На первый взгляд, вопрос «Что такое ТПО-мембраны?» выглядит для специалистов кровельной отрасли нелепым и непрофессиональным. За последние пять лет, благодаря многочисленным публикациям в прессе, аббревиатура ТПО хорошо запомнилась наравне с известными терминами ПВХ и ЭПДМ. Однако пристальное изучение темы показывает: все не так просто, как кажется на первый взгляд.
Что известно о ТПО-мембранах?
Специалистам хорошо известны высокие эксплуатационные качества ТПО-мембран:
• долговечность;
• экологическая безопасность (подвержены вторичной переработке);
• возможность сварки швов горячим воздухом;
• совместимость с битумсодержащими материалами и полистирольными утеплителями;
• устойчивость к высоким температурам, УФ-излучению, воздействию многих химических веществ;
• гибкость при больших значениях минусовых температур.
Беда в одном – специалистов таких немного. И, наверное, единицы из них знают, почему за рубежом у кровельных ТПО-мембран разные аббревиатуры: TPO, FPO, FPA, FPO-А, SPO… И дело здесь не только в языковых различиях.
В книгах и статьях можно найти следующую расшифровку аббревиатуры ТПО – термопластичные олефины, либо полиолефины. То есть ТПО-мембраны – это гидроизоляционный материал из термопластичных полиолефинов. В чем подвох? Прежде чем ответить на этот вопрос, обратимся к истории.
ТПО-мембраны на мировом и российском рынках
ТПО-мембраны были изобретены в США в конце 1980-х гг., т.е. позже, чем ПВХ- и ЭПДМ-мембраны, и относятся к последнему поколению полимерных мембран. Их разработка была связана с попыткой создать идеальный кровельный материал, лишенный недостатков, присущих ПВХ- и ЭПДМ- мембранам. Он должен был быть более долговечным, химически инертным и экологически чистым, чем ПВХ (не содержать тяжелых металлов), и быть удобным в монтаже (в отличие от ЭПДМ).
В 1990-х гг. ТПО-мембраны завоевали Америку и шагнули в Старый Свет. Несмотря на активное сопротивление европейского лобби защитников ПВХ, рынок ТПО-мембран в Европе развивался быстрыми темпами. К слову, только за последние год-два он вырос на 20%. В Германии, например, доля однослойных мембран – ПВХ-П – снизилась до 50%, а доля ТПО выросла до 15% (остальное – выпадает на ЭПДМ).
Кирилл Кудояров, коммерческий директор «ICOPAL Россия»
Автор статьи очень точно отметил причины, почему ТПО-мембраны не смогли «обрушить» рынок мембран из ПВХ-П в Европе, как это предсказывалось в 1990-х годах.
Хотя применение ТПО-мембран растет, они все так же занимают скромное третье место, и объем их потребления не сопоставим с ПВХ. Вопрос экологичности ПВХ-мембран давно уже не стоит на повестке дня за рубежом и не может стоять, так как продукция из ПВХ окружает нас везде в повседневной жизни (напольные покрытия, оконные профили, отделочные материалы и, даже, медицинское оборудование).
Однако ПВХ-П мембраны ввиду своих физико- механических свойств не обладают достаточной морозостойкостью и не должны применяться на большей части территории России (Северные регионы, Сибирь, даже Северо-Западные области). Я бы при выборе кровельного материала сегодня предпочел бы все-таки мембрану из ПВХ-П, но большей толщины (не менее 1,5 мм) и шириной рулона не более 1 м (для надежного механического крепления к основанию). Дело в том, что ТПО-мембраны, или так называемые ТПО-мембраны, которые поставляются в Россию, зачастую характеризуются сомнительным качеством и не отвечают необходимым требованиям. Очень сложно понять, что тебе предлагают и как поведет себя материал через несколько лет. Примеров этому множество.
Но вернемся к истории. В 1997–1999 гг. была проведена серия испытаний ТПО-мембран. Уже тогда было понятно, что материал этот будет служить десятилетиями: образцы, отслужившие по 3–10 лет, в ходе лабораторных исследований практически не поменяли своих физических свойств. Это дало основания для прогнозирования срока эксплуатации в 40–50 лет. Согласно прогнозам, ТПО-мембраны должны были полностью «обрушить» рынок ПВХ- мембран, тем более, что изначально низкая цена в США подогрела ажиотаж.
Однако этого не случилось. У многих производителей появились рекламации, материалы служили мало, трескались от перепадов температуры и воздействия УФ-лучей, показывали низкие сварные качества, а после нескольких лет эксплуатации становились и вовсе почти неремонтопригодными. Представители Американской кровельной ассоциации (WSRCA) высказали даже мнение, что большинство производимых в США ТПО-мембран имеют более низкий класс качества, чем производимые в Европе. В числе прочего это было связано с меньшей толщиной материала, качеством химических составляющих и путаницей в понятиях, возникающей из-за различий в технологии производства ТПО-мембран.
Вероятно, такая ситуация была связана с погоней некоторых производителей за низкой стоимостью, желанием больше продать при растущем рынке. При благоприятной конъюнктуре и, на первый взгляд, простой технологии производства начали появляться производители, которые «обвалили» собственный сегмент рынка рекламациями и негативными публикациями. Они не учли, что сложно добиться более низкой себестоимости производства ТПО-мембран по сравнению с мембранами из ПВХ, аналогичными по толщине. Сам по себе полиэтилен, либо полипропилен, стоит дешевле поливинилхлорида, но синтетический каучук и другие добавки, которые защищают от воздействия УФ-лучей, антипирены и т.д., неизбежно повышают себестоимость.
Тогда начались работы над усовершенствованием технологии производства. За 20 лет, прошедших с изобретения ТПО-мембран, данный материал был внедрен в производство на многих заводах, принадлежащих крупнейшим мировым производителям гидроизоляционных материалов. При этом он регулярно модифицировался и совершенствовался, изменялся его химический состав, вносились корректировки в технологический процесс.
Евгений Гуща, технический директор по рулонным материалам компании «Зика»
Действительно, свойства материала, в первую очередь, зависят от технологии производства. Очень важно, например, выдержать в процессе изготовления правильную температуру. Однако ни один производитель не будет рассказывать о химическом составе своей продукции, поскольку это является коммерческой тайной. Специалисты нашей компании рекомендуют заказчикам применять ТПО- мембраны в конструкциях балластных кровель. Это дешевле, чем использование в аналогичных системах ПВХ-мембран, и долговечнее. Кроме того, в случае использования ТПО-мембран в балластных системах отпадает необходимость добавлять в состав мембраны антипирены, что негативно сказывается на ее свойствах.
Дмитрий Хохлов, директор отдела «Ренолит-гидроизоляция» компании «Ренолит» Согласно оценкам одного из американских исследовательских центров, на конец 2008 г. весь рынок синтетических мембран в Европе составлял 106 млн м2, из них: ПВХ-мембран – 65-66, ТПО-мембран – 15, ЭПДМ-мембран – 15. Остальное приходится на прочие синтетические материалы. Общий объем рынка плоских кровель в Европе составляет 413 млн м2. Согласно прогнозам, к 2012 г. он вырастет до 429 млн м2, из них рынок синтетических мембран – до 126 млн м2, т.е. данный сегмент вырастет всего на 20 млн м2. Основной рост, согласно прогнозам, продемонстрирует сегмент ПВХ. Доли ТПО- и ЭПДМ- мембран вырастут, но незначительно. Это связано с большим объемом свободных производственных мощностей для производства ПВХ-мембран: в 2007-2008 гг. было установлено немало таких линий.
Несколько слов хочу сказать об армировании ТПО-мембран. Для объектов с механическим креплением гидроизоляции из ТПО следует применять только материал, армированные полиэстером. Мембраны, армированный стеклотканью, применимы исключительно в балластных системах или на эксплуатируемых кровлях.
В нашей стране имеется негативный опыт, когда на заре применения ТПО- мембран в России на ряде объектов были использованы ТПО-мембраны, армированные стеклотканью, с механическим креплением. Результат – полотнища постепенно оторвало ветром. Такой материал требует удвоения количества крепежа, а это не так просто сделать, поскольку две точки крепления на одну волну профлиста сделать нереально. Особенно опасно использовать механическое крепление в случае с трехметровыми полотнищами ТПО-мембраны, армированными стеклотканью (требуется дополнительный крепеж в центре полотнища, что и сделать трудно, и на чем предпочитают обычно экономить).
В связи с тем, что ТПО-мембраны – продукт высоких химических технологий, малейшее изменение в технологии производства неизбежно приводило к изменению характеристик материала. Не удивительно, что стали предприниматься попытки ввести новые аббревиатуры для обозначения усовершенствованных мембран, даже было введено понятие мембраны первого и второго поколений.
В России же прижилось только одно обозначение для всех мембран на основе термопластичных полиолефинов – ТПО. Материалы всех компаний, представленных на отечественном рынке, в силу технологических особенностей, сильно различаются. Во многом поэтому в России рынок ТПО- мембран все еще очень слабо развит: подрядчики не владеют полной информацией о составе и свойствах продукта и, соответственно, не могут проинформировать об этом потребителей.
Как различия в технологии производства сказываются на характеристиках ТПО-мембран
Олефины – алкены, гомологический ряд ненасыщенных углеводородов, легко изомеризуются, а также полимеризуются и сополимеризуютсяс образованием ценных продуктов. TПO-мембрана образуется в результате полимеризации олефинов полиэтиленом либо полипропиленом. Термопластичность полиэтилена и полипропилена дает возможность с помощью технологии экструдирования добавлять в процессе производства различные компоненты (антипирены, стабилизаторы, красители), а потом при монтаже сваривать полотна мембраны между собой.
Руслан Селезнев, генеральный директор компании «Руф Стайл»
Наша компания работает с различными мембранами разных производителей и ни разу мы не сталкивались с проблемами по ТПО, а вот с ПВХ – были. Причина: ТПО- мембраны меньше подвержены температурным перепадам.
Однако определяющим фактором при выборе кровельной мембраны в нашей стране в настоящее время является система пожарного нормирования. ПВХ-мембраны имеют лучший показатель горючести (Г1), и это становится определяющим фактором. ТПО-мембраны относятся, в лучшем случае, к категории Г2. Впрочем, даже Г2 уже по новым пожарным нормам не рекомендуется использовать в качестве верхнего слоя. С другой стороны, инверсионная и балластная системы с гидроизоляцией из ТПО-мембран – великолепные, долговечные безопасные конструкции.
К сожалению, если на Западе борются за экологию и долговечность кровельных материалов, то у нас в стране – за пожарную безопасность. В той же Германии уделяют больше внимания системам пожаротушения на крыше, чем применению негорючих материалов. В результате, несмотря на массу преимуществ ТПО-мембран перед ПВХ, отечественные пожарные службы, а за ними и вся строительная отрасль, к сожалению, идут в разрез с мировыми тенденциями.
Добавление этиленпропиленового каучука в состав TПO придает материалу большую эластичность и переводит материал в другую категорию – из термопластов в полиолефиновые термоэластопласты.
TПO-мембраны на полипропиленовой основе легче и жестче, чем их аналоги из полиэтилена. Это означает, что они удобнее в эксплуатации, поскольку будут лучше выдерживать ветровые нагрузки, менее подвержены проколам, разрывам, надолго сохранят линейность полотен. Такие мембраны лучше на обслуживаемых кровлях.
Мембраны на основе из полиэтилена более гибкие и эластичные, проще в монтаже и, как правило, лучше переносят низкие температуры. Но менее паропроницаемы, больше подвержены проколам, а при высоких температурах либо из-за резких температурных перепадов показывают большую «волнистость» по сравнению с TПO из полипропилена.
Если в мембране будет присутствовать галогенированный антипирен, то материал будет быстро терять свои свойства за счет содержащих бром химических противопожарных компонентов. Вступая в реакцию со стабилизаторами от УФ- лучей, такой антипирен начинает разрушать мембрану изнутри. Соответственно, добавляя больше галогенированных антипиренов и понижая тем самым класс горючести мембраны, производители уменьшают ее срок службы. Мембрана, в состав которой входит галогенированный антипирен, может вести себя непредсказуемо. После нескольких лет службы у такого кровельного покрытия резко снижаются физико-химические свойства.
Константин Козырев, генеральный директор компании «Спектр-15»
Расширение присутствия на строительном рынке мембран на основе ТПО, с моей точки зрения, подтолкнет производителей мембран на основе других полимеров к новым разработкам, повышающим качество, надежность и эксплуатационные свойства их продукции. Никто не захочет проиграть «гонку вооружения» и потерять достигнутые позиции. Появление мембран хорошо известных марок с новыми свойствами, как, например, мембран на основе эластомеров с возможностью сварки горячим воздухом, подтверждает это.
Разные производители выбирают различные стратегии достижения своих целей. Кто-то делает ставку на низкую стоимость, кто-то — на высокое качество своей продукции… В ближайшие 5-10 лет эксплуатация объектов, выполненных с использованием ТПО-мембран, наглядно продемонстрирует, какой результат принесет тот или иной выбор производителей.
Уже сейчас понятно: фрагменты ТПО-мембран разных производителей между собой сварить с использованием горячего воздуха невозможно. Сказываются и разный химический состав, и технологии производства, что делает еще более ответственным выбор производителя ТПО- мембраны, предполагаемой к использованию.
Ведущие производители не прекращают научные разработки по усовершенствованию ТПО-мембран. С учетом опыта применения продолжают совершенствоваться технологии монтажа гидроизоляционных систем на основе ТПО-мембран, появляются новые комплектующие. Предполагаю, что более широкое применение ТПО-мембран приведет к повышению качества и надежности работ по устройству гидроизоляции зданий и сооружений.
На международной конференции «Долговечность строительных материалов и компонентов» (Франция, Лион, апрель 2005 г.) прозвучал доклад, в котором был поднят вопрос долговечности: испытания отдельных образцов TПO- мембран показали полное соответствие заявленным производителем характеристик в течение первых четырех лет, но дальше шел резкий спад. Это как раз и было связано с применение в производстве плохого антипирена.
Владимир Карпушенко, руководитель представительства Firestone Building Products в России и СНГ
Прежде всего хотелось бы внести небольшое уточнение: ТПО-мембраны используются на кровлях в США с 1991 г. В России же пока рынок ТПО-мембран все еще очень слабо развит из-за более высокой, чем у ПВХ-мембран, цены и сравнительно непродолжительного опыта применения в России.
ТПО-мембраны на полипропиленовой основе имеют отличные механические свойства, но они более жесткие, чем ТПО-мембраны на основе из полиэтилена. У них хорошая размерная стабильность и нет усадки при эксплуатации. Благодаря хорошей механической прочности можно использовать мембрану небольшой толщины. ТПО-мембраны на полиэтиленовой основе более гибкие и менее теплостойкие, поэтому они требуют аккуратного использования в открытом виде и на кровлях с утеплителями большой толщины, где могут возникнуть деформационные напряжения.
Что же касается применения антипиренов, то в ТПО-мембранах Firestone используются гидрооксиды алюминия и магния (AL(0H), 3(Mg(OH)). Они не являются галогенами, т.е. экологически безопасны, не вступают в реакцию со стабилизаторами от УФ-лучей. Следовательно, не ухудшают атмосферостойкость мембраны.
Активно за рубежом обсуждается вопрос выбора материала для армирования – полиэстер или стеклоткань? Проведенные в различных научно-исследовательских институтах Европы и Америки испытания не дали возможности исследователям прийти к однозначному выводу, какой из способов армирования лучше. Теоретически, полиэстер должен выдерживать больше нагрузок. Он более прочен и эластичен. Однако эти характеристики зависят от толщины и способа армирования.
Стеклоткань менее прочна и эластична (эти показатели могут варьироваться в пределах указанных стандартами параметров в лучшую или худшую сторону). Необходимо учитывать: мембрана на стеклоткани имеет большую абсорбцию. Такой материал обладает повышенной паропроницаемостью, что позволяет «выводить» скопившуюся в мембране или в толще теплоизоляции влагу, тем самым не давая разрушаться материалу изнутри при перепадах температуры. Соответственно, применение ТПО-мембраны, армированной стеклотканью, оптимально при реконструкции или при применении в сочетании с минераловатной теплоизоляцией.
Особенности монтажа
В ассортименте каждого производителя представлены мембраны различных размеров, толщин и цветов. Ширина мембран может доходить до 6 м, что, с одной стороны, увеличивает скорость монтажа и упрощает его, а, с другой, уменьшает количество используемого крепежа. Только хороша ли такая экономия на крепеже? Нет, поскольку это чревато низкому противодействию кровельного покрытия ветровым нагрузкам. В любом случае при выборе ширины мембраны нужно отнестись ответственно к рекомендациям производителя и проектировщика.
Тенденции развития сегмента ТПО-мембран
В России становление сегмента ТПО-мембран на кровельном рынке проходило очень непросто. Когда в 2007-2008 гг., в период строительного бума, иностранные инвесторы стали закладывать в проекты ТПО-мембраны, на очень многих объектах данный материал был заменен заказчиками на мембраны из ПВХ. Причина проста: подрядчики не умели работать с ТПО- мембранами, и сами выступали с инициативой применения другого материала. Заказчика пытались убедить, что TПO-мембраны – материал плохой, некачественный, недолговечный, плохо сваривается, неремонтопригоден и т.д.
С началом кризиса, когда за каждую кровлю началась борьба, кровельщики перестали капризничать и стали браться за работу с любым материалом. Но ситуация с качеством монтажа не изменилась: единицы умеют работать с ТПО-мембранами. Поэтому лучше работать с официальными подрядчиками, сертифицированными поставщиком. К слову, если мастер обучен работать с мембраной одного производителя, то ему придется потренироваться, прежде чем взяться за монтаж материала другой компании. В связи с различным химическим составом существуют определенные технологические особенности (разные температурные коридоры при сварке, разная эластичность и т.п.).
Выход из кризиса строительной отрасли уже не за горами. И надеюсь, что когда это время наступит, ТПО- мембраны расширят свою нишу на российском рынке. Но для этого еще предстоит немало поработать: производителям, дилерам и монтажным организациям необходимо создать условия для честной конкуренции. Первым шагом в этом направлении может стать большая открытость производителей и информированность заказчиков о свойствах продукта.
Артем Пономарев, руководитель ET S&M Group LLC