RoofViews

Building Science

Proven Performance: GAF releases aged TPO study

By Don Kilcoyne

June 17, 2020

A commercial roof with mountains in the background

Introduced as a roofing membrane in the 1960s, and first marketed in the U.S. as a commercial roof membrane in the early 1990s, thermoplastic polyolefin (TPO) has, within the last two decades, become the fastest growing commercial roof membrane on the market. TPO now represents nearly 50 percent of the installed low-slope roofing in the United States.

Analyzed extensively in laboratories and under accelerated weathering conditions, TPO has demonstrated good heat aging performance as well as UV stability. However, in part because the TPO market has experienced most of its growth in the last 20 years, it's been difficult to properly assess historical, in-the-field TPO performance.

Until now.

Today, many TPO roofs in the United States have been in service for over 20 years. So in order to assess performance and the ability to repair aged TPO roof membranes, GAF acquired samples from 20 aged roofs located throughout the United States, installed over office buildings, manufacturing facilities, retail outlets, libraries, automotive repair shops, warehouses, and a grocery store. These 20 samples represent the start of an ongoing study, with more samples to be collected.

These samples were analyzed, focusing on known failure modes including erosion of the cap (thickness over scrim) down to the scrim and surface cracking, as well as concerns surrounding the ability to repair TPO membranes as they age.

A GAF team that includes Director of Building and Roofing Science Jennifer Keegan, AAIA, and Building and Roofing Science Architect Jim Kirby, AIA, presented the results of these findings in Proven Performance – Aged TPO Field Study, prepared for the 2020 IIBEC Convention. The study and report are just the beginning of an ongoing effort by GAF to assess the performance and ability to repair aged TPO roof membranes.

Study Overview

For in-depth details, methodology and findings of the Proven Performance study, we advise readers to download the entire report. The following is a high-level summary:

Sample Selection:

  • Membrane samples were collected from roofs around the United States that were at least 12 years in service and could offer a general sense of typical performance in various locations. Access and availability of the owner were a governing factor.
  • The oldest sample reviewed to date was installed in 2001.
  • All samples were from the same manufacturer and were predominantly 45 and 60-mil smooth-back membranes. All samples were taken from mechanically attached, induction welded, and adhered roofs. (i.e. no self-adhered samples)
  • When possible, two samples were taken from each roof. Each was 2-foot by 3-foot and captured a field-welded seam.
  • The large samples were cut into smaller pieces to evaluate membrane thickness, thickness over scrim, brittleness, heat aging and weather resistance, ply adhesion of existing welds, and ply adhesion of repair welds.

Test Program and Results Overview

The testing program was built around ASTM D6878-19, with modifications as needed for aged samples. The artificial aging tests were replaced with field aging for a minimum of 12 years. All tests were conducted in a commercial test laboratory and all data gathered was used in the analysis.

Overall, the aged TPO membrane roofs in this study are performing well and, in most instances, meeting the current ASTM D6878-19 requirements for newly manufactured membranes.

  • Even after 12 or more years of aging, both the 45 and 60-mil membrane samples exceeded current thickness requirements for newly manufactured TPO membranes.
  • Both the 45 and 60-mil membranes analyzed in this study are still in compliance with these newly-manufactured membrane requirements, with the thickness over scrim averaging over 40-percent of the actual aged membrane thickness.
  • All of the samples, both the 45 and 60-mil membranes, exhibited no signs of cracking when bent over the mandrel and viewed at 7X magnification.
  • All of the 60-mil samples tested to date still meet cold temperature flexibility requirements after 12 or more years of aging. The 45-mil samples showed signs of cracking at -40°F. While this is still good performance and aged membranes cannot be expected to perform at the same level as new membranes, the data supports the use of thicker membranes for longer term performance.
  • Ply adhesion values of the aged TPO membrane were 15-percent above the average ply adhesion value from the SRI study on new TPO membranes. As expected, the aged welds appear to be performing well and are of adequate strength.
  • Ply adhesion values of new repair membrane to the aged TPO membrane are above the average ply adhesion value for new TPO membranes. This provides some validity to the integrity of properly executed repairs to aged TPO membranes.

Download the Proven Performance — Aged TPO Field Study: gaf.com/tpostudy

About the Author

Don Kilcoyne, a writer and editor for GAF, crafts marketing campaigns and language that communicate the company brand, initiatives, products, and priorities in video, print, and social media, as well as GAF Roof Views. He joined the GAF team in late 2016, bringing a background as a creative director and author.

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Al agregar este revestimiento a un techo con una estructura firme, se puede extender la vida útil del techo existente. La silicona es un componente inorgánico, por lo que mantiene sus propiedades a la intemperie. A su vez, es un material flexible que puede absorber la mayor parte del movimiento normal de un techo a fin de evitar el agrietamiento y la pérdida de sus capacidades de protección.Beneficios de los revestimientos de silicona para techosAdemás de su flexibilidad y su capacidad para extender la vida útil del techo existente, los revestimientos de silicona ofrecen una serie de beneficios. Laura Soder, gerenta sénior de productos líquidos y revestimientos de GAF, explica que los revestimientos de silicona de GAF están diseñados para proteger el techo de filtraciones y ofrecer otras ventajas relacionadas.Protección contra rayos UVEl principal beneficio de los revestimientos de silicona es la protección contra los rayos ultravioleta (UV). "La fórmula de la silicona de GAF incluye dióxido de titanio, lo que ofrece una estabilidad excepcional contra los rayos UV y una reflectancia solar alta", afirma. Esta protección UV ayuda a reducir la temperatura del techo, lo que se traduce en un mejor funcionamiento de las unidades de techo.RentabilidadLos revestimientos de silicona son soluciones rentables que sirven para retrasar el costo de los materiales y la mano de obra necesarios para reemplazar el techo en su totalidad. Funcionan de manera excelente con la mayoría de los techos comerciales y se acoplan especialmente bien con los techos de metal.Restaura el techo existente y extiende su vida útilSoder señala que los revestimientos de silicona se adhieren bien a los techos de metal, lo que los convierte en una excelente opción para extender la vida útil de este tipo de techos. Antes de su aplicación, cepille el óxido ligero o trate específicamente las zonas con más óxido. "Hay muchos techos de metal instalados y, para aquellos que tienen una estructura firme y solo requieren una restauración moderada, se puede agregar con facilidad años de vida útil al techo al revestirlo con silicona", sostiene.Resistente a la humedadLos revestimientos de silicona también son conocidos por su capacidad de resistencia a la humedad. Como la silicona es inorgánica, resiste la degradación en zonas en las que el agua se acumula, lo que la convierte en una opción ideal para áreas con muchas lluvias o nieve.Funciona en climas calurosos y fríosLa silicona tiene un amplio rango de temperaturas en las que se puede aplicar. Al no contener agua, puede aplicarla en temperaturas más bajas que el acrílico y otros revestimientos de techo. Proporciona una capa de impermeabilización monolítica y sin fisuras por encima de los techos de metal existentes. Además, la silicona se contrae y expande junto con el metal en climas fríos y calurosos.En qué se diferencian los revestimientos de silicona de los revestimientos elastoméricosEn comparación con el acrílico y otros revestimientos elastoméricos para techos, la silicona tiene ciertas ventajas.Los acrílicos son revestimientos de protección a base de agua con resistencia a los UV, pero no deben instalarse en lugares donde se acumula el agua, ya que podrían romperse y comenzar a deslaminarse. La silicona es un material que se termina de curar con la humedad, lo que significa que reacciona con la humedad del aire y se seca hasta lograr una película.Soder explica que ambos materiales son flexibles y adecuados para su uso sobre el metal. Pero, si hay agua estancada, el acrílico no es la mejor opción. "Si bien la silicona es más costosa, en general, se degrada a un ritmo mucho más lento que otros revestimientos", sostiene. Ahora bien, una de las desventajas de la silicona en comparación con otros revestimientos elastoméricos para techos es que es resbaladiza cuando está mojada.Recorrido por la instalación y aplicaciónSi bien los revestimientos de silicona pueden extender la vida útil de un techo existente, Soder sostiene que es mejor instalar el revestimiento antes de que finalice la vida útil de la membrana existente.Como las filtraciones suelen ocurrir en las juntas de los techos, puede agregar sellador de silicona en esas zonas. La fórmula de los selladores difiere de la de los revestimientos: en la de los selladores se utilizan otros polímeros de silicona, lo que los vuelve más robustos y pesados. Los selladores de silicona están formulados para las zonas de mucha presión y pueden ayudar a absorber el movimiento en puntos críticos del techo. Funcionan junto a un revestimiento de silicona para la protección del techo.Antes de aplicar cualquier revestimiento, asegúrese de que el techo esté limpio, seco y firme. "Limpio significa libre de contaminantes, polvo, aceites, hojas y otros desechos", explica Soder. Puede usar el concentrado de limpieza de GAF para hidrolavar el techo.Como la silicona se termina de secar con la humedad, el techo debe estar seco antes de aplicarla. Revestir una superficie húmeda puede afectar la adhesión del material y es uno de los errores más grandes que puede cometer en el momento de la instalación. Queremos que el revestimiento comience el proceso de secado por la humedad del aire, no de la humedad en el techo.Cómo aplicar revestimientos de siliconaLa aplicación de un revestimiento de silicona para techos implica cinco pasos:Limpiar los desechos del techo y probar que el revestimiento se adhiera correctamente a la superficie.Asegurarse de que el techo esté firme. Reparar las láminas de metal rotas y reemplazar los sujetadores que falten o estén dañados.Tratar todas las juntas y sujetadores con sellador de silicona, como GAF Silicone Mastic. Se debe aplicar con un cepillo a un grosor de 60 milésimas de pulgada o 1/16 pulgadas mojado.Usar el mismo sellador en los bordes, entradas y drenajes.Por último, aplicar el revestimiento de silicona para techos a todo el techo. Algunos revestimientos, como GAF Unisil Silicone, requieren dos capas, mientras que otros, como GAF High Solids Silicone, necesita solo una.Entender las necesidades de mantenimiento y la durabilidadEl mantenimiento de un revestimiento de silicona para techo es fundamental. Abordar los problemas antes de que se vuelvan más difíciles ayuda a minimizar los costos de las reparaciones y maximizar la vida útil del revestimiento.Como el techo se contrae y expande con el tiempo, se pueden producir algunos problemas con las juntas. Una buena regla de oro es hacer inspeccionar el techo cada seis meses. Aplicar un sellador de silicona puede servir para tratar las zonas con filtraciones o grietas. El sellador de silicona es estable contra los rayos UV y no necesita una capa final, según Soder.Agregar revestimientos de silicona para techos a la caja de herramientasCon tantos beneficios, los revestimientos de silicona para techos deberían ser la primera opción en los proyectos de planificación de restauración del techo. Además, al tener tantas opciones disponibles, puede elegir el tipo que sea mejor para cada tipo de techo en el que trabaje. ¿Tiene más preguntas sobre los revestimientos para techos? Los representantes del servicio técnico de GAF estarán encantados de asistirle con su nuevo proyecto de revestimiento.

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Al agregar este revestimiento a un techo con una estructura firme, se puede extender la vida útil del techo existente. La silicona es un componente inorgánico, por lo que mantiene sus propiedades a la intemperie. A su vez, es un material flexible que puede absorber la mayor parte del movimiento normal de un techo a fin de evitar el agrietamiento y la pérdida de sus capacidades de protección.Beneficios de los revestimientos de silicona para techosAdemás de su flexibilidad y su capacidad para extender la vida útil del techo existente, los revestimientos de silicona ofrecen una serie de beneficios. Laura Soder, gerenta sénior de productos líquidos y revestimientos de GAF, explica que los revestimientos de silicona de GAF están diseñados para proteger el techo de filtraciones y ofrecer otras ventajas relacionadas.Protección contra rayos UVEl principal beneficio de los revestimientos de silicona es la protección contra los rayos ultravioleta (UV). "La fórmula de la silicona de GAF incluye dióxido de titanio, lo que ofrece una estabilidad excepcional contra los rayos UV y una reflectancia solar alta", afirma. Esta protección UV ayuda a reducir la temperatura del techo, lo que se traduce en un mejor funcionamiento de las unidades de techo.RentabilidadLos revestimientos de silicona son soluciones rentables que sirven para retrasar el costo de los materiales y la mano de obra necesarios para reemplazar el techo en su totalidad. Funcionan de manera excelente con la mayoría de los techos comerciales y se acoplan especialmente bien con los techos de metal.Restaura el techo existente y extiende su vida útilSoder señala que los revestimientos de silicona se adhieren bien a los techos de metal, lo que los convierte en una excelente opción para extender la vida útil de este tipo de techos. Antes de su aplicación, cepille el óxido ligero o trate específicamente las zonas con más óxido. "Hay muchos techos de metal instalados y, para aquellos que tienen una estructura firme y solo requieren una restauración moderada, se puede agregar con facilidad años de vida útil al techo al revestirlo con silicona", sostiene.Resistente a la humedadLos revestimientos de silicona también son conocidos por su capacidad de resistencia a la humedad. Como la silicona es inorgánica, resiste la degradación en zonas en las que el agua se acumula, lo que la convierte en una opción ideal para áreas con muchas lluvias o nieve.Funciona en climas calurosos y fríosLa silicona tiene un amplio rango de temperaturas en las que se puede aplicar. Al no contener agua, puede aplicarla en temperaturas más bajas que el acrílico y otros revestimientos de techo. Proporciona una capa de impermeabilización monolítica y sin fisuras por encima de los techos de metal existentes. Además, la silicona se contrae y expande junto con el metal en climas fríos y calurosos.En qué se diferencian los revestimientos de silicona de los revestimientos elastoméricosEn comparación con el acrílico y otros revestimientos elastoméricos para techos, la silicona tiene ciertas ventajas.Los acrílicos son revestimientos de protección a base de agua con resistencia a los UV, pero no deben instalarse en lugares donde se acumula el agua, ya que podrían romperse y comenzar a deslaminarse. La silicona es un material que se termina de curar con la humedad, lo que significa que reacciona con la humedad del aire y se seca hasta lograr una película.Soder explica que ambos materiales son flexibles y adecuados para su uso sobre el metal. Pero, si hay agua estancada, el acrílico no es la mejor opción. "Si bien la silicona es más costosa, en general, se degrada a un ritmo mucho más lento que otros revestimientos", sostiene. Ahora bien, una de las desventajas de la silicona en comparación con otros revestimientos elastoméricos para techos es que es resbaladiza cuando está mojada.Recorrido por la instalación y aplicaciónSi bien los revestimientos de silicona pueden extender la vida útil de un techo existente, Soder sostiene que es mejor instalar el revestimiento antes de que finalice la vida útil de la membrana existente.Como las filtraciones suelen ocurrir en las juntas de los techos, puede agregar sellador de silicona en esas zonas. La fórmula de los selladores difiere de la de los revestimientos: en la de los selladores se utilizan otros polímeros de silicona, lo que los vuelve más robustos y pesados. Los selladores de silicona están formulados para las zonas de mucha presión y pueden ayudar a absorber el movimiento en puntos críticos del techo. 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As a commercial roofing contractor, you're responsible for choosing the right materials for each job. But with so many options available, making a decision can be difficult.Increasingly, industry professionals have been turning to silicone roof coatings for their strength and durability. These coatings can help extend the life of a structurally sound roof and potentially save property owners time and money by delaying a full reroof. Plus, their restoration properties work great with most commercial roofing systems, like EPDM, built-up, bitumen, and metal roofs. What Are Silicone Roof Coatings?Silicone coatings are high-performance, waterproof protective roof coatings. Adding this coating to a structurally sound roof can help extend the life of the existing roof. Silicone is inorganic, so it can maintain its properties in inclement weather conditions. It's also flexible and can absorb most normal roof movement to help avoid cracking and losing its protective features.Benefits of Silicone Roof CoatingsIn addition to flexibility and extending the life of the existing roof, silicone coatings offer several other benefits. Laura Soder, senior product manager for liquids and coatings at GAF, explains that GAF silicone coatings are designed to help protect against leaks and provide related advantages.UV Ray ProtectionThe major benefit of silicone coatings is ultraviolet (UV) ray protection. "GAF silicone is formulated with titanium dioxide, providing exceptional UV stability and high solar reflectance," she says. This UV protection can help lower roof top temperatures, which may translate into more efficient operation of roof top units.Cost-EffectiveSilicone coatings are cost-effective solutions that can help delay the cost of materials and labor needed to replace the entire roof. They work great with most commercial roofs and pair exceptionally well with metal roofs.Restores and Helps Extend the Life of the Existing RoofSoder notes that silicone coatings adhere well to metal roofs, making them an excellent way to extend the service life of metal roofs. Before application, brush away light rust or spot-treat heavier rust. "There are a lot of metal roofs out there, and for those that are structurally sound and require only moderate restoration, you can easily add years to the roof's life by coating them with silicone," she says.Moisture-ResistantSilicone coatings are also known for their moisture-resistant capabilities. Since silicone is inorganic, it resists degradation in areas that pond water, making it an ideal choice in areas that experience rain or snow.Works in Hot and Cold WeatherSilicone has a wide temperature application range. Because it doesn't contain water, you can apply it at lower temperatures than acrylic and other roof coatings. It provides a monolithic, seamless waterproofing layer over existing metal roofs. Silicone will also flex with metal in cold and hot weather.How Silicone Compares to Elastomeric CoatingsCompared to acrylic and other elastomeric roof coatings, silicone has some advantages.Acrylics are water-based protective coatings with UV resistance —but they shouldn't be installed where there is ponding water, as they can break down and start delaminating. Silicone is a moisture-cure material, meaning it reacts with moisture in the air and cures to a finished film.Soder explains that both materials are flexible and appropriate for use over metal. But if you have any standing water, acrylic isn't the best choice. "While silicone is more expensive, it typically weathers at a much slower rate than other coatings," she says. That said, one of silicone's drawbacks compared to other elastomeric roof coatings is that it's slippery when wet.Navigating Installation and ApplicationWhile silicone coatings can help extend the life of an existing roof, Soder notes it's best to install the coating before the end of the existing membrane's service life.Since leaks tend to happen at roof seams, add silicone sealant to these areas. Sealants are formulated differently than coatings—they use different silicone polymers, giving them a heavier body and stronger build. Silicone sealants are formulated for high-stress areas and can help absorb movement at critical points in the roof. They work hand in hand with a silicone coating to protect the roof.Before you apply any coating, ensure the roof is clean, dry, and sound. "Clean means free of contaminants, dust, oils, leaves, and other debris," Soder says. You can use GAF Cleaning Concentrate to power wash your roof.Since silicone is moisture-cure, the roof needs to be dry before applying. Coating over a wet surface can affect adhesion and is often one of the biggest mistakes you can make when installing. You want the coating to start the curing process from moisture in the air, not from moisture on the roof.How to Apply Silicone CoatingsApplying a silicone roof coating involves five steps:Clean any debris off the roof and test that the coating will properly adhere to the surface.Ensure the roof is in sound condition. Repair broken sheet metal, and replace missing or damaged fasteners.Treat all seams and fasteners with silicone sealant like GAF Silicone Mastic. Apply it at 60 mils or 1/16-inch wet thickness with a brush.Use the same sealant on any curbs, penetrations, and drains.Finally, apply the silicone roof coating to the entire roof. Some coatings, like GAF Unisil Silicone, require two coats, while others such as the GAF High Solids Silicone may need just one.Understanding Maintenance Needs and LongevityMaintaining a silicone roof coating is essential. Addressing issues before they become problematic can help minimize the cost of repairs and maximize the service life of the coating.As the roof flexes over time, issues with the seams might develop. A good rule of thumb is to get a roof inspected every six months. Applying a silicone sealant can help address areas with leaks or cracks. Silicone sealant is UV stable and doesn't require a top coat, according to Soder.Adding Silicone Roof Coatings to Your ToolboxWith many benefits, silicone roof coatings should be front of mind when planning roof restoration projects. And with several options available, you can choose the best type for each roof you work on. Have more questions about roof coatings? GAF technical service reps are more than happy to assist you on your next coating project.

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