Jednowarstwowe pokrycia z dachowe z elastomerów.

Pierwsze próby zastosowania rolowych elastomerowych materiałów hydroizolacyjnych (REMH) do wykonywania pokryć dachowych zanotowano w latach pięćdziesiątych. Materiały charakteryzowały się znakomitą odpornością na warunki atmosferyczne, lecz słabą ich stroną był brak spoiw odpowiedniej jakości, niezbędnych do łączenia poszczególnych pasm na zakładach oraz klejenia do podłoża. Ponadto poważną przeszkodą w stosowaniu ich w budownictwie był duży koszt, wynikający z małej skali produkcyjnej.

W połowie lat sześćdziesiątych problemy związane z klejeniem rolowych elastomerowych materiałów do podłoża i na zakładach zostały rozwiązane. Sytuacja zmieniła się jeszcze bardziej na korzyść elastomerów po 1973 r., tj. w okresie kryzysu naftowego, który doprowadził do wzrostu cen asfaltu.

W końcu lat siedemdziesiątych koszt wykonania wielowarstwowych, tradycyjnych pokryć dachowych stał się prawie równy kosztowi nowoczesnych, jednowarstwowych znacznie mniej pracochłonnych pokryć dachowych z rolowych materiałów elastomerowych.

Rodzaje rolowych materiałów hydroizolacyjnych z elastomerów.

Wzrost zainteresowania pokryciami dachowymi z materiałów elastomerowych nastąpił w USA w latach osiemdziesiątych. Do powszechnego ich stosowania przyczyniły się pozytywne wyniki obserwacji zachowania się elastomerów na dachach (np. badania materiału pobranego z dachu budynku na Florydzie po 20 latach eksploatacji wykazały minimalną zmianę ich właściwości).

Również w Europie w latach osiemdziesiątych pojawiło się wiele rodzajów rolowych materiałów hydroizolacyjnych z różnych elastomerów, np. z kauczuku butylowego, chloroprenowego, poliizobutylenu, chlorosulfonowanego polietylenu i terpolimeru etylenowo-prpylenowego. Wspólne cechy charakteryzujące te materiały to:

• dobra lub doskonała odporność na działanie ozonu i promieni ultrafioletowych;

• odporność na działanie średnio agresywnych środowisk ciekłych i gazowych;

• dobre właściwości mechaniczne;

• zachowanie elastyczności w temp. -50°C do 100°C, a okresowo nawet powyżej 100°C.

Największą popularność zdobył terpolimer etylenowo-propylenowy - EPDM ichlorosulfonowany polietylen - CSPE ze względu na doskonałą odporność na działanie ozonu i czynników atmosferycznych w różnej temperatórze.

Materiały takie pojawiły się również w Polsce, początkowo oferowane przez zagranicznych producentów, później opracowane wspólnie przez Instytut Przemysłu Gumowego „Stomil” i Instytut Techniki Budowlanej.

Pokrywanie dachów rolowymi materiałami elastomerowymi.

W technologii pokrywania dachu REMH pierwszym warunkiem jest trwałe połączenie wykładziny z podłożem, eliminujące przesuwanie się i podrywanie pokrycia przez wiatr, zaś drugim - zagwarantowanie szczelnego połączenia poszczególnych pasm wykładziny na krawędziach, co wyklucza podciekanie wody.

Mocowanie wykładziny do podłoża - jest ściśle uzależniony od konstrukcji dachu. Obecnie stosowane są trzy metody (rysunek 1):

• układanie pokrycia luzem z zastosowaniem warstwy dociskowej;

• klejenie do podłoża;

• mocowanie mechaniczne.

Układanie pokrycia dachowego luzem z wykorzystanie warstwy dociskowej wymaga uwzględnienia dodatkowego obciążenia (żwir lub płyty) już na etapie projektowania. Jako warstwę dociskową stosuje się 5 cm warstwę żwiru płukanego o granulacji 15-30 mm lub płyty betonowe.

Na obrzeżach dachu, przy kominach, attykach, ścianach itp. pokrycie do podłoża klei się klejami na bazie kauczuków lub innych polimerów lub mocuje mechanicznie. Można kleić na całej powierzchni (rysunek 1b) lub częściowo - zwykle na powierzchni nie mniejszej niż 50% (rysunek1c). W wypadku wykładzin z kauczuku EPDM niezbędne stosowanie jest specjalnych klejów, ze względu na trudną przyczepność EPDM do innych materiałów.

Mocowanie mechaniczne pokrycia do podłoża odbywa się za pomocą specjalnych elementów mocujących. Na rysunku 2 pokazano te elementy: tzw. „kołki teleskopowe” do podłoża betonowego i do podłoża z drewna. Liczba punktów zamocowania powinna być zaprojektowana w zależności od podłoża , miejsca zamocowania (środek połaci dachowej, krawędź dachu), wysokości budynku, strefy klimatycznej itp.

Łączenie pasm REMH. Dopuszcza się dwa systemy łączenia pasm rolowego materiału elastomerowego: na zasad i na styk (rysunek 3).

Spośród najbardziej efektywnych metod łączenia rolowych materiałów hydroizolacyjnych na zakładach obecnie producenci tych materiałów polecają:

• łączenie na gorąco;

• łączenie za pomocą tworzywa termoplastycznego;

• łączenie na zimno.

Łączenie pasm materiału na gorąco polega na umieszczeniu surowej mieszanki gumowej między powierzchniami brzegów płyt ułożonych na zakład i zwulkanizowanie złącza za pomocą specjalnej prasy lub w autoklawie po nawinięciu na bęben połączonych na zakład pasm. Łączenie wykładzin na gorąco odbywa się na ogół u producenta i pozwala przygotować wielkowymiarowe elementy pokrycia dachowego wykonane zgodnie z projektem. Stosowanie takich elementów ogranicza liczbę złączy wykonywanych na budowie i jednocześnie przyczynia się do niezawodności i trwałości pokrycia dachowego.

Łączenie za pomocą tworzywa termoplastycznego polega na umieszczeniu stopionej warstwy tworzywa, które po ochłodzeniu tworzy trwałe połączenie. Nałożenie warstwy tworzywa odbywa się za pomocą urządzeń stosowanych w przetwórstwie tych tworzyw, np. pistoletu z podgrzewaniem.

Łączenie na zimno wykonywane jest na dachu obiektu w temperaturze otoczenia Wymaga ono zastosowania warstwy łączącej , którą może być samo wulkanizująca mieszanka z kauczuku chloroprenowego lub inna mieszanka adhezyjna o małej lepkości i dużej przyczepności do powierzchni gumowych.

Jakość złącza w wypadku łączenia na zimno jest nieco gorsza niż w wypadku łączenia na gorąco, jednak jest wystarczająca. Jednym z zalecanych obecnie sposobów łączenia na zakładach jest stosowanie kleju z kauczuku chloroprenowego lub butylowego.

Kleje o dobrej jakości dają mocne, wodoszczelne połączenia, które w miarę upływu czasu zwiększają wytrzymałość. Klej nanosi się szczotką lub wałkiem. Sposób ten nie wymaga dokładnego czyszczenia łączonych powierzchni, gdyż ewentualne niewielkie zanieczyszczenia zostają włączone do kleju.

Trwałe połączenie materiałów hydroizolacyjnych w zakładach jest bardzo ważne do uzyskania pokryć dachowych szczelnych, niezawodnych i długotrwałej eksploatacji. Dlatego wszelkie innowacje i ulepszenia istniejących sposobów łączenia wciąż jeszcze są przedmiotem wielu prac badawczych.

Łączenie na styk polega na nałożeniu w miejscu styku dwóch pasm samoprzylepnej taśmy z kauczuku butylowego. Taki sposób łączenia, łatwy i dość szybki, daje mocne i szczelne złącze, lepsze nawet niż z zastosowaniem kleju pod warunkiem, że przed nałożeniem taśmy łączone powierzchnie zostaną dokładnie oczyszczone. Obecność kurzu lub wilgoci może wpłynąć na osłabienie złącza. Ponadto taśmy butylowe wymagają pewnego czasu, w którym następuje proces wulkanizacji, niezbędny do uzyskania dostatecznie silnego połączenia.

RHME w Polsce

W ostatnich latach w Polsce pojawiły się na rynku różnego rodzaju materiały na pokrycia dachów, wzorowane na znanych i powszechnie stosowanych za granicą materiałach z elastomerów i kauczuków termoplasycznych. Wspólne badania Instytutu Przemysłu Gumowego „Stomil” i Instytutu Techniki Budowlanej doprowadziły do opracowania rolowego materiału hydroizolacyjnego na bazie mieszanki gumowej z kauczuku EPDM. Wszystkie surowce wchodzące w jej skład , poza kauczukiem, są produkowane w kraju. Materiał ten o nazwie handlowej Hydrogum EPDM uzyskał świadectwo Instytutu Techniki Budowlanej nr Og 146/90.

Podstawowe właściwości fizykomechaniczne Hydrogumu EPDM

Właściwości	Wymagania techniczne wg świadectwa ITB nr Og 146/90	Uzyskane z partii pilotażowej
Masa 1 m^2 [kg] Wytrzymałość na rozciąganie, nie mniej niż [MPa] Wydłużenie względne przy zerwaniu, nie mniej niż [%] Naprężenie przy 300% wydłużenia, nie mniej niż [Mpa] Wytrzymałość na rozdzieranie, nie mniej niż [N/mm] Twardość [°Sh A] Wodochłonność, nie więcej niż [%] Zmiana wymiarów liniowych w temp 80°C w ciągu 30 min., nie więcej niż [%] -wzdłuż -w poprzek Giętkość - przy przeginaniu na półobwodzie wałka o średnicy 5mm i temp 25°C Przesiąkliwość wody przy długotrwałym działaniu słupa wody o wysokości 2 m w ciągu 100h	1,6-2,0 8,0 400 3,0 30 60+5 1,0 ±1 ±1 niedopuszczalne powstawanie rys i pęknięć niedopuszczalna	1,78 8,9 461 6,1 38 62 0,38 -0,3 -0,2 nie pęka i nie tworzą się rysy nie przesiąka

Hydrogum EPDM charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami fizykomechanicznymi, takimi jak wytrzymałość na rozciąganie i ścierania oraz zdolnością do dużych wydłużeń umożliwiających łatwe dostosowanie się do ruchów podłoża. Hydrogum EPDM, tak jak kauczuk EPDM ma doskonałą odporność na działanie czynników atmosferycznych, wytrzymuje duże wahania temperatury, długotrwałe działanie ozonu i promieni UV oraz jest całkowicie nieprzepuszczalny dla wody. Podstawowe właściwości Hydrogumu EPDM podano w tabeli.

Hydrogum EPDM może być stosowany do wykonywania nowych pokryć dachowych na podłożu betonowym, z gładzi cementowo-piaskowej lub drewnianym oraz do renowacji istniejących pokryć papowych, a ponadto do wykonywania wodochronnych poziomych i pionowych izolacji tarasów i pomieszczeń mokrych, takich jak łaźnie, pralnie itp.

Z Hydrogumu EPDM wykonuje się także elementy kształtowane, ułatwiające wykonanie pokrycia w narożnikach, w obrębie kominów i rur przechodzących przez pokrycia dachowe.

Sposób wykonywania izolacji wodochronnych z Hydrogumu EPDM został określony w świadectwie na podstawie przeprowadzonych prób poligonowych. Dopuszcza się układanie na podłożu luzem, mocowanie mechaniczne lub klejenie. Spośród kilku zbadanych materiałów do klejenia, najlepsze rezultaty uzyskano stosując masę poliuretanowo-pakową Elastofix D-1. Nadaje się ona zarówno do mocowania do podłoża, jak i do klejenia zakładów poszczególnych pasm.

Przed położeniem nowego pokrycia dach powinien być dokładnie oczyszczony i osuszony. W wypadku nakładania Hydrogumu EPDM na stare podłoże, np. z papy, należy je wyrównać i oczyścić. Poszczególne elementy Hydrogumu EPDM przycina się wg wymiarów dopasowanych do poszczególnych miejsc na dachu z uwzględnieniem otworów na kominy, wywietrzniki itp. Przycięte arkusze należy zwinąć w rulon gładką powierzchnią do środka. Powierzchnię dachu pokrywa się cienką warstwą kleju i rulon układa na dachu rozwijając go stopniowo i zwracając uwagę na dokładne dopasowanie do powierzchni. Następnie poszczególne pasma Hydrogumu EPDM należy połączyć na zakładki klejąc je np. Elastofixem. Prace wykończeniowe wykonuje się po upływie 48 godzin od przyklejenia płyt Hydrogumu EPDM. Polegają na dodatkowym zabezpieczeniu warstwą Elastofixu wszystkich połączeń między płytami, krawędziami dachu, przy wywietrznikach, wentylatorach, włazach i rynnach.

Hydrogum EPDM zastosowano do renowacji dachów w Instytucie Przemysłu Gumowego używając do łączenia z podłożem Elastofixu D-1. Uzyskano znakomitą szczelność przeciekających wcześniej dachów, a także zminimalizowano koszt przygotowania podłoża. Dzięki temu renowacja dachu z wykorzystaniem Hydrogumu EPDM była o 30% tańsza w porównaniu z tradycyjnym pokryciem bitumicznym.

Pozytywne wyniki z zastosowaniem Hydrogumu EPDM w budynkach doświadczalnych zachęciły do dalszych prac nad opracowaniem nowej, zmodyfikowanej jego wersji - Hydrogumu EPDM-D. Jest to materiał dwuwarstwowy składający się z Hydrogumu EPDM i spodniej warstwy wentylacyjnej z włókniny poliestrowej połączonej z Hydrogumem EPDM za pomocą kleju lateksowego.

Hydrogum EPDM-D jest przeznaczony specjalnie do wykonywania pokryć dachowych na podłożu betonowym, z gładzi cementowej oraz na podłożu drewnianym na dachach płaskich lub o niewielkim pochyleniu, jak również do renowacji istniejących pokryć dachowych. Miejsca łączenia poszczególnych pasm uszczelnia się taśmą samoprzylepną - Plastolepem B. Hydrogum EPDM-D został oceniony pozytywnie przez Państwowy Zakład Higieny pod względem zdrowotnym. Również wyniki prób poligonowych, prowadzone wspólnie przez Instytut Techniki Budowlanej i Instytut przemysłu Gumowego „Stomil”, pozwalają ocenić go pozytywnie. Niestety Hydrogum EPDM-D dotychczas nie jest dostępny na rynku.

---