Pobierz pełny numer IZOLACJI

Pełny numer IZOLACJI 6/2018 [PDF]

możesz pobrać BEZPŁATNIE - po prostu ZAREJESTRUJ konto w portalu

Ocena techniczna pap zgrzewalnych

Papy asfaltowe | Obiekty mostowe | Papy zgrzewalne
dr inż. Robert Jurczak  |  IZOLACJE 1/2015  |  12.02.2015
www.freeimages.com

Obecne kryteria oceny pap asfaltowych można uznać za niewystarczające – przede wszystkim z powodu braku badań właściwości masy powłokowej w wysokich i niskich temperaturach.

Zgrzewalne papy asfaltowe przeznaczone do wykonywania izolacji przeciwwodnych na obiektach mostowych, izolacji przeciwwilgociowych oraz pokryć dachowych zawierają masę powłokową modyfikowaną polimerami termoplastycznymi.

Dynamiczny rozwój katalizatorów polimeryzacji nowej generacji (katalizatorów metalocenowych) i coraz doskonalsze metody technologiczne powodują, że otrzymywane polimery do modyfikacji asfaltów są materiałami "na miarę".

Stąd w izolacyjnej praktyce budowlanej funkcjonują rzadziej mieszanki fizyczne plastomeru z elastomerem niż dobrane stechiometrycznie związki chemiczne tych samych składników w postaci tzw. kopolimerów.

W przemyśle izolacyjnym najczęściej wykorzystywane są kopolimery styrenu i butadienu (SBS) oraz w mniejszym stopniu styrenu i izoprenu (SIS). Kopolimery te, a także inne (np. w postaci homogenicznego plastomeru APP) jako polimery termoplastyczne zmieniają stan wraz ze zmianami temperatury.

Przeczytaj też: Technologia zalew drogowych na gorąco - zabezpieczanie spękań i dylatacji

Przemiany fazowe następują w bardzo zróżnicowanych wartościach temperatury i obejmują stosunkowo duży przedział od 90°C do 150°C. Poza przemianami fizycznymi w kopolimerach zachodzą również przemiany chemiczne, które polegają na rozprzęganiu kopolimeru na odrębne składniki, np. w SBS na polistyren i polibutadien.

ABSTRAKT

W artykule omówiono kryteria oceny pap asfaltowych przeznaczonych do wykonywanie izolacji na obiektach mostowych. Podkreślono znaczenie modyfikowanej masy powłokowej oraz zasadność przeprowadzania badań jej właściwości w niskiej i wysokiej temperaturze. Przedstawiono wyniki badań wybranych próbek.

Technical assessment of thermo-weldable asphalt-saturated felt

The article discusses the criteria for the assessment of asphalt­‑saturated felt intended for the performance of insulation in bridges. It emphasises the significance of modified coating compound and the justifiability of testing its properties in low and high temperatures. The article also presents test results for selected samples.

Nie są to zjawiska jednorazowe, ale występujące okresowo, przede wszystkim w czasie produkcji asfaltu modyfikowanego i wytwarzania papy oraz układania mieszanek mineralno-asfaltowych na gorąco na obiektach inżynierskich. W związku z coraz bardziej nowoczesnymi dodatkami modyfikującymi rośnie przepaść między dotychczasową oceną wyrobów z ich udziałem a stosowanymi surowcami do ich produkcji.

Może to wywołać nową falę problemów technologicznych i obniżyć trwałość obiektów mostowych. Chyba, że podejmie się niezwłoczne działania, by zmniejszyć te różnice przez uwzględnienie oceny masy powłokowej równie obszernie jak całego wyrobu, lecz oddzielnie.

Istotną rolę w ocenie przydatności pap asfaltowych (wyrobów rolowych) w określonych warunkach eksploatacji powinny odgrywać prawa reologii ciał sprężysto-plastyczno-elastyczno-lepkich [1].

Wiarygodne wnioski odnośnie jakości pap i ich przydatności można otrzymać w oparciu o krzywe płynięcia, opracowane na podstawie wyników badań lepkości dynamicznej masy powłokowej w zakresie temperatury 90–150°C.

Ocena pap asfaltowych w świetle norm PN i PN-EN

Jeszcze do niedawna badania pap asfaltowych (zgrzewalnych) prowadzono zgodnie z normą PN-90/B-04615 [2], a ich ocenę według kryteriów ujętych w zaleceniach IBDiM do udzielania aprobat technicznych nr Z/96-03-001 [3].

Wytrzymałość na rozciąganie stanowi jeden z podstawowych parametrów oceny pap asfaltowych. Badanie polega na rozciąganiu prostokątnych próbek i zmierzeniu maksymalnej siły zrywającej oraz wydłużenia.

Na podstawie wyników badań sprawdzających pap zgrzewalnych przed udzieleniem dla nich aprobat technicznych, ujętych w pracy K. Germaniuka, J. Wrzesińskiej [4], opracowano wykres (RYS. 1) przedstawiający maksymalne wartości siły zrywającej 12 próbek pap różnych producentów (oznaczone od 1 do 12).

Kryteria oceny przyjęto zgodnie z wymaganiami zawartymi w zaleceniach IBDiM do udzielania aprobat technicznych nr Z/96-03-001 [3]. Linia czerwona stanowi wymaganie minimalnej siły zrywającej próbek wyciętych wzdłuż arkusza papy, a niebieska - w poprzek. Wśród badanych pap występują zarówno takie, które zawierają masę powłokową modyfikowaną elastomerem SBS, jak i plastomerem APP.

Modyfikacja asfaltu (w przeważającej części przemysłowego otrzymywanego metodą utleniania) ma poprawiać właściwości pap i zwiększać trwałość izolacji.

Zobacz także: Materiały naprawcze do betonu stosowane w obiektach inżynierskich

Papy zgrzewalne zawierające masę powłokową modyfikowaną APP mają wyższą odpornością termiczną i są polecane do stosowania w krajach o klimacie śródziemnomorskim. Papy z masą powłokową modyfikowaną elastomerem SBS wykazują natomiast korzystniejsze właściwości sprężyste w niskich temperaturach przy niewiele mniejszej odporności termicznej. Tego typu materiały przeznaczone są do stosowania w krajach z klimatem zbliżonym do naszego.

Analiza wyników wskazuje, że właściwości mechaniczne pap zgrzewalnych wyrażone maksymalną siłą zrywającą są zbliżone, niezależnie od producenta i polimeru użytego do modyfikacji asfaltowej masy powłokowej.

Na RYS. 2 przedstawiono wyniki badań odporności na zginanie (giętkości) w niskiej temperaturze na wałku o średnicy 30 mm. W ten sposób ocenia się elastyczność materiałów rolowych, która jest istotna dla pracy tych materiałów.

Wymaganie minimalnej temperatury, przy której próbka pęka w przypadku pap z masą powłokową modyfikowaną kopolimerem SBS, oznaczono linią czerwoną, a niebieską - papy modyfikowanej polimerem APP. Podobnie jak poprzednio, badane papy mają wymaganą odporność na zginanie (giętkość).

 

Kolejnym ważnym parametrem w ocenie przydatności pap zgrzewalnych stosowanych jako izolacja przeciwwodna na obiektach mostowych jest ich odporność na działanie podwyższonej temperatury. Badanie polega na przechowywaniu przez 2 godz. swobodnie zwisających próbek papy w założonej stałej temperaturze (najczęściej 100°C). Wynik badania uznaje się za pozytywny, jeżeli próbka nie wykazuje zmian (np. zgrubień czy spływania masy powłokowej).

Przyjęta metodyka badania odporności na działanie podwyższonej temperatury w laboratorium nie odzwierciedla rzeczywistych warunków panujących podczas układania mieszanki mineralno-asfaltowej. Błędnie przyjęto warunki oddziaływania temperatury (zbyt długi czas oddziaływania temperatury i jej niską wartość w porównaniu z temperaturą wbudowywania mieszanek).

Z doświadczeń autora zdobytych w czasie bieżącej kontroli jakości na inwestycjach realizowanych przez GDDKiA w Szczecinie wynika, że na izolację działa zróżnicowana temperatura zależna od rodzaju układanej mieszanki mineralno-asfaltowej.

Warto przeczytać

Dachy strome z rozwiązaniami firmy Bauder

W przypadku stosowania asfaltu lanego najwyższą temperaturę izolacja osiąga w ciągu pierwszych 10 min (od 150°C do 160°C). Następnie temperatura dość szybko się obniża, a po upływie 20 min od rozpoczęcia układania mieszanki nie przekracza już 100°C.

Warto zwrócić uwagę, że badane papy asfaltowe przeznaczone do wykonywania izolacji przeciwwodnych na obiektach mostowych wykazują właściwości wyraźnie przekraczające minimalne wymagania ujęte w zaleceniach IBDiM do udzielania aprobat technicznych nr Z/96-03-001 [3].

Aktualnie ocenę tego typu pap prowadzi się według normy PN­‑EN 14695:2012 [5]. Pod względem ilości, jakości i konkretnej metodyki badań normy PN-EN niewiele odbiegają od obowiązujących do niedawna zasad w normach PN. Powielają ich nieścisłości, a nawet istotne błędy w określaniu poszczególnych parametrów. Do takich błędów i nieścisłości według autora należy przede wszystkim przyjęcie założenia, że właściwości tego rodzaju pap najlepiej oceniać jedynie podczas badań całego wyrobu.

 

Jest to istotny błąd, ponieważ papa nie jest jednorodnym i homogenicznym materiałem wieloskładnikowym. W tym miejscu należy zauważyć, że tego rodzaju papy stanowią układy warstwowe, przy czym funkcję warstwy nośnej spełnia osnowa (sztywna tkanina z włókien szklanych wykazujących wyraźny charakter nieorganiczny). Funkcję materiału izolacyjnego pełni natomiast powłoka z asfaltu modyfikowanego polimerem (masa powłokowa).

Zastosowanie identycznych warunków badania kłóci się więc ze strukturą wewnętrzną tych materiałów. Osnowa szklana, jako klasyczne ciało stałe o temperaturze mięknienia ok. 800°C, wykazuje wysoki czas relaksacji naprężeń, w miarę szybko je koncentrując.

Plastyczna masa powłokowa natomiast w identycznych warunkach oddziaływania siły i temperatury o wiele szybciej traci naprężenia (krótki czas relaksacji w stosunku do osnowy) i staje się materiałem biernym mechanicznie, tzw. satelitą osnowy. To powoduje, że rola masy powłokowej w tych warunkach jest zredukowana do niemierzalnej wartości.

Tymczasem w normie PN-EN 14695:2012 [5] zrezygnowano całkowicie z badań masy powłokowej i skupiono się na badaniu parametrów całego wyrobu. Taka ocena zgodności pap z wymaganiami normy, upoważniająca do znakowania CE, jest mniej wymagająca niż dotychczasowa. Istnieje również pilna potrzeba ustalenia wartości progowych dla przewidzianych w normie parametrów.

Aktualnie parametry te mogą być w zasadzie dowolne, ale powinny mieścić się w zakresie deklarowanej przez producenta tolerancji i nie przekraczać wartości granicznej ustalonej przez producenta.

Warto wiedzieć: SPP wspiera polskich producentów pap

Biorąc pod uwagę te argumenty, można stwierdzić, że pełną analizę i ocenę właściwości masy powłokowej z udziałem asfaltów modyfikowanych zapewnia jej oddzielenie od osnowy. Proponuje się zatem zmianę podejścia w ocenie technicznej wyrobów rolowych. Szczegółowe badania masy powłokowej uzupełnią badania zawarte w PN-EN 14695:2012 [5] i do momentu określenia wartości progowych pozwolą eliminować produkty o niewielkiej przydatności.

Ocenę makroskopową osnowy można przeprowadzić po ekstrakcji próbek papy asfaltowej. Ważnym czynnikiem laboratoryjnym w powyższym procesie jest rozpuszczalnik, który powinien wykazywać cechy dobrego rozpuszczalnika modyfikowanej masy powłokowej. W tej kwestii autor proponuje trzy rozpuszczalniki: benzen, chloroform i czterochlorek węgla.

Ten ostatni użyto z zadowalającym skutkiem w papach, w których masa powłokowa zawierała SBS i APP. Po wykonaniu ekstrakcji i wymyciu masy powłokowej można łatwo ustalić rodzaj osnowy w próbie palności (wynik pozytywny w przypadku osnowy organicznej, np. poliestrowej). Osnowa z włókien szklanych i welonu szklanego w płomieniu palnika topi się w temp. ok. 1250°C.

Aby natomiast określić właściwości masy powłokowej w niskiej (pośredniej) i wysokiej temperaturze – zamiast badań całego wyrobu – przyjęto badania fizykochemiczne i reologiczne:

  • penetracji w trzech różnych temp. (np. w 15°C, 25°C i 35°C), a następnie na ich podstawie obliczenie wskaźnika PI odwzorowującego wrażliwość termiczną masy,
  • nawrotu sprężystego masy powłokowej przynajmniej w temp. 15°C i 25°C,
  • lepkości dynamicznej w lepkościomierzu Brookfielda z wysokimi temp. (120–180°C), których wyniki wykorzysta się do wykreślenia krzywych reologicznych.

Właściwości wybranych próbek

Masa powłokowa do badań pochodziła z papy zgrzewalnej uzyskanej w wyniku mechanicznego oddzielenia od osnowy. Pozyskanie materiału do badań w taki sposób ogranicza wpływ oddziaływania wysokiej temperatury przy ogrzewaniu na uzyskiwane właściwości masy powłokowej.

Osnowę stanowiła włóknina przesycona i obustronnie powleczona masą powłokową (asfalt modyfikowany polimerem). Ich górną powierzchnię wykończono posypką mineralną o różnej granulacji, a dolną zabezpieczono przed sklejaniem się papy w rolce cienką folią z tworzywa sztucznego.

Materiał do badań stanowiły cztery handlowe papy zgrzewalne pobrane w trakcie realizacji obiektów inżynierskich na terenie województwa zachodniopomorskiego i pochodzące od różnych producentów. Trzech producentów pap deklarowało, że przy ich produkcji użyto masy powłokowej modyfikowanej elastomerem SBS.

Deklaracja producenta czwartej próbki papy wskazywała, że przy jej produkcji wykorzystano masę powłokową modyfikowaną polimerem APP. Właściwości masy powłokowej badanych pap zgrzewalnych przedstawiono w TABELI 1, a pozostałe wyniki badań ujęto są w pracy "Badania nad rozszerzeniem skali ocen właściwości technicznych rolowych materiałów hydroizolacyjnych na obiektach inżynierskich" [6].

Artykuł pochodzi z: miesięcznika IZOLACJE 1/2015

Komentarze

(0)

Wybrane dla Ciebie


Zarabiaj pieniądze sprzedając prąd »

Maksymalną mocą jaką można wykorzystać bezpośrednio z energii słonecznej na jednym metrze kwadratowym powierzchni jest tzw. stała słoneczna, która wynosi...  czytaj dalej »


Czego użyć do izolacji balkonu, a czego do izolacji dachu?

Jak uzyskać pełne uprawnienia architektoniczne?

Najczęściej spotykane w polskim budownictwie dachy to dachy płaskie, pokryte papą lub blachą, więc... czytaj dalej » Co zrobić, by samodzielnie wykonywać zawód architekta w Polsce i UE? czytaj dalej »

Jak i czym ocieplić poddasze?


W systemie termoizolacji na krokwiach, która z pewnością jest najbardziej efektywną metodą termoizolacji, stosuje się... ZOBACZ »



Gdy ważna jest termoizolacyjność i estetyka...

Tłumienie dźwięków uderzeniowych i drgań budynków. Zobacz »

Ukryte mocowanie oznacza, że łączniki płyt są niewidoczne, co poprawia...
czytaj dalej »

Zapewnienie dobrej wibroakustyki dla budynku to coraz częściej wyzwanie dla świadomych i wymagających... czytaj dalej »

Jak zapewnić trwałość mocowania elewacji?


Wsporniki przejmują ciężar muru i za pomocą zabetonowanych szyn kotwiących lub kotew przekazują go na ścianę nośną... ZOBACZ »


Chcesz ograniczyć straty ciepła z budynku? Zobacz »

Jak usunąć wilgoć ze ścian?

W obecnych czasach rosnące ceny energii cieplnej i eketrycznej skłaniają do analizy strat ciepła w budynkach mieszkalnych. Jedynym sposobem ograniczenia kosztów jest...
czytaj dalej »

Wilgoć pojawiająca się w budynku i związana z nią pleśń szkodzą naszemu zdrowiu, powodują wyższe rachunki za ogrzewanie i niszczą mury. czytaj dalej »

Jak dobrać posadzkę do obiektu?


Wybierz posadzkę, która będzie funkcjonalna i łatwa i czyszczeniu... ZOBACZ »


Dowiedz się więcej o hydroizolacji dachów »

Popularność tego materiału rośnie. Dlaczego?

Dostarczamy innowacyjne systemy hydroizolacji oraz pokryć dachowych, mające na celu zmianę sposobu życia i pracy naszych klientów... czytaj dalej » To nowoczesny materiał termoizolacyjny, który zdobył... czytaj dalej »

Czego użyć do izolacji kanałów wentylacyjnych?


Systemy ochrony energii w budownictwie i w instalacjach technicznych, spełniają najbardziej restrykcyjne normy europejskie definiując... ZOBACZ »


Fakty i mity na temat szarego styropianu »

Szukasz wpustu balkonowego dobrej jakości?

Od kilku lat rośnie popyt na styropiany szare. W Niemczech i Szwajcarii większość spr... czytaj dalej » Wpust balkonowy prosty, wpust balkonowy skośny, ogrzewany lub nieogrzewany? Co wybrać? czytaj dalej »

Czego jeszcze nie wiesz o izolacji natryskowej?


Poliole to grupa wyrobów przeznaczonych do wytwarzania szerokiej gamy poliuretanów, które... ZOBACZ »


Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników portalu Izolacje.com.pl... dowiedz się więcej »
Synthos S.A. Synthos S.A.
Grupa Kapitałowa Synthos S.A. jest jednym z największych producentów surowców chemicznych w Polsce. Spółka jest pierwszym w Europie...
11/12/2019

Aktualny numer:

Izolacje 11/12/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Modernizacja poddaszy użytkowych
  • - Okładziny podłogowe
Zobacz szczegóły
Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

Ulga remontowo-modernizacyjna w PIT 2017

W aktualnych przepisach prawa podatkowego nie znajdziemy wielu ulg, które obowiązywały w poprzednich latach. Wśród nich jest ulga remontowo- modernizacyjna. Niektórzy...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl

.