Главная / Лабораторные испытания полимерных кровельных мембран: химическая устойчивость

Лабораторные испытания полимерных кровельных мембран: химическая устойчивость

lab5Журнал «Кровли» продолжает серию публикаций, подготовленных по материалам книги Вольфганга Эрнста (Wolfgang Ernst) «Гидроизоляция и озеленение кровель» (Dachab dicht ung Dachbe grun ung. Teil VI. Auflage, 2009), посвященных анализу результатов лабораторных испытаний полимерных кровельных мембран (начало см. «Кровли» № 3 (26) и 4 (27) 2010). В предыдущих статьях были приведены результаты испытаний полимерных кровельных мембран на гибкость (тест 1), хладноломкость (тест 2), усадку при пониженных температурах (тест 3) и устойчивость к температурным воздействиям (тесты 4–6)*. В этом номере мы завершаем серию статьей, посвященной химической устойчивости кровельных мембран.

Тест 7. Испытание в известковом молоке 

Повышенное повреждающее воздействие на мембранное покрытие могут оказывать содержащие щелочь материалы, с которыми гидроизоляция контактирует в процессе эксплуатации (щебень, известь, бетон и т.п.). В особенности это касается абразивных засыпок или веществ, образовавшихся в процессе вымывания из названных материалов. Их можно обнаружить почти на каждой кровельной поверхности. Устойчивость против действия извести позволяет гидроизоляционному покрытию дольше служить в условиях контакта с перечисленными материалами.

Описание испытания 

Образцы полностью погружают в сосуд, наполненный насыщенным известковым молоком с осадком, и выдерживают в нем 112 дней при температуре 50°С. По окончании периода выдержки образцы изымают из испытательной жидкости, ополаскивают водой и вытирают насухо при помощи фильтровальной бумаги или полотенца. Затем их в течение суток сушат в камерной сушилке с циркуляцией воздуха при температуре 60°С. Испытания проводят еще минимум через 24 ч после охлаждения образцов в стандартных климатических условиях. В рамках испытаний при помощи разрывной машины определяют показатель деформаций при растяжении по стандарту DIN EN 12311-2. Скорость нагружения при этом составляет 100 мм/мин. По отдельным показателям образцов определяется абсолютный средний показатель удлинения при разрыве (предельное удлинение) и рассчитывается относительное изменение в процентах по сравнению с показателями нового материала. Далее оцениваются обе величины.

Оценка испытания 

Оценку проводят из расчета максимум 100 баллов по следующей шкале оценок:

до 10% – очень хорошо
до 15% – хорошо
до 20% – удовлетворительно
до 25% – достаточно
до 45% – недостаточно
от 45% – неудовлетворительно

Выводы и рекомендации

lab3Воздействие материалов, содержащих щелочь (в приведенном тесте – в виде насыщенного известкового молока), сказалось на различных рулонных гидроизоляционных материалах не одинаково.

Вывод: щелочные материалы, в том виде, в котором они встречаются на кровле, наносят существенный урон рулонным покрытиям. Средние величины в 24% для ЭПДМ и в 22,2% для полимерно-битумных рулонных материалов в целом серьезно превысили общий для всех испытанных материалов средний показатель, составивший 15%. Хорошие результаты показали изделия из мастичных полимерных материалов (величина изменения – 12,1%) и мембраны из ТПО (величина изменения – 14,3%). Рулонные материалы на основе ЭСБ (этилен- сополимер-битум) оцениваются удовлетворительно, имея показатель 16,3%. В рамках вышеназванных групп материалов (мастичные, ТПО и ЭСБ) имеются также изделия, продемонстрировавшие очень неплохие результаты. Самые незначительные средние величины и в связи с этим лучшие показатели устойчивости были обнаружены у группы материалов на основе ПВХ. Для этих рулонных материалов характерен средний показатель изменения предельного удлинения 9%, что подтверждает очень хорошую устойчивость к воздействию сильных щелочных соединений. На практике часто встречаются гидроизоляционные покрытия с пригрузом. Наличие пригруза связано с более длительными воздействиями влаги, сопряженными с воздействием щелочных абразивных материалов и веществ, вымываемых из щебня, раствора или бетона. Совместно с такими видами воздействий, как повышенная загрязненность, активная деятельность микроорганизмов и реакции гидролиза, гидроизоляционное покрытие испытывает повышенное влияние щелочной среды, которое часто сопровождается реакцией омыления. Это быстро повреждает гидроизоляцию и ускоряет процесс ее старения. Для защиты гидроизоляционного покрытия кровли от этих воздействий и для продления его работоспособности и срока службы на кровлях с пригрузом используется специальный защитный холст с нанесенной на обратную сторону полиэтиленовой пленкой. При этом сторона с полиэтиленовой пленкой укладывается прямо на гидроизоляцию, а холщевая сторона укрывается пригрузом. В случае кровель, непосредственно подверженных атмосферным воздействиям, нагрузки, связанные с влиянием щелочных веществ, значительно ниже, особенно при корректно выполненной разуклонке. В связи с этим срок службы рулонных материалов на таких кровлях значительно выше по сравнению с кровлями, засыпанными щебнем или гравием.

Тест 8. Выдержка в растворе серной кислоты 

Среди видов устойчивости к разнообразным химическим воздействиям огромное значение для плоских кровель имеет параметр устойчивости к кислотам, возникновение которых на кровлях связано с отходящими газами из каминов, систем отопления и промышленных агрегатов, а также с кислотными дождями и т.д. Кроме того, не следует забывать о трудно фиксируемых химических растворах из защитных и функциональных слоев кровельной конструкции.

Описание испытания (по стандарту EN 1847) 

Образцы полностью погружают в сосуд, наполненный 5-6%-ным раствором серной кислоты, и выдерживают в нем 112 дней при температуре 50°С. По окончании периода выдержки образцы изымают из испытательной жидкости, ополаскивают водой и вытирают насухо при помощи фильтровальной бумаги или полотенца. Затем их в течение суток сушат в камерной сушилке с циркуляцией воздуха при температуре 60°С. Испытания проводят еще минимум через 24 ч после охлаждения образцов в стандартных климатических условиях. В рамках испытаний при помощи разрывной машины определяют показатель деформаций при растяжении по стандарту DIN EN 12311-2. Скорость нагружения при этом составляет 100 мм/мин. По отдельным показателям образцов определяется абсолютный средний показатель удлинения при разрыве (предельное удлинение) и рассчитывается относительное изменение в процентах по сравнению с показателями нового материала.

Оценка испытания 

Оценку проводят из расчета максимум 100 баллов со следующим соответствием оценок:
до 10% – очень хорошо
до 15% – хорошо
до 20% – удовлетворительно
до 25% – достаточно
до 45% – недостаточно
от 45% – неудовлетворительно

Выводы и рекомендации 

lab4У рулонных материалов из ЭПДМ установлена невысокая устойчивость к воздействию кислот. Средняя величина в 21,6% находится значительно выше, чем среднее значение для всех образцов, равное 16,6%. Средняя величина изменения предельного удлинения полимерно- битумных рулонных материалов, составляющая 20,9%, находится на удовлетворительном уровне. Если можно было бы не учитывать три типа материалов толщиной 5,2; 4,5 и 5,0 мм, то большинство рулонов из этой группы материалов показывают результаты от хороших до очень хороших. Рулонные материалы на основе ЭСБ (10,8%) и мастичные полимерные материалы (14,2%) в среднем имеют хорошую, а в отдельных случаях даже очень хорошую устойчивость. В случае рулонных материалов, эксплуатируемых с пригрузом, на которых нередко наблюдается появление растительности, а также в случае озелененных кровель следует считаться с кислой средой, формируемой продуктами выделения и разложения свежих и отмерших растений и их корней. В таких случаях гидроизоляционные покрытия кровель с гравийной засыпкой или озеленением могут быть защищены защитным холстом со слоем полиэтилена. Кровли с засыпкой в качестве пригруза должны также долго удерживать застоявшуюся воду, создающую дополнительную нагрузку. Воздействие кислых по химической природе материалов на гидроизоляционные покрытия кровель, открытых для атмосферных факторов и имеющих минимальный уклон 2%, в связи с быстрым отведением воды значительно ниже по сравнению с покрытиями с засыпкой. Срок службы покрытий в связи с этим выше.

Тест 9. Воздействие жира 

Испытания на воздействие жиров и масел (низкомолекулярных жидких жиров) имеют важное практическое значение.

Описание испытания (согласно стандарту EN 1847) 

На верхнюю сторону образцов равномерно по всей поверхности наносят стандартную густую смазку (жир многоцелевого использования по DIN 51502), толщина слоя при этом составляет 1 мм. Затем образцы на силиконовой бумаге выкладывают на 126 дней в оранжерею (средняя температура – 23,1°С, температура вентиляции – 25°С, без затенения). После выдержки жир удаляют с поверхности образцов шпателем и полотенцем без волокон. В заключение образцы очищают при помощи воды и щетки. Затем образцы в течение 24 ч высушивают в термостате с циркуляцией воздуха при температуре 60°С. Испытания проводят минимум через 24 ч после охлаждения в стандартных климатических условиях. В рамках испытаний при помощи разрывной машины определяют показатель деформаций при растяжении по стандарту DIN EN 12311-2. Скорость нагружения при этом составляет 100 мм/мин. По трем отдельным показателям образцов определяют абсолютную величину удлинения при разрыве (предельное удлинение) и рассчитывают относительное изменение в процентах по сравнению с показателями нового материала.

Оценка испытания 

Оценку проводят из расчета максимум 50 баллов со следующим соответствием оценок:

до 10% – очень хорошо
до 15% – хорошо
до 20% – удовлетворительно
до 25% – достаточно
до 45% – недостаточно
от 45% – неудовлетворительно

Выводы и рекомендации 

lab6Самые незначительные изменения предельного удлинения были зафиксированы у мастичных полимерных материалов. Затем следуют показатели рулонных материалов из ПВХ, ЭСБ и ЭПДМ. Максимальные изменения зафиксированы у рулонных материалов на основе ТПО и полимерно-битумных рулонных материалов. В пределах одной и той же группы материалов были установлены значительные отклонения, которые могут объясняться различием полимерных систем вследствие добавок в материал и особенностями технологии. Четко выраженными разными показателями изменения предельного удлинения у материалов из группы ПВХ обладают рулоны с армированием из полиэстеровой ткани, очень незначительно подверженные воздействию жира, и гомогенные рулоны, а также рулоны с вкладкой стеклохолста, которые реагируют на воздействие значительным изменением. Основанием меньшего повреждения синтетических волокон может быть задержка жира полимерной матрицей. Иначе дело обстоит с рулонными материалами на основе ТПО, поскольку не устойчивая к воздействию жира полимерная смесь ускоряет диффузию жира и масел к полиэстеровым волокнам. Группы гетерогенных материалов (например, мастичные полимерные составы) отчетливо демонстрируют как положительные, так и отрицательные изменения предельного удлинения.

Гидроизоляция всех испытанных групп материалов повреждается в результате воздействия жиров и масел. Степень повреждения различается в зависимости от вида материала и его структуры. Преимущественно однородные рулонные материалы на основе полимерно-битумных составов и ТПО в среднем обладают существенно более низкой устойчивостью к жирам и маслам по сравнению с преимущественно слоистыми рулонами из ПВХ и ЭСБ или с рулонами из ЭПДМ с большим количеством наполнителя.

Воздействия жиров и масел на гидроизоляцию следует избегать. Их остатки после работ по техническому обслуживанию необходимо безотлагательно удалять. При возможном ущербе от содержащих жир или масла аэрозолей отходящих газов необходимо принимать на кровле соответствующие защитные меры в виде защитных рулонов с разделительным слоем.