إلى كرة ثلج بقطر 51 مم (2 بوصة) يتم دفعها بسرعة تمت معايرتها لمحاكاة طاقة تأثير البَرَد السقوط الحر. معيار القبول هو أن البلاط يجب أن لا يظهر أي تشقق أو ثقب أو فقدان حبيبات واضح 10% من المساحة المتضررة . يحقق البلاط الفولاذي المطلي بالحجر مع ركيزة فولاذية يبلغ سمكها 0.42 مم أو أكثر عادةً تصنيف مقاومة الصدمات من الفئة 4 بموجب UL 2218، وهو أعلى تصنيف مطلوب للحصول على خصومات على أقساط التأمين في المناطق المعرضة لتساقط البرد في الولايات المتحدة وأستراليا.

ينبعج بلاط الألمنيوم والنحاس غير المطلي تحت تأثير البرد بدلاً من التشقق. دنت يتجاوز عمق 3 مم أو قطر 25 مم يعتبر عطلًا وظيفيًا بموجب شروط معظم ضمانات البَرَد المقدمة من الشركات المصنعة، ليس لأن الانبعاج يضر بمقاومة الطقس، ولكن لأنه غير مقبول بصريًا من الأرض. إن مقاومة الانبعاج لبلاط الألومنيوم هي دالة على مزاج السبيكة وسمك الورقة. بلاط ألومنيوم H14 بسمك 0.8 مم يقاوم حبات البرد حتى 38 مم (1.5 بوصة) دون انبعاج مرئي؛ تؤدي زيادة السُمك إلى 1.0 مم إلى تمديد هذه العتبة إلى حوالي 45 مم (1.75 بوصة).

تفاصيل وامضة الوادي والتلال والاختراق

نظام البلاط المعدني المُشكل مانع للماء تمامًا مثل وميضه. إن وميض الوادي، حيث يتقاطع مستويان من السقف ويركزان تدفق منطقة مستجمعات المياه بأكملها فوق التقاطع، هو التفاصيل الأكثر أهمية. التفاصيل القياسية عبارة عن معدن وادي على شكل حرف W مصنوع من فولاذ جالفالوم بسماكة 0.55 مم كحد أدنى أو ألومنيوم بسمك 0.7 مم، مع خط التماس الثابت في الخط المركزي الذي يقسم تدفق المياه إلى كلا الجانبين دون اضطراب. يجب أن يمتد معدن الوادي كحد أدنى 200 ملم (8 بوصات) تحت الحافة المقطوعة للبلاط المعدني من كل جانب، ويجب رفع حافة قطع البلاط لأعلى بمقدار 15 مم لإنشاء فاصل شعري يمنع الماء من الالتفاف حول حافة البلاط ودخول اللفة الجانبية.

عادةً ما يتم تشكيل أغطية التلال والورك من نفس مادة بلاط الحقل ويتم تثبيتها بشريط إغلاق معدني مستمر يتوافق مع شكل البلاط. يتم تثبيت الغطاء بمثبتات مكشوفة من خلال فتحات مثقوبة مسبقًا، مع ضغط النيوبرين أو غسالة EPDM 30% إلى 40% من سمكه الأصلي تحت رأس المسمار لتوفير ختم الطقس. تعتبر المثبتات المكشوفة على أغطية التلال هي أول عنصر صيانة على سقف القرميد المعدني. يجب فحص الغسالة كل خمس سنوات واستبدالها إذا أظهر المطاط تشققًا في السطح أو مجموعة ضغط تمنع الارتداد عند فحصها بظفر.

يتم وميض اختراقات الأنابيب وفتحات العلية والمناور باستخدام أحذية أنابيب EPDM أو السيليكون المصنعة مسبقًا والتي تشتمل على طوق مرن بحجم قطر الاختراق. يتم تحزيم شفة قاعدة صندوق الأمتعة، المدمجة في مسار البلاط، وإغلاقها على الطبقة السفلية بشريط بوتيل، ويتم وضع الحافة العلوية للشفة تحت مسار البلاط المنحدر. يجب أن يستوعب الطوق المرن فرق التمدد الحراري الذي يبلغ ±2 مم بين الأنبوب وسطح السقف دون تمزيق أو فقدان ختم الضغط الخاص به على جدار الأنبوب.

تكلفة دورة الحياة وهيكل الضمان

تتراوح تكلفة تركيب سقف القرميد الفولاذي المطلي بالحجر من من 11 إلى 18 دولارًا للقدم المربع (من 118 دولارًا إلى 194 دولارًا للمتر المربع) بما في ذلك الطبقة السفلية، والحشوات، والعمالة، اعتمادًا على مدى تعقيد الملف الشخصي وهندسة السقف. يؤدي هذا إلى وضع البلاط المعدني بين القوباء المنطقية المعمارية الإسفلتية المتميزة بسعر 5 إلى 8 دولارات للقدم المربع والأردواز الطبيعي بسعر 25 إلى 40 دولارًا للقدم المربع. يعتمد المبرر الاقتصادي على مدة الضمان وتكاليف إعادة التسقيف التي تم تجنبها على مدار عمر خدمة المبنى.

يغطي ضمان الشركة المصنعة القياسي للبلاط الفولاذي المطلي بالحجر المكونات التالية على أساس تناسبي: 50 سنة على السلامة الهيكلية للركيزة الفولاذية ضد الانثقاب الناتج عن التآكل الجوي، 25 سنة على التصاق حبيبات الحجر ضد التصفيح بنسبة تزيد عن 5% من مساحة سطح البلاط 10 سنوات على ثبات لون طبقة التزجيج الأكريليكية ضد البهتان بعد 5 وحدات Delta E كما تم قياسها بواسطة مقياس الطيف الضوئي. يكون الضمان قابلاً للتحويل مرة واحدة إلى مالك لاحق ويتطلب تثبيتًا موثقًا بواسطة مقاول معتمد من الشركة المصنعة. إن مطالبة الضمان الأكثر شيوعًا هي فقدان الحبيبات عند الحواف المقطوعة للبلاط المشذب ميدانيًا، حيث تم اختراق ختم الحافة المطبق في المصنع؛ لهذا السبب، يجب معالجة جميع الحواف المقطوعة ميدانيًا باستخدام طلاء الحواف الذي توفره الشركة المصنعة خلال 24 ساعة من القطع.