美國工程師協(xié)會(ASCE)每4年發(fā)表一份關(guān)于全美主要基礎(chǔ)設(shè)施狀況的報告。2013年該報告給美國道路系統(tǒng)的評級為D+,道路系統(tǒng)年評級平均為D已經(jīng)持續(xù)了15年。雖然沒有一個組織致力于對美國低坡商業(yè)屋面系統(tǒng)進(jìn)行綜合評估,但ASCE的報告稱,美國建筑行業(yè)每年大概花費(fèi)90億美元用于解決因滲漏造成的問題,可見低坡商業(yè)屋面系統(tǒng)的評級多半不會比道路系統(tǒng)高多少。
開裂和崎嶇不平的道路與損壞的屋面之間有什么聯(lián)系呢?尋求解決損壞道路維修辦法的努力促成了瀝青改性技術(shù)的進(jìn)步。
瀝青改性技術(shù)的研究實(shí)際上最早開始于歐洲鋪路行業(yè)。瀝青是瀝青路面的組成之一,約占整個道路組成的5%,研究人員發(fā)現(xiàn)用聚氨酯改性瀝青可以延長道路的使用壽命,盡管這樣做會或多或少地增加工程費(fèi)用。
如果用聚氨酯改性瀝青可以提高道路的性能,那么其在屋面上應(yīng)用應(yīng)該也有類似的效果。因?yàn)榫郯滨ケ旧砭哂心妥贤饩€、防水和耐化學(xué)等性能,已經(jīng)是高性能的屋面修復(fù)材料。
傳統(tǒng)的SBS改性瀝青實(shí)際上是兩種互不相容材料的混合物,而用聚氨酯改性瀝青時,隨著時間的延長,網(wǎng)狀聚氨酯和瀝青之間會產(chǎn)生分子鍵合,變得更加有彈性;瀝青中特定的區(qū)域會與聚氨酯鏈接,部分瀝青成為聚氨酯基質(zhì)的一部分,鎖定在更為耐久的結(jié)構(gòu)中,使最終產(chǎn)品具有傳統(tǒng)SBS改性瀝青所沒有的性能。
改性瀝青卷材應(yīng)用于屋面時,對壽命起關(guān)鍵作用的組成之一是卷材表面的礦物粒料,其在卷材表面保持的時間越長,下面的改性瀝青混合物受紫外線照射的機(jī)會越少,性能保持越持久。
在SBS改性瀝青系統(tǒng)中,紫外線會減小改性瀝青與礦物粒料的粘接性,隨著更多的礦物粒料從卷材表面脫落,更多的SBS改性瀝青發(fā)生損壞,這種惡性循環(huán)不斷發(fā)生,直至卷材失效。
但對于聚氨酯改性瀝青卷材,情況就有所不同了,卷材表面的礦物粒料被聚氨酯粘得很牢,進(jìn)一步降低了本來就已經(jīng)非常緩慢的老化進(jìn)程,延長了使用壽命。
與SBS改性瀝青相比,聚氨酯改性瀝青對于外部暴露的作用不敏感,因此氣候?qū)ζ湫阅艿挠绊戄^小。聚氨酯改性瀝青暴露試驗(yàn)的結(jié)果顯示,經(jīng)過一年的暴露,聚氨酯改性瀝青發(fā)生的裂紋要少得多,其抗拉強(qiáng)度也得以保持。由熱老化或吸水造成的尺寸變化可以很方便地用顯微鏡來評估。
大多數(shù)卷材受礦物粒料的保護(hù),因此必須檢查粒料的嵌入程度。在粒料嵌入試驗(yàn)中,聚氨酯改性瀝青卷材保留了99%以上的粒料,而類似條件下的SBS改性瀝青卷材只保留了不到80%的粒料。
聚氨酯改性瀝青和SBS改性瀝青老化6個月后礦物粒料的覆蓋率對比
創(chuàng)新是所有行業(yè)發(fā)展的推動力。雖然過去幾十年SBS和APP改性瀝青的性能也有了一定的改善,但聚氨酯改性瀝青的出現(xiàn)提供了一種新的改性思路,其性能超過了目前行業(yè)中廣泛使用的那些材料,具有廣闊的應(yīng)用前景。