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Abdichtungstechnik

Langzeitverhalten von RESITRIX® EPDM-Dichtungsbahnen

Langzeitverhalten von RESITRIX® EPDM-Dichtungsbahnen

Dacheindeckungen von Steildächern und flach geneigten Dächern müssen lediglich regensicher sein, Flachdachabdichtungen hingegen dauerhaft wasserdicht. Die Flachdachabdichtung muss daher besonders genau geplant und ausgeführt werden. Alle Einzelkomponenten des gesamten Dachaufbaus müssen sorgfältig ausgewählt werden. Bereits kleine Mängel oder Nachlässigkeiten können die Funktionssicherheit gefährden oder zu gravierenden Schäden führen.

Einordnung in das technische Regelwerk

Nach dem technischen Regelwerk für Dachabdichtungen kann die Abdichtung aus bahnenförmigen oder flüssig zu verarbeitenden Stoffen hergestellt werden. Alle in DIN 18531-2 aufgeführten Kunststoff- und Elastomerbahnen werden bei einlagiger Ausführung der höchsten Eigenschaftsklasse E1 zugeordnet. Die Zertifizierung nach DIN EN 13956 schafft die Grundlage für das Inverkehrbringen der Bahnen. In DIN SPEC 20000-201 sind die anwendungstechnischen Anforderungen formuliert. Die spezifischen Einbaubedingungen innerhalb des Gesamtdachaufbaus werden über zusätzliche Konstruktionsvorschriften geregelt. Nicht genutzte und genutzte Dächer können entweder nach DIN 18531 oder nach der Fachregel für Dach­abdichtungen (Flachdachrichtlinie) geplant und ausgeführt werden. Neben konstruktiven Anforderungen sind im gesamten Regelwerk eine Reihe physikalischer und stofflicher Anforderungen enthalten. Allerdings sind nicht alle relevanten Kennwerte für den Nutzungszustand, sondern lediglich für den frischen Einbauzustand nachzuweisen. Gleiche Einbaubedingungen vorausgesetzt, können sich jedoch bestimmte Eigenschaften in Abhängigkeit vom Bahnentyp im Verlauf von Jahren oder Jahrzehnten gravierend verändern und so zu teils erheblichen Unterschieden bezüglich der zu erwartenden Nutzungsdauer von Abdichtungen führen.

Besondere Eigenschaften von EPDM-Dichtungsbahnen

Während bei plastischen Werkstoffen die notwendigen Zugkräfte von der Trägerlage aufgenommen werden, bildet bei Elastomerbahnen die Reißdehnung den entscheidenden Kennwert zur Charakterisierung des Alterungsverhaltens. Hierbei ist ihre Wechselwirkung mit anderen thermischen und mechanischen Einflüssen zu berücksichtigen.

Die Molekülketten von Elastomeren sind hochgradig miteinander vernetzt. Diese stoffliche Besonderheit bildet die Grundlage für das über mehrere Jahrzehnte auf hohem Niveau nahezu gleichbleibende gummielastische Verhalten. Es muss also nicht erst durch die Zugabe von Weichmachern erzeugt werden. Somit besteht auch nicht die Gefahr, dass nach allmählichem Entweichen von Weichmachern unter Wärmeeinwirkung ein Masseverlust und damit eine Längenänderung der Dichtungsbahnen (Materialschrumpf) eintreten kann.

Zusätzliche Belastungen für frei bewitterte Dachabdichtungen entstehen vor allem durch hohe mechanische und thermische Einwirkungen. Ein Extremereignis stellt z. B. ein plötzlich auftretender, starker Temperatursturz oder ein Hagelschlag dar. Infolge von Materialschrumpf spannungsgeladene Dichtungsbahnen können nach plötzlichem Temperatursturz und eingeschränkter Kälteflexibilität diesen einwirkenden Kräften oft nicht widerstehen. Eine solche Extremsituation kann Rissbildungen verschiedenen Ausmaßes hervorrufen.

 

Bild 1. Schichtenaufbau der vollflächig selbstklebenden EPDM-Bahn RESITRIX® SK W Full Bond

Bild 1. Schichtenaufbau der vollflächig selbstklebenden EPDM-Bahn RESITRIX® SK W Full Bond

 

Alterungsverhalten von RESITRIX® Dichtungsbahnen

RESITRIX® Dichtungsbahnen von CARLISLE® CM Europe stellen eine spezielle Elastomerbahnvariante mit einem ­spezifischen Langzeitverhalten dar. Im Unterschied zu ­herkömmlichen EPDM-Bahnen sind sie unterseitig mit ­Polymerbitumen oder selbstklebendem Polymerbitumen beschichtet und besitzen eine Verstärkung aus Glasgelege. Ihre Bezeichnung nach DIN SPEC 20000-201 lautet DE/E1 EPDM-BV-V-GG-1,6-PBS/SK.

 

Bild 2. Die 32.000 m2 große Dachfläche des Hamburger Hauptbahnhofs ist seit 1993 sicher mit RESITRIX® CL EPDM-Dichtungsbahnen abgedichtet, die auf einer Stahlkonstruktion mit Holzschalung mechanisch befestigt wurden

Bild 2. Die 32.000 m2 große Dachfläche des Hamburger Hauptbahnhofs ist seit 1993 sicher mit RESITRIX® CL EPDM-Dichtungsbahnen abgedichtet, die auf einer Stahlkonstruktion mit Holzschalung mechanisch befestigt wurden

 

In Tabelle 1 werden einige für das Nutzungsverhalten von Dachabdichtungen relevante Kennwerte dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass nach Freibewitterung von 20 Jahren keine signifikante Verschlechterung dieser Kennwerte eintritt. Für RESITRIX® Dichtungsbahnen mit einer EPDM-Dicke von 1,6 mm liegen noch keine Praxisdaten vor, da eine Erhöhung der EPDM-Dicke erst 2017 vorgenommen wurde. Die Prüfbedingungen nach künstlicher Alterung bestätigen jedoch, dass auch hierfür die Eigenschaften nahezu unverändert bleiben. Untersuchungen haben ergeben, dass die thermisch bedingten Veränderungen der Kennwerte ein entscheidender Gradmesser für die Beurteilung des Alterungsverhaltens sind.

Alterungskriterium / Kennwert Anforderung RESITRIX® mit EPDM-Dicke 1,6 mm RESITRIX® mit EPDM-Dicke 1,3 mm
Istwert im Neuzustand Wert nach künstlicher ­Alterung (80 °C, 150 Tage) Istwert im Neuzustand Wert nach Freibewitterung (Einbauzustand) von 20 Jahren1 Wert nach künstlicher ­Alterung (80 °C, 150 Tage)
Reißdehnung keine Anforderung im Normenwerk
nach Zertifizierungsvereinbarung für CE-Kennzeichnung ≥ 300 %
620 % 450 % 600 % 400 % 430 %
Maßhaltigkeit (Schrumpfverhalten) DIN SPEC 20000-201
≤ 1,0 %
≤ 0,1 % ≤ 0,1 % ≤ 0,1 % ≤ 0,1 % ≤ 0,1 %
Falzen in der Kälte DIN SPEC 20000-201
mind. –25 °C
–30 °C –25 °C –30 °C –25 °C –25 °C

1 EPDM-Dichtungsbahn RESITRIX® MB, lose verlegt und mechanisch befestigt, frei bewittert

 

Bild 3. Die RESITRIX® Prüfkörper werden zur Prüfung des Langzeitverhaltens bei künst­licher Alterung im Wärmeschrank gelagert

Bild 3. Die RESITRIX® Prüfkörper werden zur Prüfung des Langzeitverhaltens bei künst­licher Alterung im Wärmeschrank gelagert

 

Nach DIN 18531 werden für Dachabdichtungen zwei Anwendungsklassen unterschieden: die Standardausführung K1 und die höherwertige Anwendungsklasse K2. Diese stellt erhöhte Anforderungen an die Konstruktion (Dachgefälle, Untergrundbeschaffenheit, Detailgestaltung) und gibt für einlagig verlegte Kunststoff- und Elastomerbahnen höhere Bahnendicken vor. So müssen Abdichtungen von nicht genutzten Dächern mit verstärkten EPDM-Dichtungsbahnen, zu denen auch RESITRIX® gehört, bei Ausbildung nach K1 eine Mindestbahnendicke von 1,3 mm besitzen, bei Ausbildung nach K2 von 1,6 mm. Die in der Tabelle dargestellten Untersuchungsergebnisse belegen jedoch, dass eine Erhöhung der Bahnendicke die Prüfergebnisse der nutzungsrelevanten Eigenschaften unwesentlich beeinflusst. Diese stoffliche Anforderung stellt also eine pauschale Vereinfachung dar, die den tatsächlich auftretenden Beanspruchungen der Dachabdichtung nicht gerecht wird.

 

Bild 4. Ermittlung der Reißdehnung an der Universal-Zugprüfmaschine  (Fotos: CARLISLE® Construction Materials GmbH)

Bild 4. Ermittlung der Reißdehnung an der Universal-Zugprüfmaschine (Fotos: CARLISLE® Construction Materials GmbH)

 

Auch im Alter gut gehalten

Die Gegenüberstellung der nach dem Regelwerk geltenden Kennwerte für RESITRIX® zeigt, dass die einlagig verlegte EPDM-Bahn den Praxisanforderungen in vollem Umfang gerecht wird und sich bewährt hat. Die Funktionstauglichkeit sowohl der frei bewitterten als auch der künstlich ge­alterten RESITRIX® Dichtungsbahnen ist noch in vollem Umfang gesichert. Die Prüfergebnisse spiegeln zudem die Aussagen einer Langzeitstudie zur Abschätzung der Gebrauchsdauer von EPDM-Dichtungsbahnen wider, die vom SKZ Würzburg im Jahr 2003 durchgeführt wurde. Sie be­ziffert die Gebrauchsdauer von RESITRIX® auf mehr als 50 Jahre.

Dipl.-Ing. Roland Fritsch

Weitere Informationen:

Carlisle Construction Materials GmbH
Schellerdamm 16, 21079 Hamburg
Tel. (040) 78 89 33-0
info@ccm-europe.com, www.ccm-europe.com

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Datum 4. Dezember 2019
Autor Roland Fritsch
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