Anomaly Analysis of PVC Roofing Membranes in Portugal
Publication: Journal of Performance of Constructed Facilities
Volume 38, Issue 4
Abstract
Given that PVC membranes are a current solution for waterproofing flat roofs, and their use has been increasing in Portugal, it is important to analyze the main reasons for the occurrence of unusual anomalies in membranes mechanically fastened to the roof (not protected, directly exposed to the normal atmospheric agents) such as the premature occurrence (after less than 8 years old) of very localized dark spots on its surface that are longitudinally along all the rolls of the membrane. An experimental study was carried out and essentially it showed a clear decrease in the thickness of the top layer of the membrane and its total mass in these areas—already with the presence of the knots of the reinforcement mesh on the surface of the membrane, seen through an electron microscope—which is associated with very low levels of plasticizer for the service life of this membrane. From the analysis done, it can be concluded that the defect in question is associated with a less careful formulation of the PVC compound (or mix) during the manufacturing process for unprotected membranes on the roof.
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References
Beer, H. R., A. H. Delgado, R. M. Paroli, and S. P. Graveline. 2005. “Durability of PVC roofing membranes: Proof by testing after long term field exposure.” In Proc., 10th DBMC Int. Conf. on Durability of Building Materials and Components. Lyon, France: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
British Board of Agrément. 2018. Danosa single-ply roof waterproofing membrane. DANOPROL and DANOPROL+HS PVC membranes. Agrément Certificate 14/5118 (original certificate from 2014/04/14). Garston, UK: British Board of Agrément.
British Board of Agrément. 2021. FLAGON PVC single-ply roof waterproofing systems. FLAGON SR, SRF, SR SC and SR DE roof waterproofing systems. Agrément Certificate 97/3430 (original certificate from 2020/06/22). Garston, UK: British Board of Agrément.
Cash, C. G., and D. M. Bailey. 1993. Predictive service life tests for roofing membranes: Phase 1. Washington, DC: USACE.
CEN (European Committee for Standardization). 2001. Flexible sheets for waterproofing: Determination of dimensional stability-Part 2: Plastic and rubber sheets for roof waterproofing. EN 1107-2:2001. Brussels, Belgium: CEN.
CEN (European Committee for Standardization). 2012. Flexible sheets for waterproofing: Plastic and rubber sheets for roof waterproofing: Definitions and characteristics. EN 13956:2012. Brussels, Belgium: CEN.
CEN (European Committee for Standardization). 2013. Flexible sheets for waterproofing. Determination of tensile properties-Part 2: Plastic and rubber sheets for roof waterproofing. EN 12311-2:2013. Brussels, Belgium: CEN.
CEN (European Committee for Standardization). 2018. Flexible sheets for waterproofing. Plastic and rubber sheets for roof waterproofing: Definitions and characteristics. EN 12310-2:2018. Brussels, Belgium: CEN.
CEN (European Committee for Standardization). 2019. Flexible sheets for waterproofing. Determination of thickness and mass per unit area-Part 2: Plastics and rubber sheets for roof waterproofing. EN 1849-2:2019. Brussels, Belgium: CEN.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2016. Revêtement d’étanchéité monocouche apparent en PVC fixé mécaniquement. FLAGON SR. FLAGON SR/FR M2. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5/15-2473 [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2017. Revêtement d’étanchéité de toitures apparent fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane PVC-P ALKORPLAN F. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/17-2563_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2018. Revêtement d’étanchéité de toitures apparent fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane PVC-P HIPERFLEX FM. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/17-2579_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2019a. Revêtement d’étanchéité de toitures apparent fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane FLAGON SR, FLAGON SR/FR M2. Document Technique d’Application Référence 5.2/15-2473_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2019b. Revêtement d’étanchéité de toitures apparent fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane PVC-P SIKAPLAN G et VG fixé mécaniquement. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/18 -2639_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2019c. Revêtement d’étanchéité de toitures sous protection lourde en monocouche à base de membrane PVC-P FLAGON SV sous lestage. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/17 -2583_V2. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2019d. Revêtement d’étanchéité de toitures sous protection lourde et jardin en monocouche à base de membrane PVC-P SIKAPLAN GSmA sous lestage et jardin. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5/15 -2447_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2019e. Revêtement d’étanchéité de toitures apparent fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane PVC-P MEP-FLEX FM. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5/14-2424_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2021a. Bauder THERMOFOL fixé mécaniquement. Document Technique d’Application 5.2/20-2694_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2021b. MONORPLAN fixé mécaniquement. Document Technique d’Application 5.2/21-2704_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2021c. RENOLIT ALKORPLAN L. Document Technique d’Application 5.2/21-2702_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2021d. Revêtement d’étanchéité de toitures sous protection lourde en monocouche à base de membrane PVC-P RHENOFOL SG sous protection lourde. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/20-2687_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
Centre Scientifique et Technique du Bâtiment. 2021e. Revêtement d’étanchéité de toitures fixé mécaniquement en monocouche à base de membrane PVC-P DANOPOL HS. Document Technique d’Application Référence Avis Technique 5.2/20-2682_V1. [In French.] Paris: Centre Scientifique et Technique du Bâtiment.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2008. MONARPLAN FM. MONARPLAN FMX: Systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETA-08/379. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2012. Protan SE, EX and EXG. Protan AS. Systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETA 06/0251. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2013. SPECTRAPLAN SM 120. SPECTRAPLAN SM 150. Systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETA 07/0261. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2015. Armourplan SM 120/SM 150/Mep-Flex SM 12/SM 15. Systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETA 13/0475 Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2016. DANOPOL HS FM. Systems of mechanically fastened flexible PVC roof waterproofing membranes. ETA 10/0054. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2018a. Guardian fastening system. Fasteners for mechanically fastened flexible roof waterproofing systems. ETA-08/285. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment. 2018b. RENOLIT ALKORPLAN F. Systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETA 06/0023 Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment). 2000a. Guideline for European technical approval of liquid applied roof waterproofing kits. ETAG 005–Part 1. Brussels, Belgium: EOTA.
EOTA (European Organisation for Technical Assessment). 2000b. Guideline for European technical approval of systems of mechanically fastened flexible roof waterproofing membranes. ETAG 006. Brussels, Belgium: EOTA.
Fernandez, M. B., and E. A. Gonzalez. 1993. “Comportamiento de lâminas de poli(cloruro de vinilo) plastificado, utilizadas en la impermeabilización de balsas en el norte de Tenerife.” [In Spanish.] Inginieria Civil. Madrid, Spain: CEDEX.
Graveline, S. P. 2007. “Long-term field performance of exposed polyvinyl chloride roof systems.” In Interface. Raleigh, NC: International Institute of Building Enclosure Consultants.
ISO. 2014. Plastics-determination of matter extractable by organic solvents (conventional methods). ISO 6427:2014. Geneva: ISO.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 1992. SIKAPLAN PVC 12G, 15G. Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 355 [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 1995. SIKAPLAN PVC 12G, 15G. Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 433. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 1998. SIKAPLAN PVC 12G, 15G. Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 554. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2000. ALKORPLAN 35276 (1,2 e 1,5 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 610. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2004a. SIKAPLAN 12G, 15G. Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 750. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2004b. TROCAL SGmA, TROCAL T. Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 751. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2005. ALKORPLAN 35276 (1,2 e 1,5 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Homologação DH 819. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2010a. ALKORPLAN F 35276 (1,2 e 1,5 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Aplicação DA 23. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2010b. Regras para a concessão de Documentos de Aplicação a sistemas de impermeabilização de coberturas formados por membranas de PVC. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2014. ALKORPLAN F 35276 (1,2 e 1,5 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Aplicação DA 52. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2018. ALKORPLAN F 35276 (1,2 e 1,5 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Aplicação DA 95. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
Laboratório Nacional de Engenharia Civil. 2021. ALKORPLAN F 35276 (1,2 mm - 1,5 mm - 1,8 mm - 2,0 mm). Revestimentos de impermeabilização de coberturas. Documento de Aplicação DA 121. [In Portuguese.] Lisboa, Portugal: Laboratório Nacional de Engenharia Civil.
UEAtc (Union Européenne pour l’Agrément technique dans la construction). 2001. Technical guide for the assessment of non-reinforced, reinforced and/or backed roof waterproofing systems made of PVC. M.O.A.T n° 65:2001. Garston, UK: UEAtc.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 1994a. Système d’étanchéité de toiture ALKORPLAN 35170, 35270, 1,5 mm. ATG 94/2039. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 1994b. Système d’étanchéité de toiture SUCOFLEX M-127 1,2 et 1,5 mm. ATG 94/1998. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 1994c. Système d’étanchéité de toiture SUCOFLEX M-132 1,2 et 1,5 mm. Bruxelles, 1994. ATG 94/1999. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 1994d. Système d’étanchéité de toiture TROCAL S. ATG 94/1728. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007a. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. SIKAPLAN 12VG, 15VG, 18VG, 20VG (épaisseur 1,2–1,5–1,8–2 mm). ATG 07/2252. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007b. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. TROCAL S-A1-F (épaisseur 1,5–2 mm). ATG 07/2251. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007c. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. TROCAL SG (épaisseur 1,5–1,8–2 mm). ATG 07/1829. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007d. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. SIKAPLAN 12G, 15G, 18G, 20G (épaisseur 1,2–1,5–1,8–2 mm). ATG 07/1743. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007e. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. TROCAL S (épaisseur 1,5–2 mm). ATG 07/1728. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2007f. Système d’étanchéité monocouche PVC. ALKORPLAN F 35170 (épaisseur 1,5 mm), ALKORPLAN F 35076, F 35176, F 35176 FR, F 35176f, ALKORPLAN F 35276 (épaisseurs: 1,2-1,5-2,8 et 2,0 mm). ATG 07/1707. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2011. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. FLAGON SR DE. (Épaisseur 1,2-1,5-1,8-2,0 mm). ATG 11/2851. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2015. Système d’étanchéité de toiture monocouche en PVC. FLAGON SR DE. (Épaisseur 1,2-1,5-1,8-2,0 mm). ATG 2851. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2019g. Eenlaags Synthetisch Dakafdichtingssysteem PVC. COSMOFIN FG R. ATG 3100. [In Dutch.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2019h. Eenlaags Synthetisch Dakafdichtingssysteem PVC. SIKAPLAN SGmA. ATG 1779. [In Dutch.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2019i. Système d’étanchéité synthétique monocouche PVC. ALKORPLAN F 35076, ALKORPLAN F 35176, ALKORPLAN F 35276. ATG 1707. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2020a. Système d’étanchéité de toiture monocouche synthétique PVC. FLAGON SV. FLAGON SR DE. FLAGON SR DE COPPER ART. FLAGON SR DE SILVER ART. FLAGON SR SC. FLAGON SB. FLAGON SFC DE. FLAGON SFC DE COPPER ART. FLAGON SFC DE SILVER ART. ATG 2851. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2020b. Système d’étanchéité synthétique monocouche PVC. ALKORPLAN F 35076, ALKORPLAN F 35176, ALKORPLAN F 35276. ATG 1707. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction. 2022. Système d’étanchéité synthétique monocouche ALKORPLAN F 35176, F 35276. ATG 1707. [In French.] Bruxelles, Belgium: Union Belge pour l’Agrément Technique dans la Construction.
USACE and CERL (Construction Engineering Research Laboratory). 1987. Experimental polyvinyl chloride (PVC) roofing: Field test results. Washington, DC: USACE.
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© 2024 American Society of Civil Engineers.
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Received: Jul 21, 2023
Accepted: Jan 10, 2024
Published online: May 9, 2024
Published in print: Aug 1, 2024
Discussion open until: Oct 9, 2024
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