ASTM-6083 عنوانی است برای ((مشخصات استاندارد پوشش های آکریلیک مایع مورد استفاده در بام)) که در سال ۱۹۹۵ تحت عنوان کمیسون پوشش و ضد آب کردن بام تشکیل گردید.
کمیته تخصصی D-08 به بیان دقیق تر در ((کمیسیون فرعی پوشش بام ارگانیک بدون قیر)) شکل گرفت، گرچه نویسندگان دیگر، مقالاتی در رابطه با توصیف شیوه های تست با جزئیات دقیق تر منتشر کرده اند. این مقاله در تلاش است تا به خواننده نشان دهد که چگونه این مشخصات به وجود آمده و چگونگی آزمایش هایی را شامل می شوند که در این مشخصات فهرست وار به آنها اشاره شده و منظور از جواب این آزمایش ها در دنیای واقعی به چه معناست.
ابتدا نظری می اندازیم به سابقه سازمان مواد و آزمون آمریکا یعنی :
ASTM (َAmerican Society For Testing and Material)
انجمن ASTM سازمان استاندارد مرجع است، شاکله این سازمان را افرادی تشکیل داده اند که به دنبال درک عمیق تر و پیشرفت و توسعه روش های مشخصی برای استاندارد سازی و ایجاد نظم و قانونمندی در این زمینه اند.
کمیته STM D-08 (مربوط به پوشش های رطوبتی قیری بام) که متشکل از تولید کنندگان مواد خام، تولید کنندگان پوشش های بام، پیمانکاران ، مشاورانی که مشخصات برای این عایق ها تعریف می کنند، معماران، سازمان های تست کننده، تدوین کنندگان، آئین نامه های رسمی، شرکت های بیمه و دیگر همکاران مشترک المنافع در این زمینه، توانمندی این مجموعه را نشان می دهد که با تنوعی گسترده از نقطه نظر های دست اندرکاران در این زنجیره، نشانگر نظرات جامعی است که بر فعالیت های کمیته نظارت دارند. از نقطه نظر یک پوشش بام، تمام جنبه های این صنعت کاملا روشن و قابل توضیح است، کمیته فرعی پوشش های سقفی ارگانیک بدون قیر همان طور که از نامش پیداست، متشکل است از نمایندگانی که اساسا به مواد پوشش مصنوعی بام علاقه مندند در مقابل کسانی که طرفدار محصولاتی هستند که از فرآورده های طبیعی مانند قیر و قطران زغال تولید شده اند.
کمیسیون ASTM به عنوان یک سازمان دارای توافق عام برای نقطه نظر های اقلیت در تمام مراحل فرآیند رای گیری در نظر گرفته می شود. این امر تضمین می کند که صدای رای دهندگان مخالف به وضوح در تمام فرآیند استاندارد ها شنیده و درک شود.
کمیته ASTM D-08 به منظور تعیین مشخصات پوشش های آکریلیک بام با توجه به استاندارد ها و مقررات تدوین شده قبلی به وجود آمد، این موضوع زیر بنایی باعث گردید که لزوم تدوین استانداردی حداقل، بین دست اندرکاران صنایع عایق بام آکریلیکی امری است ضروری، بدین جهت ک تشخیص کیفیت مناسب بین تولیدات و محصولات پوشش های بام آکریلیک برای معماران، مشاوران و پیمانکاران مشکل ساز شده بود.
دیتا شیت محصولات معمولا اطلاعاتی بر مبنای مشخصات و تست های متفاوت و روش های متفاوت که با یکدیگر قابل مقایسه کردن نبودند، ارائه می داد. از طرفی تولید کنندگان این پوشش ها قادر نبودند که مشتری هایشان را آموزش دهند که بتوانند با مقایسه اعداد و ارقام دیتا شیت ها فرق بین محصولات را ارزیابی کنند. به این ترتیب تولید کنندگان مجبور بودند که محصولاتشان را در یک بازار رقابتی فقط از نظر قیمت به فروش برسانند. بدون اینکه توانایی ایجاد ارتباط برای مقایسه محصولاتشان از نظر کیفی با رقیبانشان فراهم آید. نهایتا خریدار یا مصرف کننده این فرآورده عایق بام اطلاعات لازم را برای تشخیص قیمت واقعی این پوشش نداشته و قادر به یک خرید آگاهانه نبودند.
در هر روش تست ASTM و ارش حداقل نتایج به دست آمده باید در محدوده استاندارد های ASTM D-6083 که بعد از بحث و تبادل نظر های طولانی بین تمام گروه های علاقه مند در سطح گروه کاری به دست آمده است قرار گیرد. در اینجا هر یک از این استاندارد ها را مستقل از یکدیگر برسی می کنیم.
اولین الزام در مشخصات یک ضرورت کاری عددی نیست بلکه در چهارچوب مدارک توصیف می شود. این استاندارد و الزامات مربوطه فقط به پوشش های بام امولوسیون آکریلیک صد درصد پایه آبی مربوط می شوند. بنابر این طوری برنامه ریزی شده است که خواص آزمایشگاهی پوشش بامی را مشخص کنند که با موفقیت در مکانی انجام شده و پوشش از نظر پلیمر تمام آکریلیک به عنوان چسب استفاده گردیده و این استاندراد در مورد پلیمر های استارین، اورتان، سیلیکون، بوتیل و یا وینیل استات ( و به طور کلی دیگر پلیمر ها) که برای پوشش بام استفاده می شوند، کاربرد ندارند.
غلظت محصول فقط به عنوان روشی برای فراهم کردن اطلاعات برای مصرف کننده در رابطه با ضخامت نسبی پوشش موجود در قوطی مشخص می شود. همانطور که معمولا انتظار می رود پوشش هایی که دارای غلظت بالاتر از حد تعیین شده هستند به نحو مطلوب تری برای کاربرد بر روی سطوح عمودی از قبیل خاکریز ها و درزپوش های نفوذی مناسبند.
غلظت هایی در محدوده های پایین تر کاربرد بیشتری برای پهن کردن یا برس کشیدن برروی سطوح نا متعارف یا آستری های تقویت کننده ( reinforcing scrims ) که بهتر است پوشش داخل استری نفوذ کند ( wicking to the scrim ) دارند.
مشخصات وزن و حجم جامد اطلاعات ارزشمندی در مورد پوشش فراهم می سازند. معمولا تمام پوشش ها بر مبنای حجم به فروش می رسند. یک قوطی یک گالنی پوشش، x دلار می ارزد. با این وجود هیچ حساب و کتابی برای مقدار حلال ( آبی که حلال پوشش لاتکس است) وجود ندارد. بنابر این مصرف کننده به هیچ عنوان نمی تواند واقعا متوجه شود چه مقدار از پوشش داخل قوطی در حقیقت ماده قابل مصرف است و چه مقدار آن ماده حلال می باشد. دو نوع پوشش ممکن از نظر قیمت تفاوت زیادی داشته باشند فقط به این علت که یکی از آنها در مقایسه با دیگری آب بیشتری در خود دارد. ASTM D-6083 برای وزن و حجم جامد حداقل دارای ارزش است بدین معنا که اگرچه وزن جامد راحت تر اندازه گیری می شود. حجم جامد بهترین مقیاس ماده قابل مصرف پوشش می باشد. با یک محاسبه ساده می توان به این مسئله پی برد. اگر محصول دارای ۵۰ درصد حجم جامد باشد، یک لایه مرطوب با ضخامت ۲۰ میلیمتر یک لایه خشک ۱۰ میلیمتری به وجود می آورد. ارزش حداقلی که ASTM D- 6083 برای این منظور تعین می کند ۶۰ درصد وزن و ۵۰ درصد حجم جامد در پوشش است.
مشخصات خواص مکانیکی، تغییر طول(elongation) و مقاومت کششی (tensile strength) یکی از مهمترین عوامل در این استاندارد است. بدیهی است توانایی یک پوشش بام کش سان (elastomeric) برای تحمل تغییرات در ابعاد (dimensional instability) بام یک خانه، با لایه رنگ معمولی، بسیار متفاوت است. معروف است که بام ها پویا هستند و در اثر فاکتور های حرارتی و جابجایی های ناشی از بار زنده منقض و منبسط می شوند. بنابراین یک پوشش کاملا پیوسته (adhered) باید بتواند حرکت زیر لایه غشای پوشش بامی را که در آن به کار می رود تحمل کند در غیر این صورت شکاف بر می دارد و پیوستگی خود را از دست می دهد.
روش تستی که در اینجا به کار می رود ASTM D2370 است که به ویژه برای سنجش این ویژگی در پوشش به وجود آمده است. تصاویر شماره یک و دو، یک نمونه تست شده را در دستگاه تست قبل و بعد از تغییر طول نشان می دهد.
روش دیگر ASTM D-412 پاره ای اوقات استفاده می شود با این وجود بیشتر برای اندازه گیری پوسته لاستیکی پیش ساخته (prefabricated rubber membrance) به کار می رود، تست خاصیت مکانیکی دو پارامتر مقاوت کششی – و تغییر طول را اندازه می گیرد. تغییر طول فقط یعنی این که ماده چه مقدار می تواند کشیده شود تا پاره شود. مقاوت کششی یعنی این که چه مقدار نیرو بر واحد سطح باید وارد کرد تا نمونه پاره شود . در شرایط مطلوب یک پوشش بام بایستی برای انسجام و دوام بیشتر دارای قدرت کششی و تغییر طول کافی باشد. اگر پوششی فقط دارای توان تغییر طول بالا بوده و فاقد توان کششی باشد پوشش مانند آدامس عمل کرده و به راحتی تغییر شکل داده، بدون اینکه بتواند مجددا به حالت اولیه اش باز گردد. اگر پوششی دارای مقاوت کششی بالا باشد اما قابلیت تغییر طول کمی داشته باشد در صورت مصرف در یک بام با تغییرات حجمی در اثر تغییر درجه حرارت مانند شیشه ترد شکن بوده و ترک بر می دارد. معیار های حداقل در اینجا برای تغییر طول ۱۰۰ درصد ومقاوت کششی حداقل ۲۰۰ psi می باشد.
این معیار ها با کمک پیمانکاران و تولید کنندگان پوشش های بام بیمشاری به کار گرفته شده اند تا اطلاعاتی مبتنی بر تجربه در استفاده از پوشش های بام بر روی محدوده وسیعی از زیرلایه ها، طرح های بام و شرایط مختلف آب و هوایی به دست آورند. این اطلاعات جمع آوری شدند و پروفایل های خواص مکانیکی آزمایشگاه به عنوان شاخص برای عملکرد های موفق در حین انجام کار واقعی استفاده شدند. پوشش های بامی که با موفقیت اجرا شدند و به سادگی قابل مطرح کردن بودند از بیان تجربیات کاری شناسایی شده، و ویژگی های مکانیکی آن ها برای تعیین یک حداقل ارزش عملکرد استاندارد اندازه گیری شد. محصولاتی که عملکرد تجربی موفقی را به نمایش نگذاشته بودند نیز شناسایی شدند و ویژگی های مکانیکی شان برای شناخت مشخصات ویژه یا پروفایلی که استاندارد آزمایشگاه را برآورده نساختند مورد استفاده قرار گرفتند.
بخش دوم این ضرورت استفاده از یک ابزار سنجش آب و هوای سریع (accelerated weathering device) است که معمولا ((weather ometer)) نامیده می شود. لایه های آزاد واقعی پوشش بام در ابتدا به مدت ۱۰۰۰ ساعت در معرض این ابزار قرار می گیرند، سپس خواص مکانیکی شان مجددا اندازه گیری می شود. این فرسوده شدن تصنعی موجب انبساط در برار نور خورشید و باران می شود، در طول این مدت زمان، این امکان برای پوشش وجود دارد تا سطح ظاهری، رفتار فیزیکی و ویژگی های مکانیکی خود را تغییر دهد. تست مجدد ویژگی های مکانیکی هر تغییری در ماده که ممکن است بر عملکر طولانی مدت پوشش ناشی از متلاشی شدن پلیمر های crosslinking تاثیر گذار باشد، مشخص می کند. سطح پوشش در معرض آب و هوا قرار داده شده نیز برای مشخص ساختن هرگونه تغییری در ظاهر آن از قبیل ترک برداشتن (craking) یا فرسایش برسی می شود. شکل ظاهری آن نیز پس از آن که در معرض weather ometer قرار گرفت، ثبت می شود.
چسبندگی نیز یکی از مهمترین معیار های این مشخصات است، تصویر شماره ۳ برخی از زیر لایه های غشای پوستی بسیاری را که می تواند برای تست چسبندگی استفاده شود، نشان می دهد. اگر پوششی فاقد چسبندگی باشد نمی تواند از زیر لایه پوشش زیرین بام محافظت کند.
مشخصات ASTM D-6083 روش های ASTM C-79 یا D-903 را برای اندازه گیری چسبندگی لایه به کار می گیرد. این تست از یک تکه پارچه باریک که در پوشش بام جای گرفته و در قسمت کوچکی از زیر لایه بام به کار می رود استفاده می کند. نمونه تست این امکان را فراهم می سازد که به مدت دو هفته در دمای معمولی خشک شود و با استفاده از یک (instrom) یا ابزاری مشابه برای تعیین نیروی مورد نیاز برای کندن پوشش در یک جهت ۱۸۰ درجه تست شود. تصویر شماره ۴ یک نمونه تست را در دستگاه آزمایش کننده به نمایش می گذارد.
ارزش ها به عنوان پاوند (pounds) در هر اینچ خطی (pli ) گزارش می شوند. در بخش دوم این تست چسبندگی نمونه را بعد از یک دوره دوهفته ای خشک شدن کاملا در آب خیس می کنند و پس از گذشت یک هفته در زیر آب، بلافاصله نمونه را مجددا به همان ترتیب قبل برای تعیین چسبندگی مرطوب تست می کنند، زیرا لایه استفاده شده برای تست چسبندگی باید مشخص باشد. از آنجایی که تعداد بیشماری از زیر لایه های پوشش بام موجود است ( و تمام پوشش ها برای تمام زیر لایه ها توصیه نمی شود) مشخصات این امکان را فراهم می سازد که تولید کننده زیر لایه ایی را که تست شده است قید کند. ارزش های حداقل برای چسبندگی خشک ۰/۴ pli برای چسبندگی مرطوب ۰/۲pli است.
با همین شیوه تعیین ارزش های حداقل خواص مکانیکی، این مقادیر حاصل از تست چسبندگی نیز بر مبنای بام هایی به دست آمده اند که با موفقیت کامل بر روی زیر لایه های تعیین شده اجراء گردیده اند. پرایمر هایی که در این تست استفاده می شوند، باید در مدارک به رسمیت شناخته شوند. تصویر شماره ۵ یک صفحه اسفنجی پلی اورتان (SPF) عدم چسبدگی را به سادگی به نمایش می گذارد. در حالی که دیگری نمایش دهنده عدم چسبندگی در جایی است که پوشش ترجیحا به جای باریکه پارچه به زیرلایه پوشش SPF می چسبد. در این مورد ارزش چسبندگی واقعی در حقیقت بیشتر از ارزش ثبت شده در تجهیزات تست است.
لازم است که هر نوع پوشش بام تحمل کافی برای حرکت و تغییرات ابعادی زیر لایه پوشش بام در دمای پایین را داشته باشد. بیشتر مواد ترموپلاستیک، از قبیل پوشش ها، تغییر طولی یا انعطاف پذیری کمتری در دمای پایین نسبت به دمای معمولی دارند، بنابر این اینگونه پوشش ها باید از نظر انعطاف پذیری در دمای پایین تست شوند که در این مورد ASTM D-552 به کار می رود.
این تست در واقع با پیوند دو تست به هم، ارزش افزوده از پروتکل هر دو تست را به دست می آورد. صفحات فلزی(باپوشش های بام به کار برده شده) که برای سنجش شکل ظاهری در معرض ابزار های Accelerated Weathering قرار می گیرند. سپس در فریزر خنک می شوند، پس از آن پروفایل انعطاف پذیری در دمای پایین به وسیله خم کردن صفحه فلزی پوشش شده از مواد بر روی میله هایی با قطر های کاهنده سنجیده می شود. اگر پوشش در معرض آب و هوا شکننده شود، ورقه در تست انعطافت پذیری در برابر دمای پایین پذیرفته نمی شود. برای پذیرفته شدن پوشش در این تست باید خم شدن دور یک میله ½ اینجی در دمای ۱۵- درجه فارنهایت را تحمل نماید. اگر چه این احتمال وجود دارد که چنین دمایی در شبیه سازی پاره ای از محیط ها مانند میامی، فلوریدا، یا فونیکس و آریزونا غیر ممکن و دشوار به نظر برسد، گروه کاری که این مشخصات را تعریف کرده احساس می کند که یک محصول می تواند عملکرد موفقی در بعضی مناطق را دارا باشد اما در مناطق سردسیر ممکن است ناموفق باشد.
بدین ترتیب این مشخصات خاص برای انعطاف پذیری در دمای پایین تدوین گردیده است.
تست مقاومت در برابر پارگی روشی است برای تعیین معیاری که با آن یک لایه نازک از پوشش بام را بتوان با استفاده از یک وسیله نیرو سنج پاره کرد. این تست مبتنی است بر ASTM D-624 این تست مانند انتشار یک پارگی در یک پوشش بام است که ورقه هایش از زیر لایه پوشش بام باز شده اند. یک بار دیگر، ارزش های حداقل بر مبنای عملکرد تجربی بیش از ۲۰ بام واقعی در حین انجام کار در سراسر آمریکا در مدت ۳ تا ۲۰ سال بر روی زیر لایه های قیر ، single ply فلز و اسفنج پلی اورتان (sprayed ) برسی و تدوین گردیده اند.
مقاومت پوشش در آب با دورش ASTM سنجیده می شود. اولین روش D-1653 سنجشی برای دوام پوشش است. تصویر شماره ۶ فنجانی را نشان می دهد که در این تست استفاده می شود. از آنجایی که پوشش های آکریلیک پایه آب دارند، به طور ذاتی breathers هستند. بعنی دارای نشت بخار آب بیش از ۱/۰ هستند. عجیب آن که اگر پوشش یک نشت بی نهایت پایین(کمتر از ۵/۰( داشت، یک کندساز بخار خواهد بود و احتمالا هرگز خشک نخواهد شد زیرا آب ( حلال پوشش لاتکس ) در طول فرایند خشک شدن در لایه های نازک پوشش گیر خواهد افتاد. عملکرد این پوشش با پارچه های Gore-text که برای camping لباس های فضای باز استفاده می شوند مشابه است. آن ها وقتی خشک می شوند این قابلیت را دارند که مانع از عبور آب فراوان شوند. در حالی که بخار مرطوب می تواند از میان بافت پوششی لایه خشک حرکت کند.
مشخصات لازم برای یک پوشش حداکثر از ۵۰ perms برای لایه با ضخامت ۲۰ میلیمتر در زمینه های واقعی است، عملکرد این پوشش معمولا تا کمتر از ۱۰ پایین می آید چون اجزای محلول در آب پوشش بعد از تماس با آب شبنم یا باران به بیرون نشت می کنند بنابر این ارزش عملکرد واقعی در حین کار به نحو قابل توجهی کمتر از مشخصات خواهد بود.
تورم در آب اولین مولفه برای مقاومت در برابر آب است که به وسیله D-471 اندازه گیری می شود. یک ساختار نمونه در تصویر شماره ۷ نشان داده شده است. هدف این تست تعیین چگونگی اسفنج مانند بودن لایه نازک پوشش است. از آنجایی که این پوشش ها می توانند از آب اشباع شوند. خواص عملکرد ذاتی شان کاهش می یابد. که ارزش بسیاری در قضاوت بر عملکرد آزمایشی یک پوشش به شمار می رود.
این امر به آسانی توصیف می شود، لایه نازکی از پوشش در پارچی از آب قرار داده می شود، و به طور متناوب آن را برداشته و هنگامی که مرطوب است وزن می شود و درصد وزن به دست آمده ثبت می گردد. طرحی از تورم در آب در تصویر شماره ۸ نشان داده شده است. ارزش حداقل برای این تست و تست نشت به دست آمده از ارزیابی پوشش های بام واقعی است که با خوشنودی خاطر در آب استخر ها و حوضچه ها انجام شده است و حداکثر ارزش ها بر مبنای این تست بر آورده شده اند.
تست تورمی که در تصویر شماره ۹ به نمایش گذاشته شده بسیار مهم است زیرا همزمان با تورم پوشش، تنش هایی در حد فاصل زیرلایه بام یا پوشش ایجاد می شود هرچه تورم بیشتر باشد، تنش و تمایل برای این که پوشش بام جدا شود بیشتر است.
باید خاطر نشان کرد وقتی مصرف کننده غالبا از توانایی یک پوشش برای مقاوت در برابر آب استخر سوال می کنند. نگرانی واقعی تست چسبندگی مرطوب است. پرسش در رابطه با آب استخر را می توان به بهترین وجه با این سوال تکرار کرد: چسبندگی مرطول آب چقدر است؟
آخرین تست مقاومت در برابر قارچ است که با ASTM G-27 سنجیده می شود. قارچ ها میکروارگانیسم های زیست محیطی هستند که بر روی سطوح مرطوب رشد می کنند. یک پوشش بام موفق برای حفظ ظاهری باید تا حدودی معیار هایی از مقاومت در برابر قارچ را که به صورت دستور العمل در آمده است داشته باشند.
مجددا با استفاده از عملکرد تجربی به عنوان راهنما سطح حداقل مقاومت در برابر قارچ پایه گذاری شد. از آنجایی که مقاومت در برابر قارچ یک پوشش بام متکی بر افزودنی های ضد قارچ وارد شده در پوشش می باشد، انتظار می رود که مقاومت در حین عملکرد واقعی به تدریج کاهش یابد. این امر به ویژه بر روی بام هایی که به طور مداوم آب بر روی آن ها جمع می شود و سیستم تخلیه ضعیفی دارند حقیقت دارد. زیرا این افزودنی ها سریع تر به بیرون نشت می کنند و شرایط رشد زیست محیطی برای رشد قارچ ایجاد می گردد.
ASTM D-6083 به معنای واقعی حاصل صد ها ساعت تلاش متمرکز شرکت کنندگان برای ایجاد یک حداقل استاندارد آزمایشگاهی است که می تواند به عنوان نماینده ای برای عملکرد تجربی واقعی به کار گرفته شود. انتخاب تست ها و استاندارد های حداقل مبتنی بر عملکرد موفق و در حین کار پوشش های بام آکریلیکی است که تولید کنندگان بیشماری آن ها را در مدت چند تا ۲۰ سال بر بیش از ۲۰ هزار بام در سراسر آمریکا فروخته اند و در زیر لایه های پوشش های گوناگون مصرف شده اند. بنابر این هرکسی از این استاندارد در شناسایی یا نصب یک پوشش بام آکریلیک استفاده کند. این اعتماد به نفس را خواهد داشت که اگر در جای مناسب از این پوشش استفاده کند و اجراء نیز با روش صحیح انجام پذیرد، پوشش بام مطمئنی را بدست آورده است .
بیل کیرن از سال ۱۹۷۳ به استخداام کمپانی Rohmand ha در آمد و درحال حاضر در تیم تجاری پوشش های بام آمریکای شمالی مدیر بازاریابی است. وی قبل از ورود به بازار مدت ۲۲ سال را صرف تحقیق در گسترش و بهبود محصولات آکریلیک برای گستره وسعی از کاربرد های ساختاری کرد. او در آمریکا ۱۴ اختراع ثبت شده در رابطه با بسیاری از کاربرد های شیمیایی دارد.
بیل (PRC: Principal Reseach Center ) رئیس مرکز تحقیقاتی در دانشگاه است. او همچنین کارمند عالی رتبه کمیته فرعی مواد پلیمریD-08 ASTM (پوشش بام ضد آب) و یکی از اعضای E-06 (اجرای ساختمان) می باشد، آقای کیرن اخیرا ریاست کمیسیون فنی شورای بام سرد را بر عهده گرفته و یکی از اعضای CSI و انجمن تولید کنندگان پوشش بام است. او دارای مدرک کارشناسی شیمی دانشگاه تمپل و کارشناسی ارشد در شیمی ارگانیک دانشگاه سنت زوژف می باشد و مدرک MBA خود را نیز از دانشکاه تمپل دریافت کرده است.