Оценки и выводы по результатам испытаний
4.1 Колебания свойств материалов
В каждом испытании были установлены средние значения для отдельных групп материалов. Проводилось сравнение среднего значения для группы материалов и среднего значения для всех образцов. Таким образом, можно сделать вывод о недостатках и преимуществах группы материалов в зависимости от того, находятся значения выше или ниже среднего значения всех образцов.
Рис. 21
Средние значения категории материалов EPDM по сравнению со средними значениями всех образцов, а также диапазон колебаний свойств в этой группе материалов (10 образцов)
В рамках отдельных групп материалов нередко фиксировались большие различия, что обусловлено производственным процессом, структурой и толщиной отдельных образцов. При составлении графиков (рис. 21–26) были учтены значения каждого образца, чтобы продемонстрировать качественный диапазон (колебания свойств материалов) в пределах группы. Лучший продукт в группе материалов выступает для нее как стандарт качества.
4.2 Группа материалов Epdm
По данным производителя, два продукта этой группы являются «битумосовместимыми свариваемыми гидроизоляционными мембранами на основе синтетического каучука EPDM с нижним слоем из модифицированного битума» – именно они оказывают положительное влияние на общий результат категории. В целом среднее значение категории EPDM на 4 % ниже среднего значения всех образцов. Лучшие продукты получили оценку «удовлетворительно».
Рис. 22
Среднее значение категории «Полимерно-битумные мембраны» по сравнению со средним значением всех образцов, а также диапазон колебаний свойств в этой группе материалов (15 образцов)
Однозначными преимуществами данной категории являются стойкость к тлеющим сигаретам и раскаленным частицам. Кроме того, хорошие результаты были получены в ходе испытаний на гибкость при низких температурах. Отдельно стоит упомянуть о проблемах уязвимости шовных соединений, которые описаны в первой и второй частях книги.
4.3 Полимерно-битумные мембраны
Благодаря средней толщине 4,69 мм были получены хорошие результаты в испытаниях на стойкость к проколу, тлеющей сигарете и раскаленным частицам.
Средние значения категории «Полимерно-битумные мембраны» (для однослойной укладки) на 7 % ниже средних значений всех образцов. Тем не менее диапазон колебаний свойств отчетливо демонстрирует, что есть потенциал повышения качества, при этом значения у мембран толщиной > 5,0 мм явно лучше, чем у более тонких образцов.
Рис. 23
Среднее значение категории ПВХ по сравнению со средним значением всех образцов, а также диапазон колебаний свойств в этой группе материалов (33 образца)
4.4 Группа материалов ПВХ
Разнообразие качеств и свойств материалов категории ПВХ объясняется большим количеством образцов (33). Среднее значение материалов данной категории на 6 % выше среднего значения всех образцов.
На уровень качества повлияли 25 образцов толщиной < 1,6 мм. Восемь образцов толщиной > 1,8 мм оказались низкого качества.
Образец ПВХ-17, набравший 97 баллов из 100, продемонстрировал высший уровень качества в данной категории и получил оценку «отлично».
4.5 Группа материалов ТПО
Среднее значение категории ТПО (29 образцов) на 8,5 % выше среднего значения всех образцов. Эти материалы дали самые стабильные показатели среди категорий с высокими результатами. Слабой стороной группы является невысокая устойчивость к воздействию жиров и масел. В этой категории оценку «отлично» получили два продукта.
Рис. 24
Среднее значение категории ТПО по сравнению со средними значениями всех образцов, а также диапазон колебаний свойств в этой группе материалов (29 образцов)
4.6 Наливные гидроизоляционные материалы
По сравнению с результатами испытаний 1998 года категория наливных гидроизоляционных материалов демонстрирует улучшение показателей. Это объясняется развитием технологии наливной гидроизоляции.
Лучший продукт с оценкой «хорошо» является свидетельством уровня качества, который был достигнут производителями современных наливных систем.
Согласно информации производителя, данный продукт не содержит растворителей и приблизительно 80 % используемых полиолов (смолы) получены из возобновляемого растительного сырья (касторовое масло).
4.7 Средние значения ECB, ПВХ, ТПО
Средние значения наиболее важных категорий – ECB, ПВХ, ТПО – по сравнению со средним значением для всех образцов демонстрируют практически неизменно высокий уровень качества. Только у этих трех групп среднее значение выше среднего значения для всех образцов.
Рис. 25
Средние значения категории «Наливные гидроизоляционные материалы» по сравнению со средними значениями всех образцов, а также диапазон колебаний свойств в этой группе материалов (9 образцов)
Рис. 26
Средние значения категорий материалов ECB, ПВХ, ТПО по сравнению со средними значениями всех образцов
4.8 Шесть лучших материалов
Шесть мембран продемонстрировали самый высокий уровень качества: по две мембраны категорий ECB, ПВХ и ТПО. Их единственным недостатком стали неоптимальные показатели гибкости при низких температурах. В остальном данные мембраны могут использоваться в качестве эталона гидроизоляционных материалов.
Глава 5Итоги
5.1 Требования к материалам
Испытания показали, что во всех категориях присутствуют материалы очень хорошего, хорошего, среднего и низкого качества. Как заказчику и проектировщику не ошибиться с выбором? Очевидно, необходимо посредством комплексных лабораторных испытаний разработать профиль требований, который позволит делать более точные долгосрочные прогнозы поведения материалов при их эксплуатации.
В 2005 году был внедрен профиль требований, разработанный Эрнстом и актуализированный Европейским объединением производителей долговечной кровельной изоляции (AfP, ddDach, 2005). Его использование дает возможность проверить, достигают ли технические характеристики продукции минимальных пороговых значений. Также появляется возможность прямого сравнения гидроизоляционных материалов.
Таблицы 4 и 5 демонстрируют средние значения категорий материалов, а также максимальные значения у продуктов по балльной системе аналогично школьным оценкам.
Заметим, что применение профилей требований не является заменой заключениям и оценкам с учетом специфики проекта, которые выполняются проектировщиками.
Возможные причины повышения требований:
● по проекту необходима особая устойчивость к воздействию щелочи – соответствующие требования могут быть повышены на 10 % или более;
● здание расположено в промышленной зоне с повышенной концентрацией кислот из содержащихся в воздухе выхлопных газов – в таком случае соответствующие требования могут быть повышены на 10 % или более;
● повышенная нагрузка от воздействия микроорганизмов;
● интенсивное воздействие ультрафиолетового излучения.
Определение требований к материалам в рамках профиля требований и с учетом условий конкретного проекта делает возможной независимую оценку гидроизоляции. Качество продуктов, а значит, и расчетный срок их службы будут определяться по объективным критериям.
Таблица 4
Средние значения категорий материалов по результатам испытаний в сравнении с минимальными пороговыми значениями, указанными в профиле требований
Таблица 5
Значения шести образцов, имеющих оценку «отлично», в сравнении с минимальными пороговыми значениями профиля требований
Можно с уверенностью утверждать, что материалы с оценками «хорошо» и «отлично» в условиях нормальной эксплуатации и при ежегодном техническом обслуживании не потребуют замены в течение как минимум 30 (50) лет.
5.2 Прогнозы на основе испытаний
В специальной технической литературе снижение заданного значения до 37 % или ниже определяется как физическое предельное, после достижения которого дальнейшая эксплуатация материалов вызывает сомнения, то есть, как правило, требуется замена покрытия.
Для прогноза срока службы было исследовано шесть мембран:
● мембрана A: ПВХ-p-nb, 1,5 мм, E-GV, срок эксплуатации 10 лет, на кровле с гравийной засыпкой и защитным слоем (соответствует пробе ПВХ-03 с оценкой «хорошо»);
● мембрана Б: ПВХ-p-nb, 1,5 мм, E-GV, срок эксплуатации 13 лет, на инверсионной кровле с гравийной засыпкой (проба ПВХ-12, удовлетворительно);
● мембрана В: ПВХ-p-nb, 1,5 мм, E-GV, срок эксплуатации 13 лет, на кровле с гравийной засыпкой, с защитным слоем (проба ПВХ-12, удовлетворительно);
● мембрана Г: ПВХ-p-bv, 1,5 мм, однородная, срок эксплуатации 13 лет, на кровле с озеленением и большим скоплением воды (проба ПВХ-01, оценка «достаточно»);
● мембрана Д: ПВХ-p, 2,0 мм, E-GV, срок эксплуатации 16 лет, на кровле с гравийной засыпкой, без защитного слоя, с периодическими скоплениями воды, гумусные компоненты (сравнима с пробой ПВХ-13, получившей оценку «достаточно»);
● мембрана Е: ПВХ-p, 1,5 мм, E-PW, срок эксплуатации 20 лет, атмосфероустойчивая (сравнима с пробой ПВХ-31, получившей оценку «удовлетворительно»).
На рисунке 27 представлены результаты изменения относительного удлинения при разрыве (в продольном направлении) после практического применения в соответствии с EN12311–2.
В таблице 6 приведены полученные в ходе тестов значения относительного удлинения при разрыве (в продольном направлении) после практического применения и искусственного состаривания. Дополнительно указаны результаты теста на изгиб при низких температурах после практического применения (уменьшение температуры разрыва по сравнению с новым материалом), а также оценки на основе протокола исследований.
Рис. 27
Уменьшение относительного удлинения при разрыве после практического применения, 37 % от заданной величины, с экстраполированным прогнозом срока службы материалов.
Таблица 6
Процесс старения на практике: результаты испытания на изменение относительного удлинения при разрыве и гибкость при отрицательных температурах
Как видно из относительно небольших изменений свойств материалов, у испытанных ПВХ-мембран A и Б после 10–13 лет эксплуатации физический предел, при котором с материально-технической точки зрения необходима замена гидроизоляции, еще не был достигнут. Если использовать соответствующие защитные слои, можно затормозить процесс естественного старения продукции с оценкой «удовлетворительно» (мембрана Б, инверсионная кровля) – достичь результата, сопоставимого с оценкой «хорошо» (мембрана A).
В ходе испытаний мембраны В (кровля с гравийной пригрузкой) была подтверждена ее низкая устойчивость к воздействию микроорганизмов и горячей воды. Мембраны Г и Д отчетливо продемонстрировали низкую устойчивость к воздействию горячей воды, бетонного молочка, реакции гидролиза и микроорганизмов. В итоге им поставлена лишь оценка «достаточно». Это также отражается на показателях после 13–16 лет эксплуатации.
С мембраной Г во внешней лаборатории, помимо прочего, был проведен анализ пластификатора. Результат демонстрирует явную потерю пластификатора на уровне 23,3 %. У мембраны Е в ходе симулирования термического старения подтвердились не самые оптимальные показатели. На основании данных результатов можно сделать вывод о том, что оценки, полученные в исследованиях, соответствуют фактическим результатам долгосрочной эксплуатации.
При оценке шести материалов данные назвать репрезентативными нельзя, однако можно показать тенденции.
Представленное исследование было ориентировано на перспективу. Отдельные значения важнейших параметров 116 продуктов, полученные в ходе испытаний согласно стандартам EN, могут быть использованы в дальнейшем для оценки при сравнении со значениями материалов после долгосрочной эксплуатации. На основании этого можно будет сделать максимально точные прогнозы относительно ожидаемого срока эксплуатации гидроизоляционных материалов.
Рис. 28
Испытание относительного удлинения при разрыве согласно EN12 311–2. Испытание A с помощью калиброванного прибора для теста на растяжение (тензиометр LEISTER EXAMO 600 F). Испытание проводилось в лаборатории автора
Рис. 29
Испытание на гибкость при низких температурах. Проводилось в соответствии со стандартом EN495–5 в лаборатории автора. Полосы мембран зафиксированы
Рис. 30
Слева: измерительный прибор для испытаний на сжатие под воздействием холода в холодильной камере. Справа: холодильная камера с образцами – хранение в известковом молоке и кислотном растворе (испытания в исследовательском центре Weihenstephan при Мюнхенском техническом университете)