CPVC-Lösungsmittelzement (fälschlicherweise CPVC-Kleber genannt) benötigt nur wenig Zeit zum Aushärten, aber die Aushärtungszeiten variieren je nach Klima und Rohrgröße von wenigen Minuten bis zu Tagen
Rohre aus CPVC oder chloriertem Polyvinylchlorid sind eine beliebte Wahl für Sprinkleranlagen in Wohngebäuden sowie für andere leicht gefährdete Bereiche geworden. Niedrige Kosten, Korrosionsbeständigkeit und ein hitzebeständiges Design haben dazu geführt, dass sich CPVC von einer bevorzugten Wahl für Warmwasserleitungen zu einer tragenden Säule des Brandschutzes für Häuser, Wohnungen und andere Wohnräume entwickelt hat. Für Installateure stellt CPVC jedoch eine große Herausforderung dar: Nicht alle CPVC-Rohre bestehen aus den gleichen chemischen Verbindungen. Folglich müssen die Verarbeiter ihre Verbindungsmethode – CPVC-Lösemittelklebstoff – in Übereinstimmung mit den Richtlinien des Herstellers wählen.
In diesem Artikel erklären wir die chemische Zusammensetzung von CPVC und geben einige wichtige Richtlinien für Verleger, die CPVC-Klebstoffe wählen. Anschließend geben wir eine Liste der Trocknungszeiten – bis zum Abbinden und Aushärten – für so genannte „Kleber“, die mit führenden CPVC-Marken wie BlazeMaster®, FlameGuard® und ThermaFit Industries verwendet werden.
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CPVC-Lösungsmittelzement oder „CPVC-Kleber“ bildet eine chemische Verbindung zwischen Rohren und Fittings
Was Bauunternehmer und Händler oft als CPVC-„Kleber“ bezeichnen, ist gar kein Kleber. Klebstoff klebt Materialien intakt zusammen. Rohre oder Fittings, die auf diese Weise verbunden werden, verbinden sich nur mit dem Klebstoff, nicht direkt miteinander. Normalerweise bestehen diese Stoffe aus Chemikalien, die den Teilen, die sie zusammenhalten, überhaupt nicht ähnlich sind. Diese Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung bedeuten, dass geklebte Verbindungen versagen können, wenn sie Belastungen ausgesetzt sind, denen die Rohre selbst standhalten können.
Im Gegensatz zu Klebstoff funktioniert CPVC-Lösemittelzement wie eine chemische Schweißung. Die Moleküle der Rohre und Formstücke, die mit diesen Verbindungen verbunden sind, vereinen sich zu einem einzigen Kunststoffteil. Zunächst brechen die Lösungsmittel in diesem Zement die äußere Membran der Rohre und Formstücke auf und bereiten sie auf die chemische Verbindung vor. Im weiteren Verlauf des Prozesses füllt das CPVC im Klebstoff – oder CPVC-Harz – die leeren Stellen aus. Stabilisatoren und Füllstoffe erhöhen die Festigkeit, Haltbarkeit und das Aussehen der Schweißnaht. Das Ergebnis: ein einziges Stück Thermoplast mit den exakten Abmessungen und der gewünschten Form.
Dieses Vorher-Nachher-Bild einer Lösemittelschweißung – angewandt auf Automobilkunststoff – zeigt, wie das Verfahren ein einziges Stück aus separaten Teilen formt. Quelle: Hemmings Daily
Listen und Produktdokumentation spezifizieren akzeptable Auswahlmöglichkeiten für CPVC-Zement
Es gibt keinen universellen CPVC-Lösungsmittelzement. Der „Klebstoff“, der die Fittings zusammenhält, besteht aus chemischen Bindungen zwischen CPVC-Molekülen. Die verschiedenen CPVC-Markenteile unterscheiden sich jedoch auf molekularer Ebene, was sich auf die Leistung und die chemische Beständigkeit auswirkt. Daher ist es Sache der Hersteller, zu bestimmen, welche Zemente mit ihren CPVC-Produkten funktionieren – insbesondere, wenn diese Produkte Teil eines Sprinklersystems sind.
Viele US-Bundesstaaten und Städte haben Vorschriften für CPVC Staaten und Städte haben Regeln für CPVC-Rohre, die auf den Codes der National Fire Protection Association (NFPA) basieren, einschließlich:
- NFPA 13: Standard for the Installation of Sprinkler Systems
- NFPA 13D: Standard for the Installation of Sprinkler Systems in One- and Two-Family Dwellings and Manufactured Homes
- NFPA 13R: Standard for the Installation of Sprinkler Systems in Low-Rise Residential Occupancies
Alle drei dieser Normen erlauben die Verwendung von CPVC-Rohren in einem Sprinklersystem nur in Übereinstimmung mit den Produktlisten (eine Form der Produktbewertung, -prüfung und -zertifizierung) und den Anweisungen des Herstellers.
Aus der Ausgabe 2016 von NFPA 13R
5.2 Oberirdische Rohrleitungen und Ausrüstungen.
5.2.3.1.1 Gelistete nichtmetallische Rohre müssen in Übereinstimmung mit ihren Listungsbeschränkungen, einschließlich Installationsanweisungen, installiert werden.
Eine nahezu identische Bestimmung findet sich in der Ausgabe 2019 von NFPA 13 (Abschnitt 7.4.3) und der Ausgabe 2016 von NFPA 13D (5.2.3.1). Diese Verzeichnisse und Installationsanweisungen geben die Wahl des CPVC-Zements vor und beschränken die Wahl der Auftragnehmer auf eine der wenigen Optionen. Nehmen wir zum Beispiel diese Richtlinien von ThermaFit Industries (TFI), einem in Kalifornien ansässigen Hersteller von CPVC-Rohren und -Fittings:
Thermalfit CPVC-Fittings sind für die Montage mit einem einstufigen Lösungsmittelzement der IPS Corporation bestimmt, der als Victaulic FireLock 899, IPEX BM-5, TYCO TFP-500, Central CSC-500, Spears FS-5 und Nibco FP-1000 bezeichnet wird.
Lösungsmittelzemente – wie dieser von ThermaFit Industries – sind in den Installationsanleitungen der CPVC-Hersteller ausdrücklich als kompatibel aufgeführt.
Wie lange es dauert, bis der CPVC-Kleber aushärtet, hängt vom Klima, der Rohrgröße und anderen Faktoren ab
Eine mit CPVC-Zement hergestellte Verbindung trocknet auf zwei Arten: Sie härtet aus (ab diesem Zeitpunkt kann die Verbindung gehandhabt oder begrenzt belastet werden) und sie härtet aus (sie ist ausreichend fest für die Verwendung). Die drei wichtigsten Faktoren für diese Trocknungszeiten für CPVC-Zement sind:
- Die Größe des Rohrs, T-Stücks, Bogens, der Kupplung, oder anderer zu verbindender Teile
- Umgebungstemperatur
- Feuchtigkeit
- Prüfdrücke
Die Aushärtungs- und Trocknungszeiten für „CPVC-Kleber“ nehmen mit der Rohrgröße zu
Kleine Rohre und Fittings können schneller und bei niedrigeren Temperaturen schmelzen als ihre größeren Gegenstücke. Bei dem in der ThermaFit-Dokumentation beschriebenen niedrigsten Prüfdruck von 100 Pfund pro Quadratzoll (PSI) härtet ein 3/4-Zoll-Rohr in nur 15 Minuten aus, während ein 2 1/2-Zoll-Rohr 32 Mal so lange (8 Stunden) braucht.
Besonders hohe oder niedrige Temperaturen können das Verkleben unpraktisch oder unmöglich machen
CPVC-Verbindungen härten bei Temperaturen zwischen 60 und 120 Grad Celsius schnell aus. Ein 1-Zoll-Rohr kann bei 60 Grad in nur 15 Minuten aushärten, bei niedrigeren Temperaturen dauert es 30 Minuten. Bei Temperaturen unter 40 Grad kann es bei einem 3/4-Zoll-Rohr bis zu zwei Tage dauern, bis es vollständig ausgehärtet ist. Kurz gesagt, wenn die Temperaturen sinken, verlängern sich die Aushärtezeiten (und zwar in dramatischem Tempo bei Rohrgrößen von mehr als 1″). Die Richtlinien von ThermaFit besagen, dass 2″-, 2 1/2″- und 3″-Größen niemals bei Temperaturen unter 40 Grad getrocknet werden dürfen.
Größere Fittings wie dieser 2 1/2″-CPVC-Slip-x-Rillen-Adapter dürfen niemals bei Temperaturen unter 40 Grad trocknen.
Allerdings können hohe Temperaturen – auch solche zwischen 60 und 120 Grad – für Installateure eine Quelle von Problemen sein. Wenn die Temperaturen bei direkter Sonneneinstrahlung 90 Grad übersteigen, kann der Lösungsmittelzement zu dünn werden, um ihn zu verarbeiten oder zu schnell trocknen. Im besten Fall wird überschüssiger Zement verschwendet, wenn er vom Applikator abfällt, und im schlimmsten Fall kann er von Rohren und Fittings ablaufen, so dass zu wenig auf dem Rohr verbleibt.
Feuchtigkeit verlängert die Aushärtezeiten erheblich
Auch wenn dies selten angegeben wird, kann eine sehr feuchte Umgebung verhindern, dass das Lösungsmittel im CPVC-Zement verdampft, wodurch die chemische Schweißnaht nicht entstehen kann. In feuchten Umgebungen kann sich die Aushärtezeit um 50 % verlängern.
Erwartete Prüfdrücke können den Unterschied zwischen Stunden und Tagen der Trocknung ausmachen
Bauunternehmer führen bei der Erstinstallation von Sprinklersystemen Abnahmeprüfungen durch. Bei diesen Tests wird mit Hilfe von Pumpen Druckwasser in das Rohrsystem gepresst, um sicherzustellen, dass die Rohre ausreichend dicht sind. Der angewandte Druck variiert mit dem Arbeitsdruck des Systems, der als der maximale Druck definiert ist, der für das System unter normalen Umständen erwartet wird (NFPA 13, Abschnitt 3.3.216).
Wenn die erforderlichen Prüfdrücke steigen, verlängern sich die Trocknungszeiten. Bei 100 PSI und Temperaturen unter 40 Grad Fahrenheit kann ein 1 1/4″ CPVC-Rohr in 2 Stunden aushärten. Bei 200 PSI sind es 120 Stunden, und bei 225 PSI dauert die Aushärtung 10 Tage.
CPVC-Rohre und -Fittings von FlameGuard, BlazeMaster und ThermaFit Industries haben fast identische Aushärtungszeiten und Auswahlmöglichkeiten für CPVC-Zement
Es gibt Unterschiede zwischen CPVC-Markenprodukten – in Bezug auf Langzeitfestigkeit, Haltbarkeit bei hohen Temperaturen und Zusammensetzung -, aber die Aushärtung gehört größtenteils nicht dazu. Die Unterlagen von Viking Plastics, Spears Manufacturing und ThermaFit Industries (TFI) enthalten ähnliche Listen mit kompatiblen Zementen und Aushärtezeiten vor dem Test. Diese Zeiten sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt, zusammen mit den vom Hersteller empfohlenen Trocknungs- oder Aushärtungszeiten und den aufgeführten Zementen.
BlazeMaster (Viking Plastics) CPVC
Zu den mit BlazeMaster kompatiblen CPVC-Lösungsmittelzementen von Viking gehören:
- Spears FS-5 One-Step Low VOC Solvent Cement
- NIBCO FP-1000 One-Step Cement
- IPEX BM5 One-Step Cement
- Hershey HVC-500 Cement
- Victaulic Style #899 FireLock One-Step Solvent Cement
- Tyco TFP-500 One-Step Solvent Cement
Wie lange der CPVC-„Kleber“ zum Abbinden braucht: 1-5 Minuten
FlameGuard (Spears Manufacturing) CPVC
Zu den mit Spears kompatiblen CPVC-Lösungsmittelzementen gehören:
- Spears FS-5 One-Step Low VOC Solvent Cement
- IPEX BM5 One-Step Cement
- Central Sprinkler CSC-500 Cement
- Tyco TFP-500 One-Step Solvent Cement
Anfangstrocknungszeit (Abbindezeit) für CPVC-„Kleber“: Mindestens 5 Minuten
ThermaFit Industries (TFI) CPVC
ThermaFit-kompatible CPVC-Lösungsmittelzemente sind:
- TFI Fire Sprinkler One-Step Cement
- Spears FS-5 One-Step Low VOC Solvent Cement
- NIBCO FP-1000 One-Step Cement
- IPEX BM5 One-Step Cement
- Central Sprinkler CSC-500 Cement
- Victaulic Style #899 FireLock One-Step Solvent Cement
- NIBCO FP-1000 One-Step Cement
Zeit für das Aushärten/Trocknen des CPVC-„Klebers“ erforderlich: Mindestens 5 Minuten
Härtungszeiten für ausgewählte ThermaFit Industries, FlameGuard, und BlazeMaster-Typ CPVC-Rohre und -Fittings |
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| Prüfdruck (max) | Nenngröße der Rohre (metrisch) | Umgebungstemperatur | |||||||
| 60F bis 120F (16C bis 49C) | 40F bis weniger als 60F (4.4C bis <16C) | 0F bis weniger als 40F (-17.8C bis <4.4C) | |||||||
| 225 PSI / 15.5 BAR | 3/4″ (DN20) | 1 Stunde | 4 Stunden | 2 Tage | |||||
| 1″ (DN25) | 1 1/2 Stunden | 4 Stunden | 2 Tage | ||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 3 Stunden | 1 1/3 Tage (32 Stunden) | 10 Tage | ||||||
| 2″ (DN50) | 8 Stunden | 2 Tage | Erhöhung der Temperatur zum Aushärten | ||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 1 Tag | 4 Tage | Temperatur zum Aushärten erhöhen | ||||||
| 200 PSI / 13.8 BAR | 3/4″ (DN20) | 45 Minuten | 1 1/2 Stunden | 1 Tag | |||||
| 1″ (DN25) | 45 Minuten | 1 1/2 Stunden | 1 Tag | ||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 1 1/2 Stunden | 16 Stunden | 5 Tage | ||||||
| 2″ (DN50) | 6 Stunden | 1 1/2 Tage | Erhöhung der Temperatur zum Aushärten | ||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 8 Stunden | 3 Tage | Temperatur zum Aushärten erhöhen | ||||||
| 100 PSI / 6.9 BAR | 3/4″ (DN20) | 15 Minuten | 15 Minuten | 30 Minuten | |||||
| 1″ (DN25) | 15 Minuten | 30 Minuten | 30 Minuten | ||||||
| 1 1/4″ (DN32) | 15 Minuten | 30 Minuten | 2 Stunden | ||||||
| *1 1/2″ (DN40) | *1 1/2 Stunden | *16 Stunden | *120 Stunden | ||||||
| *2″ (DN50) | *6 Stunden | *1 1/2 Tage | *Erhöhung der Temperatur zum Aushärten | ||||||
| *2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | *8 Stunden | *3 Tage | *Erhöhung der Temperatur zum Aushärten | ||||||
| Viking BlazeMaster CPVC und Spears FlameGuard CPVC Produkte bei 1 1/2″, 2″, 2 1/2″ und 3″ dürfen nicht bei 100 PSI getestet werden. Testen Sie stattdessen mit 200 PSI oder 225 PSI. | |||||||||
Auch wenn er nicht immer schnell trocknet, macht der CPVC-Lösungsmittelzement das Herstellen von Verbindungen einfach
Seit den 1980er Jahren hat die Präsenz von CPVC in wasserbasierten Systemen schnell zugenommen und Metallrohre sowohl in der Sanitärtechnik als auch in Brandschutzsystemen für Wohngebäude verdrängt. Die einfache Installation ist eine der treibenden Kräfte hinter diesem Wachstum – und CPVC-Zement spielt eine wichtige Rolle dabei, diesen Prozess zu vereinfachen. Der Aushärtungsprozess kann zwar in manchen Situationen langsam sein, aber die Verbindung von zwei Rohren auf diese Weise schafft eine dauerhafte Verbindung mit wenigen Werkzeugen und wenig Installationszeit.
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Der 3/4″-CPVC-Anschlussadapter von TFI wurde für 1/2″-Sprinkler entwickelt und ist nur einer von vielen Fittings, die über QRFS erhältlich sind.
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BlazeMaster® und FlameGuard® sind Marken von Lubrizol Advanced Materials, Inc. bzw. Spears Manufacturing Co.