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背景

屋面瓦由多种材料制成。木瓦由红雪松或松木锯成。现代带状疱疹是从新生长的树木上剪下来的，必须用化学防腐剂进行处理，以使其与从老树上剪下的早期版本一样持久。它们还必须经过化学处理，以达到与其他类型的带状疱疹相当的耐火等级；事实上，只有将它们安装在特殊的地下层上才能获得最高等级。铝瓦具有较长的使用寿命，尽管它们相对昂贵。沥青瓦覆盖了美国大约 80% 的房屋。它们的受欢迎程度是由于它们的重量相对较轻、成本相对较低、易于安装且维护要求低。

典型的沥青瓦是一个长方形，宽约 12-18 英寸（30-46 厘米），长约 36-40 英寸（91-102 厘米）。流行的样式沿一侧有多个切口，以形成模拟较小的单个带状疱疹的选项卡。三个选项卡很常见，但数量可能从两个到五个不等。有些款式在安装过程中与相邻的木瓦互锁，从而形成更抗风的表面。

历史

数千年来，沥青一直被用作建筑材料。古代巴比伦人将其用作粘土砖之间的砂浆和运河中的防水衬里。自 1893 年以来，美国一直在制造卷状屋面，由涂有沥青的长条毡和细碎石饰面组成。 1903 年，亨利·M·雷诺兹开始销售他从卷状屋顶板上切割的沥青瓦。到 1920 年代，这种屋顶材料变得非常流行，以至于通过邮购目录进行销售。到 1950 年代，典型的沥青瓦看起来与今天非常相似，包括形成凸片的切口。

自 1950 年代后期以来，制造商一直在寻求开发无机基材作为传统有机毡的替代品。无机碱是可取的，因为它们比有机碱更耐火；此外，它们在制造过程中吸收的沥青较少，因此产生的带状疱疹重量更轻。石棉被用于木瓦垫，直到其相关的健康风险广为人知。自 1970 年代后期以来，玻璃纤维垫的改进使其成为业内最受欢迎的沥青瓦基材。

原材料

沥青瓦有时被称为复合瓦。他们的基础是有机毡或玻璃纤维的基础。有机毡垫由从回收的废纸或木材中获得的纤维素纤维制成。这些纤维被还原成水基纸浆，形成片材，干燥，切成条状，然后缠绕在卷上。更薄、更轻、具有更高耐火性的带状疱疹是在玻璃纤维基础上制成的。在一个典型的过程中，玻璃纤维膜是通过将细玻璃丝切碎并将它们与水混合形成纸浆制成的，然后将纸浆制成片材。然后将水从纸浆中抽走，并将粘合剂涂在垫子上。固化后，将垫子切成适当的宽度并卷起。

要制作带状疱疹，安装一卷有机毛毡或玻璃纤维垫并将其送入干燥的活套中。材料通过一个预饱和室，然后进入一个充满热沥青的饱和罐，它覆盖在纤维上。如果需要，材料通过湿式成圈机。

沥青是一种非常粘稠的烃类物质，可以从天然沉积物中获得，或者更常见的是作为原油精炼的副产品。在用于制造带状疱疹之前，沥青必须通过称为吹制的过程进行氧化。这是通过将空气鼓泡通过已添加适当催化剂的加热沥青，引起化学反应来完成的。由此产生的沥青形式在适当的温度下会软化适量，从而制成优质的带状疱疹。为了将吹制的沥青进一步加工成合适的涂层材料，需要添加矿物稳定剂，如粉煤灰或细磨的石灰石。这使材料更耐用，更耐火和耐候。

各种颜色的陶瓷涂层矿物颗粒被用作带状疱疹的面漆，以保护它们免受太阳紫外线的伤害，增加它们的防火性，并增加一个有吸引力的饰面。颗粒可能是小石块或矿渣颗粒（矿石冶炼的副产品）。设计用于潮湿场所的带状疱疹可能在顶涂层中包含一些含铜颗粒，以抑制屋顶藻类的生长。带状疱疹的背面涂有沙子、滑石或云母细颗粒，以防止带状疱疹在储存过程中粘在一起。

在制造过程中，热塑性粘合剂的条带或斑点应用于大多数带状疱疹。一旦安装在屋顶上，带状疱疹就会被太阳加热，这种粘合剂被激活以将重叠的带状疱疹粘合在一起以增加抗风性。

制造
过程

沥青瓦是通过将基础材料通过机器，然后依次添加其他成分来生产的。同一台机器可用于制造带状疱疹或卷屋顶。

干循环

• 1 将一大卷 [直径 6 英尺（1.83 米）] 的有机毡或玻璃纤维毡安装并送入屋面机。基材首先通过干活套。垫子以手风琴式的方式堆积在这个储存器中，因此当供应卷用完并安装新的时，机器可以继续运行。

饱和度

• 2 基材通过预饱和室，在该室的一侧喷洒热沥青以去除可能存在的任何水分。然后它进入一个充满热沥青的饱和罐。浸泡在沥青中会覆盖垫子内的纤维并填充它们之间的空隙。

湿循环

• 3 垫子再次形成手风琴状的褶皱。当垫子上的沥青涂层冷却时，它会被吸入毡中，从而产生更大的饱和度。

涂层

• 4 用粉状矿物稳定的涂层沥青涂在垫子的两个表面上。垫子通过 垫子通过一对沥青涂布辊。之后，在垫子的背面涂上一层细小的矿物颗粒涂层，然后通过一系列辊子将涂层颗粒嵌入沥青中并冷却材料。带状疱疹通过冷却和切割成一定尺寸来完成。在一对涂布辊之间，它们相距适当的距离，以确保将所需量的沥青涂布到垫子上。此步骤可能足以涂覆玻璃纤维长丝并填充它们之间的空隙；在这种情况下，可以绕过饱和和湿循环步骤。

矿物表面处理

• 5 粒所需颜色的陶瓷涂层矿物颗粒被涂在沥青涂层垫子的上表面。在垫子的背面涂上一层矿物细颗粒，例如滑石或云母。然后，经过处理的垫子通过一系列辊子，这些辊子将涂层颗粒嵌入沥青中并冷却材料。

整理

• 6 屋顶材料条以手风琴式堆积在冷却活套上以完成冷却。

切割

• 7 然后将成品板材料送入切割机，从背面将其切割成所需的尺寸和形状。机器将木瓦分开并将它们堆叠成捆。捆绑通常包含足够的带状疱疹屋顶 25-35 平方英尺（7.62-10.67 平方米）。

包装

• 8 木瓦捆被转移到包装它们并贴上标签的设备上。

质量控制

质量控制始于基础材料的制造。材料不仅必须在最终产品中表现良好，而且还必须具有足够的拉伸（拉）强度和抗撕裂性，以承受木瓦制作过程。除了这些强度特性外，有机垫还受到持续监测，以确保适当的水分含量和吸收性。对玻璃纤维毡进行适当的纤维分布和均匀的重量监测。

在木瓦本身的制造过程中，会监测许多特性，包括沥青涂层的均匀性和厚度。监测矿物涂层的应用以确保颗粒的均匀分布和适当嵌入。成品带状疱疹的检查可验证产品的正确重量、数量、尺寸和颜色。

除了自己的质量控制措施外，带状疱疹制造商还可以邀请第三方独立检测实验室到他们的工厂，并向他们发送产品样品。这些测试实验室验证产品是否符合美国保险商实验室 (UL) 和美国材料测试协会 (ASTM) 定义的评级。此类评级表明该产品符合规定的耐火性和其他性能特征（如强度和抗风性）标准。

副产品/废物

制造过程中的沥青涂层废物包括木瓦碎片和通过切割木瓦上的标签产生的废物。在某些情况下，这些废物被出售用于制造道路沥青路面。例如，北卡罗来纳州自 1995 年起允许将此类材料用于沥青路面，并且在制造或放置铺路材料时未遇到任何问题。然而，由于运输成本，这种选择可能不切实际，除非铺路沥青加工厂位于相对靠近木瓦厂的位置。