EPDM防水卷材的长期使用寿命研究

提要:承包商和建筑师在寻找可持续、节能的屋面产品时,面临越来越多的新选择。但近期研究表明,这场绿色产品竞赛中的领跑者可能是某个经过市场长期考验的已有产品。最新研究表明,EPDM屋面系统可使用30年以上,EPDM长久稳定的效能帮了地球大忙。

  承包商和建筑师在寻找可持续、节能的屋面产品时,面临越来越多的新选择。但近期研究表明,这场绿色产品竞赛中的领跑者可能是某个经过市场长期考验的已有产品。最新研究表明,EPDM屋面系统可使用30年以上,EPDM长久稳定的效能帮了地球大忙。

  可持续性建筑的主要目标之一是使用60年。对屋面工程来说,这是一个重大挑战。业主对传统屋面系统是“眼不见为净”,只有当屋面渗漏时才进行维修。与此同时,屋面还充当着工作平台的角色,设备和建筑设施越来越多,如加热设备和空调设备,通风设备和太阳能加热装置也不断增加。考虑到这些因素,屋面系统的性能要非常优异,才能达到60年的寿命。

  最近,一项EPDM防水卷材长期寿命的研究结果,有力证明了EPDM防水卷材具有数十年的耐久性。EPDM屋面系统在北美低坡屋面市场已存在了大约30年,而许多EPDM屋面系统,包括20年之前安装的EPDM屋面系统,仍然能够正常使用。许多消费者一直认为设计合理、施工到位的EPDM防水卷材屋面系统能达到25年甚至25年以上的使用寿命。北岭市(马萨诸塞州东南部)顾问工程师协会首席工程师布雷说,EPDM卷材的耐久性已通过美国国内的几大品牌得到证明。他还说道,“我在北美的大客户拥有面积高达数百万m2的EPDM屋面系统,且仍在使用中,一部分EPDM防水卷材已经正常使用了20年,还有很多超过了25年,有一些快接近30年。”为了对这些说法提供有力的科学证据,美国EPDM屋面协会(ERA)实施了一项关于EPDM防水卷材长期性能的研究,研究EPDM防水卷材如何保证长期的防水性能。

  该项研究的目标是:①验证EPDM防水卷材长期性能的各项特征;②验证经验性经验;③为设计人员和业主探讨卷材长期寿命提供理论基础。

  为了进行这项研究,试样取自5个屋面系统,这些屋面系统已经安装有29~32年。这些系统分别是:

  1)1.14 mm厚EPDM防水卷材,空铺压顶法施工,安装于北密歇根大学(位于密歇根州)Jacobetti中心,已使用32年。

  2)1.14 mm 厚EPDM屋面系统,空铺压顶法施工,安装于北密歇根大学的Jamrich大楼,已使用29年。

  3)1.14 mm厚EPDM卷材,空铺压顶法施工,安装于北阿什伯勒中学(位于北卡罗莱州),已使用28年。

  4)1.14 mm厚EPDM卷材,空铺压顶法施工,安装于威斯康星州的某仓库,已使用29年。

  5)EPDM卷材,满粘法施工,安装于伊利诺斯州的某中学。

  这些样本被送往位于俄亥俄州尤宁敦的Momentum Technologies公司(一家屋面行业检测机构)进行延伸率、抗拉强度、横向厚度、纵向厚度和接缝强度试验。

  接缝强度按照ASTM D 816《密封胶标准测试方法》进行。其余4个性能测试分别按照ASTM D 4637《EPDM单层屋面卷材规范》进行。另外,还参照了生产厂家关于未经工程使用的EPDM卷材最低物理性能指标要求。

  这些试验结果表明所有这些试样的性能与新的产品并无二致。这些试样的物理性能指标达到或稍低于刚出品的1.14 mm厚EPDM卷材或老化后的最低性能要求。

  比如,在延伸率试验中,5个试样中有4个已经超过了EPDM卷材老化后的最低性能特征。有一个试样还超过了刚出品的EPDM卷材的最低性能指标,另有一个几乎要超过新品的最低标准。

  在抗拉强度试验中,所有的试样都超过了最低标准。就横向厚度来说,有3个试样超过了厂家规定的最低标准,还有2个试样只差千分之一英寸。就纵向厚度说,有3个试样达到或者超过了最低标准,有1个试样只差千分之一英寸,有一个只差千分之四英寸。就接缝强度而言,只测试了2个试样,并且测试的2个试样都顺利通过了厂家规定的最低标准。

  这些测试结果印证了早前的经验,也验证了设计与施工合理、维护良好的EPDM卷材能适应恶劣的气候环境的观点。该测试也证明了这些屋面和其他EPDM系统能够达到甚至超过40年的寿命。长寿命意味着不需要翻修屋面,节省了业主的经济成本,也节约了环境资源。

  假设屋面系统的使用寿命为60年,通过热老化试验模拟这些试样在使用了40年、50年、60年时的情况。需要指出的是这些试验只在1.14 mm厚的卷材上进行。在1.14 mm厚卷材进入市场的同时,EPDM卷材生产商就已开发了1.524 mm和2.286 mm厚卷材,其使用寿命都超过了1.14 mm厚EPDM卷材的使用寿命,大约50年或更久。屋面系统合理设计、施工和维护是很重要的,当然这些因素和卷材内在的耐久性结合起来才能保证卷材的寿命。另外,所有的试样取自温暖气候区和寒冷气候区,因为这些地区的EPDM屋面系统已经使用30多年了。但工程专家表示,目前在温暖气候区广泛使用的白色EPDM卷材,预计也可达到同样的寿命。

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