צח קפלנסקי, Bs.c הנדסת כימיה

היסטוריה של TPO

הביטומן המשמש אותנו לאיטום גגות, הינו אחד מתוצרי הלוואי המתקבלים כחלק מתהליך זיקוק הנפט ובעל תכונות בסיסיות למניעת חדירת מים. מאידך, הביטומן מאד חלש בעמידה בתנאי סביבה משתנים. תנאי הטמפרטורה הקיצוניים וקרינת האולטרה-סגול החזקה המצויים בארצנו, אינם התנאים האידאליים בהם הביטומן היה רוצה לשהות.

אמנם במהלך השנים פותחו טכנולוגיות לשיפור הביטומן – נישוף, שריון והוספת פולימרים המקנים לביטומן עמידות משופרת בטמפרטורות גבוהות וגמישות גבוהה יותר, אך כל התוספות הללו משפרים את חומר הבסיס ועמידותו בתנאים אלה לאורך שנים, עד לרמה מוגבלת.

בשנות ה-80, חברה גרמנית בשם KOSTER פיתחה נוסחה לחומר סינטטי על בסיס פוליאתילן (PE) המציג עמידות גבוהה ביותר להפרשי טמפרטורות גדולים ולקרינת UV וכן לקיים ארוך מאד– כאורך קיים הבניין. זהו ה-TPO/PE –PolyEthylene Thermoplastic Poly Olefine ותכונותיו יוצגו בהמשך.

 

פוליאתילן

השוק רווי בחומרי איטום על בסיס פלסטיק, הידועים ביותר הם ה-PVC (Poly Vinyl Chloride) וה-TPO על בסיס פוליפרופילן (PP). בהקשר לאיטום גרידא, חומרים אלה מצטיינים בעמידות לחדירת מים, אך גם הם, בדומה למערכות על בסיס ביטומני, אינן אוהבות את תנאי הקיצון אליהן הן נחשפות על הגגות, שזהו האיזור במבנה הנתון לעומסים הרבים ביותר מכל חלקי הבניין – לא רק טמפרטורות משתנות – גם חשיפה לעומסים פיזיים, מכאניים, תזוזות, קרינות שונות, כימיקלים, רוחות ועוד.

חברת KOSTER ניגשה לפיתוח מוצר חזק ועמיד לאורך שנים העומד בפני כל התנאים הללו והבחירה הטובה ביותר הינה חומר על בסיס PE וחלק ממאפייניו הם:

  • גמיש ומשלב בתוכו חוזק מתיחה גבוה מאד ועמידות לשחיקה.
  • עמיד בפני רוב הממסים, כמו חומצות, בסיסים, מים, אלכוהול ושמן.
  • בעל קשיחות מוגברת וצפיפות גבוהה המקנה לו יותר עמידות והתנגדות גבוהה לקריעה.
  • בוער ללא שיורת ומייצר פחמן דו חמצני ומים.
  • עמידות גבוהה ל-UV.
  • מושך אליו פחות לכלוך, אבק ושאר חומרים אורגניים.
  • אינו מסוכן לעובד בתהליך היישום שלו.
  • זהו הפלסטיק הטוב יותר לעמידות בטמפרטורות קיצוניות (נמוכות וגבוהות).

עמידות בטמפרטורות קיצון

לטמפרטורות שונות ישנה השפעה עמוקה על תפקוד החומר גם כאשר הן נמוכות וגם כאשר הן גבוהות. טמפרטורות נמוכות יכולות להזיק לחומרים אמורפיים (הבנויים משרשראות לא מסודרות של פולימרים) בכך שהם מקשיחים ועוברים לשלב הידוע בשם "מעבר זכוכיתי", אשר מתחת לטמפ' זו החומר מקבל תכונות הדומות לזכוכית בכל המשתמע מכך: החומר קשיח ושביר מאד.

ניתן להבחין בנקל בתופעה זו ברוב הגגות האטומים ב-PVC, שכן טמפרטורת המעבר הזכוכיתי של PVC הינה בסביבות ºc90+ (פלוס 90 מעלות צלזיוס!). על מנת לדחות תופעה זו ולהגמיש את החומר, מרווים את ה-PVC בפלסטסייזרים רעילים הנודדים ונפלטים במהלך השנים לסביבה.

לשם השוואה, טמפרטורת מעבר זכוכיתי של APP (התוסף המצוי ביריעות ביטומניות) הינו ºc10- . של PP הינה ºc20- ושל PE הינה ºc120-

טמפרטורות גבוהות עלולות לייצר התרככות מוקדמת של החומרים וגורמת לאיבוד האלסטיות יחד עם תכונותיהן המכאניות. כשהטמפ' עולה, החומר מתרכך ומאבד את יכולתו להתנגד לפגיעות מכאניות ואם הוא מועמס עם מטען כבד, גם מפתח סדקים בקלות. 

נקודות התרככות:

  • PVC:  ºc 105 
  • APP: ºc 135
  • PP: ºc 150
  • PE: ºc 140


בטבלה השוואתית של החומרים הנזכרים לעיל, נוכל לקבוע בקלות שהחומר בעל תכונות העמידות הגבוהות ביותר להפרשי טמפרטורה הינו ה-PE:

בסיס החומר טמפרטורת מעבר זכוכיתי (ºc) טמפרטורת התרככות (ºc)

ΔT(ºc)

הפרש טמפרטורה
PE 120- 140 260
PP 20- 150 170
PVC 90 105 15
APP 10- 135 145


השפעת קרינת השמש

היבט משמעותי שעליו יש לתת את הדעת המטה את הכף לטובת בחירה במערכת על בסיס TPO/PE, הינה עמידות בקרינת אולטרה-סגול – ל-PE יכולת החזרת אנרגיה במקום ספיחת אנרגיה, הווי אומר שרוב הקרינה מוחזרת חזרה וכתוצאה מכך אנו מרוויחים פעמיים: בשונה מחומרים על בסיס APP, SBS ו-EPDM - החומר אינו מתכלה בשמש לאורך השנים וכן בשל החזרת הקרינה (הידועה בעגה המקצועית בשם SRI - Solar Reflectance Index) טמפרטורת השטח הרבה יותר קטנה, הגג מתחמם פחות ואנו גם נהנים מחיסכון באנרגיה.

לסיכום

הגג הינו החלק המועמס ביותר מתוך כל המבנה.

באופן טבעי, ככל שעוברות השנים מתפתחות מערכות יעילות יותר לשימוש במצבי קיצון ובהתאם לדרישת השוק המחפש נכסים איכותיים יותר, מתגבר הצורך לשימוש במערכות כאלה.

אמנם מערכות על בסיס ביטומני הינן הוותיקות והידועות ביותר, אך לא מן הנמנע שעלינו להביט קדימה ולהשכיל להשתמש במערכות בעלות יכולת קיים ארוך יותר.

כפי שראינו לעיל, בחירת המערכת הנכונה לאיטום הגג מושפעת מלא מעט פרמטרים שעלינו להתחשב בהם, על מנת לקבל מערכת שתיתן פתרון לאיטום וגם קיים כאורך חיי המבנה., אותו ניתן להשיג על ידי שימוש ביריעות TPO/PE.