Il cemento solvente CPVC (erroneamente chiamato colla CPVC) richiede poco tempo per asciugare, ma i tempi di indurimento variano da pochi minuti a giorni a seconda del clima e delle dimensioni del tubo
I tubi in CPVC, o cloruro di polivinile clorurato, sono diventati una scelta popolare nei sistemi antincendio residenziali e in altri ambienti a rischio leggero. Bassi costi, resistenza alla corrosione e un design resistente al calore hanno causato l’espansione del CPVC da una scelta favorita per l’impianto idraulico dell’acqua calda a un pilastro nella protezione antincendio per case, appartamenti e altri spazi abitativi. Ma per gli installatori, CPVC pone una grande sfida: non tutti i tubi in CPVC sono composti dagli stessi composti chimici. Di conseguenza, gli appaltatori devono scegliere il loro metodo di giunzione – cemento solvente CPVC – in conformità con le linee guida dei produttori.
In questo articolo, spieghiamo la composizione chimica del CPVC e forniamo alcune linee guida importanti per gli installatori che scelgono le colle CPVC. Poi forniamo un elenco dei tempi di asciugatura – il tempo per impostare e curare – per le cosiddette “colle” utilizzate con le principali marche di CPVC come BlazeMaster®, FlameGuard® e ThermaFit Industries.
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Il cemento solvente di CPVC, o “la colla di CPVC,” forma un legame chimico fra i tubi ed i montaggi
Quello che gli appaltatori ed i rivenditori si riferiscono spesso a come CPVC “colla” non è affatto colla. La colla unisce i materiali intatti. I tubi o i raccordi uniti in questo modo si collegano solo al materiale adesivo, non direttamente tra loro. In genere, queste sostanze sono costituite da sostanze chimiche che non sono affatto come i pezzi che tengono insieme. Queste differenze nella composizione chimica significano che i giunti incollati possono fallire di fronte alle sollecitazioni che i tubi stessi possono sopportare.
A differenza della colla, il cemento solvente CPVC funziona come una saldatura chimica. Le molecole dei tubi e dei raccordi uniti con questi composti si uniscono per creare un unico pezzo di plastica. Inizialmente, i solventi in questo cemento rompono la membrana esterna dei tubi e dei raccordi, preparandoli a combinarsi chimicamente. Mentre il processo continua, il CPVC all’interno dell’adesivo – o resina CPVC – riempie gli spazi vuoti. Gli stabilizzatori e i riempitivi aumentano la forza, la durata e l’aspetto della saldatura. Il risultato: un unico pezzo di termoplastica con le esatte dimensioni e forma necessarie.
Questo prima e dopo di una saldatura a solvente – applicata alla plastica automobilistica – mostra come il processo forma un unico pezzo da parti separate. Fonte: Hemmings Daily
Le liste e la documentazione del prodotto specificano le scelte accettabili per il cemento CPVC
Non c’è un cemento solvente CPVC universale. La “colla” che tiene insieme i raccordi consiste in legami chimici tra le molecole di CPVC. Ma le diverse parti in CPVC di marca variano a livello molecolare, influenzando le prestazioni e la resistenza chimica. Come tale, spetta ai produttori per determinare quali cementi lavorare con i loro prodotti CPVC-particolarmente quando quei prodotti sono parte di un sistema sprinkler.
Molti Stati Uniti Molti stati e città degli Stati Uniti hanno regole per i tubi in CPVC basate sui codici della National Fire Protection Association (NFPA), tra cui:
- NFPA 13: Standard per l’installazione di sistemi Sprinkler
- NFPA 13D: Standard per l’installazione di sistemi Sprinkler in abitazioni mono e bifamiliari e case costruite
- NFPA 13R: Standard per l’installazione di sistemi sprinkler in edifici residenziali di basso livello
Tutti e tre questi standard consentono l’uso di tubi in CPVC in un sistema sprinkler solo in conformità con gli elenchi del prodotto (una forma di valutazione, test e certificazione del prodotto) e le istruzioni del produttore.
Dall’edizione 2016 di NFPA 13R
5.2 Tubazioni e attrezzature fuori terra.
5.2.3.1.1 I tubi non metallici elencati devono essere installati in conformità alle limitazioni del loro elenco, comprese le istruzioni di installazione.
Una disposizione quasi identica si trova nell’edizione 2019 di NFPA 13 (sezione 7.4.3) e nell’edizione 2016 di NFPA 13D (5.2.3.1). Questi elenchi e istruzioni di installazione specificano la scelta del cemento CPVC, limitando le scelte degli appaltatori a una manciata di opzioni. Prendiamo, per esempio, queste linee guida della ThermaFit Industries (TFI), un produttore californiano di tubi e raccordi in CPVC:
I raccordi Thermicfit CPVC sono per l’assemblaggio con cemento solvente a una fase prodotto da IPS Corporation identificato come Victaulic FireLock 899, IPEX BM-5, TYCO TFP-500, Central CSC-500, Spears FS-5, e Nibco FP-1000.
I cementi solventi, come questa pinta della ThermaFit Industries, sono esplicitamente elencati come compatibili nelle istruzioni di installazione dei produttori di CPVC.
Quanto tempo ci vuole perché la colla CPVC si fissi o si curi dipende dal clima, dalle dimensioni del tubo e da altri fattori
Un giunto formato con il cemento CPVC si asciuga in due modi: si fissa (a questo punto il giunto può essere maneggiato o posto sotto stress limitato) e si cura (si lega abbastanza per l’uso). I tre fattori principali in questi tempi di asciugatura per il cemento CPVC sono:
- La dimensione del tubo, tee, gomito, giunto, o altre parti che vengono unite
- Temperatura ambiente
- Umidità
- Pressioni di prova
I tempi di indurimento ed essiccazione della “colla CPVC” aumentano con le dimensioni del tubo
Tubi e raccordi piccoli possono fondere più velocemente e a temperature inferiori rispetto alle loro controparti più grandi. Alla pressione di prova più bassa descritta nella documentazione di ThermaFit – 100 libbre per pollice quadrato (PSI) – un tubo da 3/4″ polimerizza in appena 15 minuti, mentre un tubo da 2 1/2″ può richiedere 32 volte più tempo (8 ore).
Temperature particolarmente alte o basse possono rendere l’incollaggio impraticabile o impossibile
I giunti in CPVC si fissano e polimerizzano rapidamente a temperature comprese tra 60 e 120 gradi Fahrenheit. Un tubo da 1″ può indurirsi in appena 15 minuti a 60 gradi, ma ci vorranno 30 minuti a temperature inferiori. A temperature inferiori ai 40 gradi, un tubo da 3/4″ può impiegare fino a due giorni per curarsi completamente. In breve, quando le temperature scendono, i tempi di indurimento crescono (e ad un ritmo drammatico per i tubi di dimensioni superiori a 1″). Infatti, le linee guida di ThermaFit dichiarano che 2″, 2 1/2″ e 3″ dimensioni non possono mai essere asciugate a temperature inferiori ai 40 gradi.
I raccordi più grandi come questo 2 1/2″ CPVC slip x grooved adapter non possono mai asciugarsi a temperature inferiori ai 40 gradi Fahrenheit.
In ogni caso, le alte temperature – anche quelle tra i 60 e i 120 gradi – possono essere una fonte di problemi per gli installatori. Quando le temperature superano i 90 gradi alla luce diretta del sole, il cemento solvente può diventare troppo sottile per lavorare o asciugarsi troppo rapidamente. Nel migliore dei casi, il cemento in eccesso viene sprecato quando cade dall’applicatore e, nel peggiore dei casi, può colare dai tubi e dai raccordi, lasciandone troppo poco sul tubo.
L’umidità aumenta sostanzialmente i tempi di indurimento
Sebbene sia raramente specificato, gli ambienti altamente umidi possono impedire al solvente del cemento CPVC di evaporare, impedendo così la formazione della saldatura chimica. In ambienti umidi, i tempi di indurimento possono aumentare del 50%.
Le pressioni di prova previste possono fare la differenza tra ore e giorni di asciugatura
I contraenti conducono prove di accettazione quando i sistemi sprinkler antincendio sono installati per la prima volta. Durante questi test, le pompe forzano l’acqua pressurizzata nel sistema di tubature per assicurare che i tubi siano sufficientemente a prova di perdite. La pressione applicata varia con la pressione di esercizio del sistema, definita come la pressione massima prevista per il sistema in circostanze normali (NFPA 13, sezione 3.3.216). A 100 PSI e temperature sotto i 40 gradi Fahrenheit, un tubo CPVC da 1 1/4″ può asciugarsi in 2 ore. A 200 PSI, quella cifra diventa 120 ore e a 225 PSI, l’indurimento richiede 10 giorni.
I tubi e i raccordi in CPVC fatti da FlameGuard, BlazeMaster e ThermaFit Industries hanno tempi di indurimento quasi identici e scelte per il cemento CPVC
Ci sono differenze tra i prodotti CPVC di marca in termini di forza a lungo termine, durata alle alte temperature e composizione-ma, per la maggior parte, l’indurimento non è uno di loro. La documentazione di Viking Plastics, Spears Manufacturing e ThermaFit Industries (TFI) fornisce elenchi simili di cementi compatibili e tempi di indurimento pre-test. Questi tempi sono compilati nella tabella sottostante, insieme ai tempi di asciugatura o “set” consigliati dal produttore e ai cementi elencati.
BlazeMaster (Viking Plastics) CPVC
I cementi a solvente compatibili con BlazeMaster di Viking includono:
- 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
Quanto tempo impiega la “colla” CPVC ad asciugarsi: 1-5 minuti
FlameGuard (Spears Manufacturing) CPVC
I cementi solventi CPVC compatibili con Spears includono:
- 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
Tempo secco iniziale (set time) per “colla” CPVC: Almeno 5 minuti
ThermaFit Industries (TFI) CPVC
I cementi solventi compatibili con CPVC includono:
- 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
Tempo richiesto per la “colla” CPVC da fissare/asciugare: Almeno 5 minuti
Tempi di indurimento per selezionati ThermaFit Industries, FlameGuard, and BlazeMaster-type CPVC Pipes and Fittings |
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| Test Pressure (Max) | Nominal Pipe Size (Metric) | Ambient Temperature | |||||||
| 60F to 120F (16C to 49C) | 40F to Less than 60F (4.4C a <16C) | 0F a meno di 40F (-17.8C a <4.4C) | |||||||
| 225 PSI / 15.5 BAR | 3/4″ (DN20) | 1 ora | 4 ore | 2 giorni | |||||
| 1″ (DN25) | 1 1/2 ore | 4 ore | 2 giorni | ||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 3 ore | 1 1/3 giorni (32 ore) | 10 giorni | ||||||
| 2″ (DN50) | 8 ore | 2 giorni | Aumentare la temperatura per indurire | ||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 1 giorno | 4 giorni | Alzare la temperatura per polimerizzare | ||||||
| 200 PSI / 13.8 BAR | 3/4″ (DN20) | 45 minuti | 1 1/2 ora | 1 giorno | |||||
| 1″ (DN25) | 45 minuti | 1 1/2 ora | 1 giorno | ||||||
| 1 1/4″ & 1 1/2″ (DN32 & DN40) | 1 1/2 ora | 16 ore | 5 giorni | ||||||
| 2″ (DN50) | 6 ore | 1 1/2 giorni | Aumentare la temperatura per indurire | ||||||
| 2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | 8 ore | 3 giorni | Alzare la temperatura per polimerizzare | ||||||
| 100 PSI / 6.9 BAR | 3/4″ (DN20) | 15 minuti | 15 minuti | 30 minuti | |||||
| 1″ (DN25) | 15 minuti | 30 minuti | 30 minuti | ||||||
| 1 1/4″ (DN32) | 15 minuti | 30 minuti | 2 ore | ||||||
| *1 1/2″ (DN40) | *1 1/2 ore | *16 ore | *120 ore | ||||||
| *2″ (DN50) | *6 ore | *1 1/2 giorni | *Alzare la temperatura per curare | ||||||
| *2 1/2″ & 3″ (DN65 & DN80) | *8 ore | *3 giorni | *Alzare la temperatura per curare | ||||||
| Prodotti Viking BlazeMaster CPVC e Spears FlameGuard CPVC a 1 1/2″, 2″, 2 1/2″ e 3″ non possono essere testati a 100 PSI. Invece, testate a 200 PSI o 225 PSI. | |||||||||
Anche se non si asciuga sempre velocemente, il cemento solvente CPVC rende semplice la formazione dei giunti
Dagli anni ’80, la presenza del CPVC nei sistemi ad acqua è aumentata rapidamente, sostituendo il tubo di metallo nei sistemi idraulici e di protezione antincendio residenziale. La facilità di installazione è una delle forze trainanti di questa crescita e il cemento CPVC gioca un ruolo importante nel rendere questo processo facile. Mentre il processo di indurimento può essere lento in alcune situazioni, unendo due tubi in questo modo si crea un legame durevole con pochi strumenti e poco tempo di installazione.
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BlazeMaster® e FlameGuard® sono marchi di Lubrizol Advanced Materials, Inc. e Spears Manufacturing Co. rispettivamente.