Wyroby hydroizolacyjne typu folia w płynie cz. 2

W Polsce przy produkcji i wprowadzaniu na rynek folii w płynie stosuje się dwa dokumenty normatywne.

Pierwszy z nich to opracowane w ITB zalecenia udzielania aprobat technicznych: ZUAT-15/IV.19/2005 „Wyroby polimerowe. Emulsje przeznaczone do wykonywania powłok hydroizolacyjnych” [1].

Drugim dokumentem jest norma zharmonizowana PN-EN 14891 „Wyroby nieprzepuszczające wody stosowane w postaci ciekłej pod płytki ceramiczne mocowane klejami. Wymagania, metody badań, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie” [2]. Niestety, zawarte w nich wymagania oraz opisane metody badawcze zawierają błędy.

Wymagania ZUAT-15/IV.19/2005

Dokument ten zawiera wymagania dotyczące emulsji gruntującej i emulsji powłokowej.

Przyjrzyjmy się wymogom odnośnie emulsji powłokowej, szczególnie parametrom mającym bezpośrednie przełożenie na jakość wyrobu, a więc tym, które mówią o jego trwałości i izolacyjności.

Giętkość

Giętkość powłoki (na marginesie: nie wiedzieć czemu zalecono stosowanie tego terminu zamiast poprawnego określenia „elastyczność”) badana jest na swobodnej powłoce, czyli takiej, którą oddzielono od podłoża.

Powłoki umieszcza się na 2 godz. w zamrażarce o temp. –5°C, po czym wyjmuje się i owija na wałku o średnicy 30 mm w czasie 3 s. Powłoka nie może wykazywać widocznych rys lub pęknięć.

ZUAT [1] określa jednak, że powłoka do badań ma być przygotowana zgodnie z instrukcją producenta. Jest to błąd różnych metod badawczych, który powoduje, że nie można właściwie interpretować porównawczo wielu wyników badań.

Ponadto wymagania i metody badawcze opisane w normach są po to, aby producentom narzucać sposoby przygotowania próbek do badań, tak by próbka była możliwa do oceny według danej metody badawczej. Nie można bowiem porównywać wyników badań, chociażby giętkości (elastyczności) powłok folii w płynie gr. 0,5 i 3 mm.

Producent najczęściej podaje zalecaną przez siebie grubość, która jednak nie ma nic wspólnego z rzeczywistością albo podpatrzona jest u konkurencji lub, co gorsza, zgodna z zaleceniami handlowca oferującego surowce do produkcji folii w płynie. Nie można zatem uznać za pewnik, że grubość powłoki wskazana przez producenta jest poprawna.

Okazuje się również często, że właściwości izolacyjne powłoki przy grubości zalecanej przez producenta, np. 1 mm, są mierne, ale już przy 2 mm ulegają one znacznej poprawie.

Kolejnym błędem, który uniemożliwia właściwą interpretację uzyskanej oceny giętkości (elastyczności), jest czas przechowywania powłok w zamrażarce. Określony w ZUAT [1] czas 2 godz. może okazać się niewystarczający do zamrożenia powłok grubych. Ten problem wynika bezpośrednio z błędu w sposobie przygotowania do badań. Powłoka gr. 0,5 mm ulegnie zamrożeniu znacznie szybciej niż powłoka gr. 3 mm.

Uzyskane z badania takich powłok wyniki są całkowicie niemiarodajne. Należy znormalizować stałą grubość powłok do badań, a czas zamrożenia wydłużyć do co najmniej 16 godz. dla pewności, że nawet w wyniku różnicy w strukturze powłoki zostaną one zamrożone, a dodatkowo, że w komorze zamrażarki ustanowi się równowaga temperaturowa.

Badanie giętkości (elastyczności) po zamrożeniu próbek jest jednak niewystarczające. Należy zbadać elastyczność również przed zamrożeniem, aby móc zinterpretować, czy w wyniku zamrożenia powłoka straciła na elastyczności.

Warto wykonać dodatkowo ocenę elastyczności po starzeniu termicznym i higrotermicznyn powłoki, a zginanie prowadzić na wałkach o różnej średnicy, od 3 mm do >  100 mm (oznaczając elastyczność w mm), jako najmniejszą średnicę wałka, przy której na powłoce nie występują spękania (ocena pod 10-krotnym powiększeniem).

Należy zaznaczyć, że badanie elastyczności powłoki na wałkach o średnicy 3–12 mm pokazuje, czy powłoka będzie zdolna przenosić bardzo duże odkształcenia podłoża. Badanie to może się wydawać zbyt rygorystyczne, bo przecież podłoże (beton, cegły, tynki) nie odkształca się aż tak znacznie.

Jednakże wykonanie oznaczeń elastyczności po standardowym kondycjonowaniu, po zamrożeniu powłoki oraz po starzeniu termicznym i higrotermicznym pokazuje, czy powłoka wykazuje tendencję do utraty elastyczności w różnych warunkach temperaturowych. Utrata elastyczności powłoki pokazuje, czy surowce zostały w prawidłowy sposób dobrane i czy nie powodują niszczenia powłoki.

Wodochłonność

Oznaczenie wykonuje się na swobodnych powłokach (oddzielonych od podłoża) gr. ±1 mm. Wycięte z powłok kwadraty o boku 50 mm waży się na wadze analitycznej i zanurza całkowicie w wodzie destylowanej na 24 godz. Po wyjęciu osusza się je bibułą filtracyjną i waży z tą samą dokładnością, co poprzednio, oraz wyznacza procentowy przyrost masy próbek. ZUAT [1] wymaga, aby wodochłonność powłok była mniejsza niż 7%.

Jak pokazują wyniki badań porównawczych różnych folii w płynie, trudno jest taki wynik uzyskać, a ograniczenia wynikają właśnie ze stosowania niewłaściwych surowców (szczególnie dyspersji polimerowych i koalescentów).

Ta metoda badawcza jest niewłaściwa z powodu sposobu przygotowania próbek do badań. Wycięta z powłoki gr. 1 mm próbka zanurzona całkowicie w wodzie nie wykazuje nasiąkania tą wodą tylko do pewnego stopnia, po czym ustanawia się stan równowagi nasycenia wodą i rozpoczyna się dyfuzja wody przez powłokę.

Oznacza to, że powłoka niemająca żadnego odizolowania od wody wchłania ją i oddaje w całej swojej objętości. Prawidłowe badanie powinno być wykonane z zabezpieczeniem np. parafiną brzegów powłoki.

Metodą jeszcze bardziej poprawną byłoby wyznaczenie nasiąkliwości, tak jak dla powłok malarskich według starej metody badawczej z 1953 r., w której powłoka nałożona na zważoną płytkę szklaną i zabezpieczona brzegowo parafiną zanurzana jest w wodzie destylowanej, a nasiąkliwość wyznaczana jest w odniesieniu do powierzchni powłoki niezabezpieczonej.

Dodatkowo można wykonać oznaczenie przepuszczalności wody zgodnie z normą PN-EN 1062-3:2008 [3], ale i tu należy zwrócić uwagę na błąd w metodzie zabezpieczania próbek.

Należy postępować inaczej, niż wskazano w normie, tzn. zabezpieczyć np. emalią epoksydową jedynie brzegi powłoki i boczne krawędzie podłoża badawczego, bez zabezpieczania jego spodniej strony. Zamalowanie spodniej strony podłoża powoduje znaczne ograniczenie siły ssącej podłoża przez wytworzenie się wewnątrz ciśnienia.

Przesiąkliwość

Badanie wykonywane jest na powłokach folii w płynie otrzymanych na podłożu z tektury „400” i tu również błędnie wskazane jest, aby przygotować powłokę zgodnie z instrukcją producenta. Po kondycjonowaniu (28 dni według ZUAT [1]) powłokę poddaje się działaniu słupa wody o wysokości 1 m w czasie 24 godz. zgodnie z normą PN-B-04615:1990 [4]. Folię w płynie uznaje się za zgodną, jeżeli nie występuje przesiąkanie i tektura nie ulega zawilgoceniu.

Stosowanie tektury jako podłoża nie jest właściwe, gdyż po naniesieniu na nią folii w płynie ulega ona pod wpływem wody rozmiękczeniu i deformacji, często tak dużej, że uzyskanie później równej próbki jest niemożliwe.

Właściwsze byłoby przygotowanie powłoki na podłożu z cienkiej warstwy masy szpachlowej, która przy wystąpieniu przesiąkania sama również rozmięknie pod wpływem wody i umożliwi w ten sposób ocenę. Przesiąkliwość powłoki dobrze jest oceniać przed starzeniem i po starzeniu powłok, a czas badania wydłużyć do 7 dni.

Wydłużenie i naprężenie

Do badania maksymalnego naprężenia rozciągającego i wydłużenia względnego przy maksymalnym naprężeniu powłoki przygotowuje się według ZUAT [1] z tym samym błędem, co opisany wyżej – zgodnie z zaleceniami producenta. Swobodne powłoki poddaje się badaniom według normy PN-EN ISO 527-3:1998 [5]; oznacza się maksymalne naprężenie rozciągające – zgodnie z wytycznymi ZUAT [1] musi być ono wyższe niż 0,4 MPa lub równe tej wartości, oraz wydłużenie maksymalne – nie może być ono mniejsze niż 8%.

Z kolei badania wykonywane przy zastosowaniu wkładki zbrojącej w powłoce muszą wykazać co najmniej 300 N wytrzymałości na rozciąganie oraz >  2% wydłużenia przy zerwaniu.

Błędów można uniknąć dzięki zastosowaniu innej metody. Można to badanie wykonać, rozciągając za pomocą dynamometru pas powłoki o znormalizowanej stałej grubości. Oznacza się siłę, przy jakiej ­powłoka rozciągnęła się do określonego stopnia (wyrażonego w procentach), przy czym nie może się przerwać, gdy osiągnie ten stan.

Oznaczenie wykonuje się dla powłok po 7 dniach kondycjonowania w standardowych warunkach, po starzeniu termicznym i higrotermicznym oraz po moczeniu w wodzie. Dodatkowo można wykonać oznaczenia powłok z wkładką zbrojącą, po cyklach, jak opisane wyżej.

Wymagania normy PN-EN 14891

Norma PN-EN 14891 [2] w zasadzie wszystkie wymagania i metody badawcze odnosi do zestawu: podłoże – powłoka folii w płynie – okładzina ceramiczna mocowana klejem. Jest to dobre podejście do prowadzenia badań zestawu, ponieważ w takiej właśnie postaci jest on eksploatowany.

Niemniej jednak i ta norma zawiera liczne błędy w wykonywaniu badań oraz sposobie przygotowania próbek. Występuje tu również błąd wskazywania, iż powłoki powinny być przygotowywane według zaleceń producenta.

Przyczepność po oddziaływaniu wody

Podłoże z naniesioną i kondycjonowaną warstwą folii w płynie służy do przymocowania klejem do pytek okładzin ceramicznych do badania przyczepności, jak w standardowym badaniu klejów do płytek.

Następnie po kondycjonowaniu kleju wykonuje się na płycie badawczej obramowanie z silikonu mające posłużyć za zbiorniczek na wodę, która będzie oddziaływać na powłokę folii w płynie i klej do płytek. Po wskazanym w normie czasie wykonuje się badanie przyczepności kleju do płytek, która nie może być mniejsza niż 0,5 MPa.

Błędem w normie jest tworzenie za pomocą silikonu zbiorniczka na wodę. Praktyka badawcza pokazuje, że folie w płynie, szczególnie słabej jakości (a tych na rynku nie brakuje), bardzo szybko wchłaniają wodę, która często musi być uzupełniana.

Przyczepność po oddziaływaniu wody chlorowanej

Badanie wykonywane jest identycznie jak opisywane wyżej oznaczanie odporności na wodę (przyczepności po oddziaływaniu wody), przy czym zamiast wody destylowanej używa się określonego w normie roztworu wody chlorowanej.

Badanie wykonywane w ten sposób z wodą chlorowaną jest szczególnie błędne, gdyż nie ma możliwości utrzymywania stałego stężenia jonów chlorkowych w wodzie.

Wodoszczelność

Powłokę folii w płynie poddaje się działaniu słupa wody pod ciśnieniem 150 kPa w ciągu 7 dni i sprawdza, czy wystąpiło przesiąkanie wody.

Badanie to jest bardzo rygorystyczne, dlatego niewiele wyrobów uzyskuje orzeczenie: „zgodna”. Ciśnienie 150 kPa jest tożsame z 1530 g wody napierającej na 1 cm². Jest to duże obciążenie, aczkolwiek możliwe przy stosowaniu odpowiednich dyspersji polimerowych (innych niż rekomendowane do sporządzania folii w płynie).

Podsumowanie

Konieczność spełnienia wymagań ZUAT [1] i opracowanych na jego podstawie aprobat technicznych czy normy zharmonizowanej PN-EN 14891:2012 [2] sprawia producentom wiele problemów, co często skutkuje niewprowadzeniem wyrobu na rynek z racji niespełnienia wymagań bądź wprowadzeniem wyrobu niespełniającego wymagań. Nie można do takich sytuacji dopuszczać.

Wiedza o surowcach i recepturach, technologiach produkcji i metodach badawczych, szczególnie w zagranicznych firmach produkujących surowce, jest bardzo mała. Efektem tego jest wprowadzanie na rynek folii w płynie o miernej jakości.

Konieczne jest więc wprowadzenie właściwych wymagań, a także wykonywane badań surowcowych i recepturowych. Przyczyni się to do produkcji lepszych jakościowo i tańszych materiałów hydroizolacyjnych.

Ich niższa cena będzie wynikać z właściwego stosowania tylko tych surowców, które są potrzebne, i to w ilości wynikającej wprost z badań, a nie z rekomendacji dostawcy surowców. Ponadto poprawienie błędów i braków w normach, szczególnie w wymaganiach ZUAT [1] dotyczących folii w płynie, umożliwi pełną charakterystykę badanych folii w płynie.

Sugerowane sposoby poprawienia błędów w wymaganiach ZUAT [1] to:

• zmiana sposobu kondycjonowania (14 dni),
• wprowadzenie znormalizowanej stałej grubości powłoki folii w płynie: 1,0  ±0,2 mm,
• dokonywanie oceny elastyczności powłoki po co najmniej 16 godz. zamrażania, a także po standardowym kondycjonowaniu oraz po starzeniu termicznym i higrotermicznym.

Literatura

1. ZUAT-15/IV.19/2005, „Wyroby polimerowe. Emulsje przeznaczone do wykonywania powłok hydroizolacyjnych”.
2. PN-EN 14891:2012, „Wyroby nieprzepuszczające wody stosowane w postaci ciekłej pod płytki ceramiczne mocowane klejami. Wymagania, metody badań, ocena zgodności, klasyfikacja i oznaczenie”.
3. 1062-3:2008, „Farby i lakiery. Wyroby lakierowe i systemy powłokowe stosowane na zewnątrz na mury i beton. Część 3: Oznaczanie przepuszczalności wody”.
4. PN-B-04615:1990, „Papy asfaltowe i smołowe. Metody badań”.
5. PN-EN ISO 527-3:1998, „Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości mechanicznych przy statycznym rozciąganiu. Warunki badań folii i płyt”.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!