Лабораторные испытания полимерных кровельных мембран: устойчивость к температурным воздействиям

Тест 4. Воздействие горящей сигареты

В Германии существует требование применять при строительстве в жилых районах кровельные материалы, устойчивые к воздействию пиротехнических средств и безрассудно выброшенных из окна или с балкона сигарет. Это требование предъявляется к покрытиям и в период устройства кровли вплоть до нанесения защитных слоев, поскольку значительное количество повреждений возникает как раз в период строительства.

Описание испытания по EN 1399

Куски рулонного материала раскладываются на теплоизоляционной плите из экструдированного пенополистирола (толщина — 50 мм, плотность — 33 кг/м3). Для испытаний используют стандартные сигареты трех сортов без фильтра или мундштука. Образцы выдерживают при температуре +20°С в течение 24 ч. После раскуривания сигареты на 10 мм ее укладывают на испытываемую поверхность. После прогорания сигареты на 30 мм на испытуемом образце ее остаток убирают с поверхности материала. Тесты проводят при комнатной температуре на поверхности без складок. Испытания повторяют дважды. При оценке выполняют замеры герметичности.

Оценка испытания

Оценку производят из расчета максимум 50 баллов со следующим соответствием школьной шкале оценок:

• герметично — очень хорошо;
• с отверстием — недостаточно хорошо.

Гомогенные рулонные материалы чаще склонны к прожиганию сигаретой по сравнению с рулонами, имеющими подоснову или увеличенную толщину. Это подтверждают гомогенные материалы из группы ПВХ. Установить влияние вида подосновы в пределах одной группы материалов на их устойчивость к прожиганию сигаретой не представляется возможным. На открытых для атмосферных воздействий кровельных поверхностях, где приходится считаться с возможным воздействием пиротехнических средств или безрассудно выброшенных сигарет с вышележащих или соседних уровней, необходимо применять определенные рулонные материалы увеличенной толщины.

Выводы и рекомендации

memb1

 

 

Битумно-полимерные рулонные материалы значительной толщины показывают высокую устойчивость к воздействию высоких температур. Развитые структурные связи ЭПДМ (эластомерных каучуковых) рулонных материалов делают эту группу покрытий нечувствительными к воздействию горящей сигареты. В случае с материалами из группы ПВХ определяющую роль при рассматриваемых испытаниях играют толщина материала и его подоснова. Испытания выдержали только образцы толщиной 2 и 2,4 мм. Это подтверждает факт, что рулонные материалы всех типов, имеющие большую толщину, в целом демонстрируют лучшие показатели устойчивости. В группе ТПО и мастичных покрытий результаты испытаний показывают наличие одного-двух исключений (когда материалы, в отличие от большинства аналогичных, прожигаются сигаретой).

Тест 5. Устойчивость к каплям твердого припоя

Нередко по причине сжатых сроков сдачи объекта разные виды работ проводятся на кровле одновременно. При проведении сварочных, паяльных, шлифовальных работ или при резке металла могут возникать локальные температурные нагрузки на покрытие кровли.

Описание испытания

Образцы рулонного материала в течение 24 ч выдерживают при температуре +20°С и затем раскладывают на теплоизоляционной плите из экструдированного пенополистирола (толщина — 50 мм, плотность — 33 кг/ м3). На высоте 300 мм над поверхностью образцов нагревают при помощи устройства для высокотемпературной пайки (с рабочей температурой до 1750°С) палочку латунного твердого припоя (без паяльных флюсов), имеющую интервал температур плавления 710°С (с наклоном 45°). Этот нагрев продолжается до того момента, пока не упадет капля припоя. Тесты проводят при комнатной температуре на поверхности без складок. Испытания повторяют дважды. При оценке выполняют замеры герметичности.

Оценка испытания
Оценку производят из расчета максимум 50 баллов со следующим соответствием школьной шкале оценок:
• герметично — очень хорошо;
• с отверстием — недостаточно хорошо.

Выводы и рекомендации

memb2

 

 

В группе материалов ТПО рулонные покрытия на основе полиэтилена в значительной степени подвержены повреждениям при воздействии капель твердого припоя. Среди ТПО-мембран материалы на основе полипропилена в связи со своими более высокими температурой плавления и областью размягчения имеют несколько лучшие показатели устойчивости при воздействии горячих частиц металла. Применяемые на открытых для атмосферных воздействий кровель рулонные материалы на основе ПВХ и ТПО с усилением из полиэстерового холста или полиэстеровых волокон, имеющие толщину более 1,8 мм, показывают хорошую устойчивость при испытаниях, сохраняя при этом полную герметичность. Рулонные материалы на основе ТПО или ПВХ на полипропиленовой подоснове с вкладкой из стеклохолста также не прожигаются даже при толщине материала 1,5 мм. С ростом толщины рулонов в целом увеличивается устойчивость к прожиганию каплями твердого припоя.

Тест 6. Термическое старение

Гидроизоляционные материалы, как и многие другие, предрасположены к ускоренному старению при повышенных температурах. Процесс старения разных материалов протекает по-разному. Рулонные кровельные изделия, демонстрирующие незначительные отклонения показателей термически состаренного материала от показателей абсолютно нового, относятся к материалам с хорошей устойчивостью к старению и длительным сроком службы.

Описание испытания по DIN EN 1296

Выдержанные при нормальных климатических условиях
в течение минимум 24 ч образцы взвешивают на лабораторных весах (с точностью до 0,01 г). Затем образцы укладывают в термошкаф с циркуляцией воздуха при температуре +70 °С на 168 дней в горизонтальном положении на обработанной силиконом бумаге. Воздействию воздуха подвергается верхняя сторона образцов. После длительного воздействия образцы охлаждают в течение суток при нормальных климатических условиях, после чего их взвешивают. Определяется средний показатель по трем образцам. После этого определяют деформации при растягивающих нагрузках по DIN EN 12311-2 на разрывной машине при скорости нагружения 100 мм/мин. Из отдельных показателей образцов выявляют среднюю величину деформации при разрыве (предельное удлинение) и относительное изменение в процентах по сравнению с показателем нового материала. Открытые для атмосферных воздействий кровельные поверхности, находящиеся в зоне возможных повторных ремонтных мероприятий, должны предусмотрительно выполняться из рулонных материалов большей толщины или дополнительно защищаться от рассматриваемых нагрузок.

Оценка производится по двум показателям, приводимым в таблице:
а) Потеря массы по сравнению с новым материалом;
б) Изменение предельного удлинения.

Выводы (изменение массы)

memb3

 

 

В качестве первого из двух критериев этого испытания оценивается процентное изменение массы после выдержки при повышенной температуре по сравнению с новым материалом. Потеря массы после выдержки при повышенной температуре фактически показывает потерю летучих или низкомолекулярных компонентов материала. Деструкция (разрушение структуры) полимера может при недостаточно стабильной температуре привести к потерям массы. Повышенная потеря массы при тепловых воздействиях тесно связана также с потерей эксплуатационных свойств и последующим ускоренным старением материала. Наибольшие показатели потери массы, составляющие в среднем 2,9%, установлены для мастичных материалов. Средние величины потери массы для материалов других групп находятся ниже 1%, что характеризует хорошие показатели материалов по рассматриваемому параметру термического старения. В пределах всех групп материалов имеются характерные отличия. Рулонные изделия без потери массы или с показателем до 0,5% занимают хороший уровень. Материалы с показателем потери массы менее 2% также позволяют ожидать от них хорошей функциональной пригодности. В то время как материалы ЭПДМ, битумно-полимерные рулоны, ПВХ в общем показывают средние показатели, материалы из группы ТПО обнаруживают при этом наилучшие параметры. Это может быть объяснено прочной матрицей, отсутствием в химическом составе летучих, жидких или низкомолекулярных составляющих.

Оценка испытания

Достижимы максимум 100 баллов со следующей градацией, соответствующей школьным оценкам:
а) Потеря массы (макс. 50 баллов)
• до 0,5% — очень хорошо
• до 1,0% — хорошо
• до 2,0% — удовлетворительно
• до 3,0 % — достаточно
• до 4,5% — неудовлетворительно
• от 4,5% — недостаточно
б) Испытание на растяжение (макс. 50 баллов)
• до 10% — очень хорошо
• до 15% — хорошо
• до 20% — удовлетворительно
• до 25% — достаточно
• до 45% — неудовлетворительно
• от 45% — недостаточно
Из двух величин складывается общее количество баллов из 100 максимальных.

Выводы (испытание на растяжение) 

memb4

 

 

В качестве второго критерия этого теста оценивается относительное изменение предельного удлинения после выдержки при повышенных температурах по сравнению с новым материалом. При испытании на растяжение средние значения изменения разрывного удлинения для материалов на основе ЭПДМ (25,9%) и для битумно-полимерных материалов (37,2%) находятся значительно выше средних значений, характерных для всех материалов в целом (15,9%). В связи с этим упомянутые группы изделий в среднем классифицируются как имеющие неудовлетворительные показатели. Однако отдельные изделия из обеих упомянутых групп достигают оценочных показателей «очень хорошо» и «хорошо». Наименьшие средние показатели по результатам испытаний продемонстрировали группы материалов на основе ПВХ (8,1%). Рулонные материалы на основе ТПО имеют удовлетворительные показатели, выражаемые цифрой изменения показателей разрывного удлинения 15,8%. Группа рулонных материалов на базе полипропилена оценивается как «очень хорошие». Изделия на основе полиэтилена показывают значительно худшие результаты. Взаимосвязи потери массы и показателей испытаний на растяжение при проведении данного теста установлено не было.