Istotnym przełomem w kształtowaniu jakości pap asfaltowych było, jak wiadomo, uszlachetnienie poprzez modyfikację polimerami masy powłokowej i zastąpienie słabej mechanicznie osnowy tekturowej włóknem lub tkaniną organiczną bądź nieorganiczną (poliestrową, szklaną).

W zależności od warunków eksploatacyjnych, w których pracuje hydroizolacja, zaszła potrzeba selektywnej zmiany technologii i dostosowania jej do konkretnych warunków technicznych. Innymi właściwościami technicznymi powinny charakteryzować się papy pracujące w środowisku zamkniętym, odizolowanym od powietrza i promieniowania słonecznego (fundamenty, podpiwniczenia, itp.), innymi natomiast papy znajdujące się na otwartej przestrzeni, narażone na przemienne oddziaływanie opadów atmosferycznych, wiatru i nasłonecznienia (pokrycia dachowe, itp.).
Uwzględniając powyższe uwarunkowania wyraźnie widać, że zasadniczym wymaganiem w stosunku do materiału hydroizolacyjnego jest odporność na starzenie eksploatacyjne. Zastąpienie składników mineralnych (wypełniacz, piasek, itp.) polimerem było działaniem w pełni uzasadnionym, bo podnoszącym żywotność materiału izolacyjnego. Długoletni okres doświadczeń aplikacyjnych, również z papami modyfikowanymi, zwłaszcza w zastosowaniu izolacji dachowych, udowodnił, że na trwałość (długowieczność) tychże materiałów mają wpływ w równym stopniu jakość materiałów składowych, jak i ich zestawienie w układzie warstwowym oraz metody i technologie wbudowywania. Analizując, w przekroju już historycznym, rozwój technologii pap modyfikowanych, np. w firmie ICOPAL, można dostrzec silną logikę kształtowania jakości, właśnie z punktu widzenia wyżej wymienionych czynników.

W pierwszym etapie postępu technologicznego zwracano szczególną uwagę na dobór lepiszcza asfaltowego w stosunku do zastosowanych polimerów (kompatybilność), a w celu zahamowania prawie nieograniczonej rozszerzalności liniowej masy powłokowej z udziałem elastomerów, zaproponowano w postaci osnowy – tkaninę poliestrową. W tym momencie, poza uwagą technologów znalazł się problem warstwy klejącej papy z podłożem (preimer). Prawdopodobnie uważano, że funkcję preimeru przejmie topiąca się pod wpływem źródła ciepła – masa powłokowa.

Już w tym okresie, zwłaszcza w przypadku pap termozgrzewalnych przeznaczonych na pokrycia dachowe, zaczęto stosować układ warstwowy, w którym ważną rolę przypisano warstwie papy perforowanej. Kolejne lata doświadczeń i wnikliwych obserwacji izolacji w trakcie jej eksploatacji doprowadziły do wniosku, że duże straty w zakresie sprawności technicznej, a więc eksploatacyjnej takich izolacji, ma wysoka temperatura przyklejania papy do podłoża, dochodząca często do 1000°C. Aby ograniczyć, a nawet sprowadzić do akceptowalnego minimum wpływ wysokich temperatur na starzenie eksploatacyjne, wysiłkiem technologów firmy ICOPAL wprowadzono rozwiązanie pt. „Szybki Profil SBS”. Jak się później okazało, była to technologia nie w pełni satysfakcjonująca producenta, ponieważ tylko w pewnym stopniu ograniczała wpływ wysokich temperatur na substancje węglowodorowe (parafiny, nafteny, aromaty), znajdujące się w masie powłokowej.

Ogrzewanie palnikiem gazowym płaszczyzny papy, celem roztopienia pokrywającego ją asfaltu, skutkuje wzrostem temperatury, lokalnie nawet do ok. 1000°C. Wynikiem tego może być tzw. przepalanie papy oraz uszkodzenie jej osnowy, najczęściej również węglowodorowej. W wysokiej temperaturze w masie powłokowej, składającej się z mieszaniny fizycznej asfalt – SBS (styren-butadien-styren), następują istotne, nieodwracalne zmiany w obu składnikach jednocześnie. Zarówno asfalt, jak jego składniki grupowe (oleje, żywice, asfalteny), podlegają procesom utleniania, czego efektem jest zjawisko koksowania materiału bitumicznego z jednej strony, z drugiej natomiast zanieczyszczenie środowiska naturalnego gazowymi produktami spalania w postaci tlenku i dwutlenku węgla, siarki, azotu. W przypadku SBS wysoka temperatura palnika wywołuje w pierwszym etapie rozprzęganie kopolimeru na polibutylen i polistyren (temp. ok. 120°C). Ten ostatni w dużej części ulega spaleniu na tlenek i dwutlenek węgla, przy czym znaczna jego część wydziela się do otoczenia (atmosfery) w postaci bardzo toksycznych oparów, niebezpiecznych nie tylko dla personelu pracowniczego, ale również środowiska naturalnego w ogólności. W konsekwencji tych procesów masa powłokowa zubaża się w kopolimer SBS i traci swoje właściwości plastyczno-elastyczne, stając się w większym lub mniejszym stopniu ciałem kruchym, podlegającym w warunkach eksploatacyjnych dalszemu starzeniu. Zmiana właściwości, zwłaszcza masy powłokowej, skutkuje znacznym pogorszeniem większości podstawowych parametrów, takich jak: penetracja, temperatura mięknienia, giętkość w niskich temperaturach oraz adhezja do podłoża betonowego. Wynika więc z tego, że długotrwałe, energochłonne zgrzewanie z użyciem palników gazowych jest czynnikiem ograniczającym znacząco długowieczność tego typu izolacji.

Na potwierdzenie tego wykonano badania penetracji, temperatury mięknienia i lepkości w 60°C na próbkach masy powłokowej, pobranej z papy typu Szybki Profil SBS i Szybki Syntan SBS przed ich ogrzewaniem technologicznym i po ogrzaniu (płomieniem palnika zgodnie z zaleceniami producenta papy). Zmiany parametrów (w %) w stosunku do wartości początkowych przedstawiono na rys. 1.

Wyraźnie widać, że decydujący wpływ na zmian parametrów technicznych odgrywa sposób i intensywność ogrzewania (przy zbliżonych parametrach wyjściowych masy powłokowej), co przekłada się bezpośrednio na trwałość i żywotność papy. Wszystkie te doświadczenia zainspirowały nadzór naukowy firmy ICOPAL do poszukiwań takich rozwiązań technologicznych, które wyeliminują dotychczasowe błędy, wynikające głównie ze słabo kontrolowanych procesów długotrwałego zgrzewania pap na gorąco.

W rozważaniach nad opracowaniem najnowszej wersji technologii przyjęto cztery generalne założenia:
1) przyczepność (adhezja) papy do podłoża (mineralne, organiczne lub innego rodzaju) winna wzmacniać specjalna substancja zwana preimerem, dobrze współpracująca zarówno z górną warstwą pap nowej generacji, jak i podłożem, niezależnie od wartości temperatury;
2) ponieważ klejenie papy będzie odbywać się z wyłączeniem temperatur powyżej 100°C, a w podłożu i preimerze należy liczyć się z obecnością łatwo lotnych substancji (woda,
rozpuszczalniki organiczne i innych), zatem zasadne staje się korzystanie z pap, posiadających właściwość samorzutnej wentylacji i lokalnego wyrównywania ciśnień pod powierzchnią papy;
3) wszystkie, używane podczas wbudowywania izolacji materiały i wyroby, nie mogą być niebezpieczne dla ludzi i środowiska naturalnego;
4) opracowana technologia winna przewyższać pod względem nakładu robocizny, efektywności prowadzenia robót i żywotności wszystkie wcześniejsze rozwiązania.
Naukowcy firmy ICOPAL, mając na względzie w/w warunki, opracowali specjalny układ izolacyjny pod nazwą „Szybki Syntan SBS” w połączeniu z „Siplast Primer Szybki Grunt SBS”. Materiał gruntujący na bazie asfaltu twardego z dużą zawartością substancji powierzchniowo-aktywnych (kwasy asfaltogenowe i ich bezwodniki), naturalnie zawartych w lepiszczu, dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalniku. Rozpuszczalnik, poza właściwością rozpuszczania substancji węglowodorowej (asfalt), charakteryzuje się wysoką prężnością par. Naturalny skład asfaltu i jego rozpuszczalnika tworzą roztwór o bardzo niskim napięciu powierzchniowym i tym samym wysokiej zdolności wnikania (wsiąkania) w podłoże. Ponadto, stosunkowo niska temperatura wrzenia rozpuszczalnika i jednocześnie wysoka prężność jego par, skraca do minimum czas tężenia preimera. Szybkie parowanie rozpuszczalnika i wysoka twardość wyjściowa asfaltu gwarantuje masie klejącej bardzo wysoką kohezję. Należy jednocześnie zauważyć, że rodzaj rozpuszczalnika jest tak dobrany, aby jego opary były inertne w stosunku do środowiska naturalnego.

W okresie tężenia primera adhezję papy typu SYNTAN do podłoża wzmaga się poprzez lekkie ogrzewanie zewnętrznej strony papy łagodnym płomieniem palnika. Prowadzi to do błyskawicznej aktywacji termicznej pasm klejowych papy, złożonych z kompozycji asfaltu z SBS i innych żywic syntetycznych. Łagodne warunki ogrzewania zapewniają prawidłowy przebieg procesów rozprzęgania i odbudowy kopolimeru SBS. Oznacza to, że przy rozgrzewaniu następuje rozpad sieci (domeny styrenu miękną i ulegają rozpadowi), a podczas ochładzania następuje ich odbudowa. Sieć SBS wzmacnia się szczególnie szybko przy obniżaniu temperatury asfaltu poniżej 100°C. Wchodzące w skład SBS domeny styrenowe mają temperaturę szklenia równą ok. 100°C. Jest to zjawisko odwracalne pod warunkiem, że nie nastąpi chwilowe przegrzanie asfaltu, skutkujące zniszczeniem modyfikującego go polimeru. SBS jest polimerem charakteryzującym się dobrą kompatybilnością z asfaltem typu zol i znacznym udziałem węglowodorów parafinowych typu cerezyny. Dzięki temu tworzy z nim trwałą strukturę, stabilizującą w dłuższym okresie parametry techniczno-użytkowe wyrobu (papy).

Istotną zaletą układów izolacyjnych typu SYNTAN są regularne „przerwy” między pasmami klejowymi na powierzchni papy, zapewniające samorzutny przepływ gazów, wytwarzających się w momencie klejenia i podgrzewania papy. Dzięki temu unika się niepożądanego zjawiska tworzenia bąbli (zjawisko to może również zostać zainicjowane wysokimi temperaturami użytkowymi w okresie lata).Z przedstawionego powyżej opisu wynika, że najnowsza wersja pap izolacyjnych typu Szybki SYNTAN SBS ma wiele zalet, a przede wszystkim:

całkowity brak ryzyka przepalenia osnowy z włókniny poliestrowej,
brak zagrożenia dla żywotności papy, spowodowanego starzeniem technologicznym pokrywającego ją asfaltu.


Niewątpliwie zaletą nowej technologii Szybki SYNTAN SBS jest również wysoka jakość techniczna oraz efektywność prac dekarskich.

Literatura:
[1] Saechtling H.: Tworzywa sztuczne. Poradnik, WNT, Warszawa 2000.

Prof. dr hab. inż. Bogusław Stefańczyk
Dr inż. Paweł Mieczkowski
Politechnika Szczecińska


Autor: Icopal - zobacz wizytówkę firmy