防水性能（通用8篇）
防水性能 篇1
一、概述
随着建筑市场的快速发展, 加剧了幕墙市场对高水平幕墙设计的需求, 为此幕墙设计单位就以丰富的幕墙系统结构形式来适应和引导市场的需求。比较具有代表性的就是单元式幕墙技术的应用和发展。但是由于企业的开发能力不能满足幕墙市场的需要, 存在脱节现象, 致使大量的单元式幕墙的水密性能出现问题, 影响了单元式幕墙技术应用和推广。
二、单元幕墙的三道密封线
(1) 尘密线。为阻挡灰尘设计的一道密封线, 一般由相邻单元的胶条相互搭接实现, 起到阻挡灰尘和披水的作用。
(2) 水密线。它是单元幕墙的重要防线, 通过幕墙表面的少量漏水可以越过这条线, 进入单元幕墙的等压腔, 通过合理的结构设计, 进入等压腔水将被有组织的排出, 没有继续进入室内的能力, 达到阻水的目的。有时为了提高幕墙的水密性能, 也可能同时设置多道水密线。
(3) 气密线。它也是单元幕墙的重要防线, 由于水密线和气密线之间的等压腔和室外基本上是相通 (有时在连通孔上放置防止灰尘的海棉) 的, 因此水密线不能阻止空气的渗透, 阻止空气的渗透任务由最后一道防线———气密线来完成。
三、单元式幕墙防水系统设计要点
无论是插接还是对接, 单元板块在上下左右以及单元板块“十字”接口处均存在自由缝隙。如何从系统设计中处理好这些自由缝是解决单元式幕墙水密性的关键。
1. 型材断面构造设计的合理性
在单元式幕墙的系统设计中, 型材断面的设计非常重要。它不仅决定单元式幕墙的安全性, 工艺性, 同时还决定了单元式幕墙的其他物理性能。它必须将其安全性、工艺性和结构防水同步考虑。由于工程上所用的幕墙节点形式很多, 因此本文不可能详细论述, 仅述以下几点供参考:
(1) 合理设计型材端面及型材咬合位置, 尽量将水密线与气密线分离, 保证等压腔发挥作用。
(2) 断面上尽可能避免在制作过程中开工艺孔, 气密线腔壁上禁止开工艺孔。
(3) 插接式单元幕墙在断面设计时应考虑板块安装后插接件之间有不小于15毫米的搭接长度。以便有能力适应层间变位和吸收现场安装产生的误差。
(4) 断面设计时应尽可能考虑减少零件数量, 降低构件的加工量和加工难度, 以便保证板块的组装质量。
(5) 幕墙板块的型材断面种类应考虑尽可能的少, 同时应考虑到尽可能减少零件的组合量, 以便减少板块组装所形成的缝隙。
2. 胶条合理设计
在单元式幕墙的系统设计中, 胶条的设计也是非常重要的一个环节。它决定了单元式幕墙的水密性、气密性以及幕墙防水性能的耐久性。目前工程上所用的胶条大多存在一些问题。究其原因是对胶条的产品性能缺乏了解, 胶条的断面设计存在不合理现象。事实上胶条的材质、延伸率、压缩量以及断面形式都很关键。单元式幕墙密封性胶条主要是三元乙丙 (EPDM) 胶条, 这种材料具有卓越的耐臭氧老化性、耐气候老化性、耐热老化性、耐水性, 还具有较好的耐化学药品性, 可以长期在阳光、潮湿、寒冷的自然环境中使用。
根据不同的气候特点, 应选用不同的EPDM牌号。总结近些年的应用经验, 胶条的设计可遵循以下原则:
(1) 在北方地区, 温差大, 冬天温度很低, 在配方设计中充分考虑材料的低温脆性, 这样硬度对温度的依赖性小, 便于安装和使用。
(2) 胶条在设计时必须确定合理的断面形式, 选择合适的EPDM橡胶牌号, 胶条的位置和作用不同, 其断面形式也应该不同。
(3) 对有特殊环境要求的胶条, 有必要与胶条供应商进行联合设计, 弥补设计人员知识面的不足, 充分利用胶条材料的优良性能。
(4) 对接型单元幕墙的气密线胶条竖横应相同, 确保胶条在板块四角周圈形成闭合。
摘要：单元式幕墙最突出的问题是单元幕墙水密性系统设计上的缺陷, 本文在总结多年设计、施工、检测经验的基础上, 阐述单元式幕墙防水构造设计的要点。
防水性能 篇2
关键词：雾封层；防水抗油剂；构造深度；摩擦系数
中图分类号：TS198.13 文献标识码：A 文章编号：1000-8136(2009)35-0022-02
本课题组通过试验研究研制了一种沥青路面防水抗油剂，能够迅速渗透进人沥青面层的空隙中，将空隙堵住，形成一道密实的防水层，阻碍水分下渗，从而提高沥青混凝土的水稳定性，消减空隙率偏大对沥青路面造成的负面效应，主要用于沥青路面预防性养护雾封层施工。为了验证该材料的性能，本课题组选择了京承高速公路K0+000～K0+200段200m长的试验路段进行路面的防水抗油剂雾封层处理。
原SMA-16沥青路面处于基本完好时期，但路面开始出现疲劳龟裂、损失细骨料的现象，如果在这一时期不进行及时处理，会导致网裂、龟裂、坑洞等路面破坏。由于京承高速试验段处交通量大，为了不影响其正常通行，施工时间安排在0：00-5：00，凌晨5点开放交通。施工温度：环境温度26℃，地表温度为30℃。
1 防水抗油剂性能及指标
防水抗油剂是一种有机硅路面养护材料，由硅树脂溶液、渗透剂和增黏剂组成，是一种无色液体，密度为0.91gcm3，渗透性能良好。具有与沥青黏结性强、防水效果好、使用方便、无毒害、不污染环境等特点。
该材料以Si-O-Si为分子主链，是一种具有高度交联结构的交联型高聚物。硅原子上连接有甲基、乙氧基等有机基团，兼顾了无机材料与有机树脂的双重特性，因此具有许多优良的性能。如耐氧化、耐候、耐油、防紫外老化、憎水、耐热、耐寒等。
(1)耐热性：常温下，防水抗油剂固化成膜后。具有较高的分解温度，在100℃下长期使用不分解、不变色。短时间内甚至可以承受200℃的高温。
(2)耐寒性：由于硅氧烷链具有优异的低温柔顺性。因此防水抗油剂具有较好的耐寒性，可在－25℃下使用。能经受－20℃～20℃的冷热反复作用。
(3)耐候性：防水抗油剂固化成膜后，对紫外线几乎不吸收，即使在强烈的紫外光照射下，也能够耐泛黄，不起游离基反应，不发生氧化，因而具有优异的耐候性能。
(4)憎水性：由于防水抗油剂分子链中有机基团在硅氧的侧基排列，其与水的接触角可与石蜡相媲美，因此具有优良的憎水性能。
(5)耐化学试剂性：固化后的膜，具有良好的耐燃料油性能，对许多化学药品有很强的抵抗能力，可耐H2SO4、HNO3、HCI等强酸，对氯气和弱碱有良好的抵抗能力。
将防水抗油剂喷洒在沥青混凝土上面层时。由于其优异的渗透性，可以渗透进入沥青面层内部，固化后将内部的空隙尤其是微细空隙堵住，从而形成一道密实的防水层。由于路面空隙被堵住，因此，可以减少外界水分、空气等因素对沥青路面的路用性能的影响，提高路面的耐久性、抗水损害性、疲劳特性。其在沥青路面的主要功能如下：
(1)防渗水：防止水渗透到沥青层内，而且在多次结冰解冻后仍有防水作用，从而提高了路面的水稳定性。
(2)抗老化：有效阻碍紫外线对沥青层的辐射，避免氧气对沥青层的氧化，因此对路面老化具有延缓作用。
(3)抗油污：可有效地防止汽油等油类对沥青路面的侵蚀，延长路面的使用寿命。减少沥青路面的养护。
2施工前准备
2.1路况调查
正式施工前，必须对施工路段的所有病害进行一次细致的调查，对未处理到位的病害要重新处置，不留施工质量隐患。根据不同的路面情况，对路面的渗水系数、路面摩擦系数和构造深度进行检测，平均2点／200m，为下一步的施工作好数据准备工作，同时也可进行施工前后的数据对比，以反映施工效果。
2.2设备选择
因试验段工程量较小。总面积约3000m2，故采用半机械撒布，使用机动撒布车、喷雾器、路面清洁设备等。
2.3材料准备
防水抗油剂、橡胶粉。
3施工流程及工艺控制
(1)在清洁路面后及时对路面喷涂防水抗油剂，每平方米用量控制在350g～450g之间。
(2)喷涂时，要求均匀。无断头，无漏点，来回喷涂两遍，对已修补的特殊部位要增加喷涂量。为提高路面抗滑性能，第一次沿行车方向喷涂防水抗油剂每平方200g～250g；并在凝固前即喷洒橡胶粉粒，撒布量约10g／m2；30min～1h后在进行第二次喷涂防水抗油剂100g／m2～150g／m2封水，并将抗滑材料粘附牢固，以防散失。
(3)试验段在7月初进行，气温较高，根据路面状况，施工完毕2h后即已干燥固化，恢复了道路正常行车。
(4)为使防水抗油剂有充分的时间凝固，两次喷洒之间时间间隔为1h～6h，这主要取决于环境温度，温度较低时可适当延长时间。
4注意事项
(1)在施工喷洒过程中，整个路幅大面积喷洒时可采用乳化沥青喷洒车，局部小面积喷洒时可采用人工农用喷雾器。喷洒后的养护至关重要，应避免雨淋，养护时间其主要取决于环境温度，温度较低时可适度延长时间。
(2)施工时实行交通管制，应注意必须保持路面干净，喷涂时，施工人员要面向喷雾方向，倒退或侧身行走；防水抗油剂遇水会产生絮凝，喷洒之前确保路面干燥；当地表温度低于5℃时，不宜施工；雨天禁止施工。
(3)施工结束待防水抗油剂完全固化后开放交通。(1h～2h)
表2为施工前后试验段的构造深度、湿摩擦系数、渗水系数的参数对比。由表2可见，采用防水抗油剂施工后。对原路面构造深度影响较小。摩擦系数基本没有改变，路面的防水能力有较大改善。
5结论
从试验段的施工及应用效果可看出该材料施工工艺简单，容易控制。可采用人工雾化，工程量大时，也可采用机械撒布。防水抗油剂无色透明，对沥青路面不起着色作用，不会改变沥青路面颜色，因此不影响司机的视觉效果。
常态下防水抗油剂与沥青的粘附等级为一级，两者具有良好的黏附性；在合适的用量下，防水抗油剂可以使沥青路面的滲水系数降为零，起到很好的防水效果；防水抗油剂具有良好的渗透性，其在沥青混凝土中的渗透速率为水的3.5倍，能够渗透到水分所不能及的空隙中。
经试验段施工检验表明：防水抗油剂喷洒在沥青路面表面后可迅速渗透到沥青路面内部，溶剂挥发后在沥青内部形成无色的有机薄膜，堵住连通的孔隙，防止水分渗入沥青路面内部而实现抗水损害的要求。
防水材料性能及用途 篇3
目前, 防水材料的品种繁多, 按其组成可分为无机防水材料、有机防水材料及金属防水材料等, 建筑工程中用量最大的为有机防水材料, 其次为无机防水材料, 金属防水材料 (如镀锌铁皮等) 的使用量很小;按其特性又可分为柔性防水材料和刚性防水材料, 刚性防水材料主要是指防水混凝土和防水砂浆, 柔性防水材料主要是指防水卷材、防水涂料、防水油膏;按其材料组成可分为防水卷材、防水涂料和建筑密封材料3大类, 防水卷材又分为普通沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材, 防水涂料主要有乳液型、溶剂型、反应型、水泥类--聚合物型。随着科技的进步和人民生活水平的日益提高, 防水材料品种不断增多、性能不断增强, 既有传统的沥青防水材料 (如油毡) , 也有日新月异的改性沥青防水材料 (如SBS改性沥青防水卷材) 和合成高分子防水材料 (如PVC防水卷材) 。纵观国内外防水材料的发展趋势, 呈现出由多层防水向单层防水发展, 由单一防水材料向复合型多功能防水材料发展, 施工手段由热熔法向冷粘贴法或自粘贴法发展。
2 防水卷材的定义及分类
防水卷材是建筑防水材料重要品种, 它是具有一定宽度和厚度, 并可卷曲的片状定型防水材料。目前防水卷材有普通沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等3大系列 (表1) 。如果说普通沥青防水卷材代表传统卷材的话, 那么后2个系列卷材可以说是代表新生代卷材, 性能较普通沥青防水材料更优异, 是防水卷材的发展方向。防水卷材必须具备耐水性、温度稳定性、机械强度、延伸性和抗断裂性、柔韧性和大气稳定性这几个满足建筑防水要求的基本性能 (表2) 。
对于屋面防水工程, 根据《屋面工程技术规范》 (GB 50207-1994) 的规定, 沥青防水卷材仅适应于屋面防水等级为Ⅲ级 (一般的工业与民用建筑, 防水耐用年限为10年以上) 和Ⅳ级 (非永久性的建筑, 防水耐用年限为5年以上) 的屋面防水工程, 对于防水等级为Ⅲ级的屋面, 应选用三毡四油沥青卷材防水;对于防水等级为Ⅳ级的屋面, 可选用二毡三油沥青卷材防水。
为了克服纸胎的抗拉能力低、易腐烂、耐久性差的缺点, 通过改进胎体材料来改善沥青防水卷材的性能, 已经开发出玻璃布沥青油毡, 玻纤沥青油毡, 黄麻织物沥青油毡、铝箔胎沥青油毡等系列防水卷材。沥青防水卷材施工方法有热 (冷) 玛蹄脂粘贴施工, 通常采用叠层铺设、热粘贴施工。
随着科技的进步, 淘汰落后生产能力、工艺和产品势在必行, 国家已经出台了有关卷材的规定:石油沥青纸胎油毡自2001年7月4日起不得用于防水等级为I、Ⅱ级的建筑屋面及各类地下防水工程;沥青复合胎柔性防水卷材自2002年4月起限制在工业与民用建筑I、Ⅱ、Ⅲ级防水工程中使用;聚乙烯膜层厚度在0.5mm以-F的聚乙烯丙纶等复合防水卷材, 自2004年7月1日起限制用于房屋建筑的屋面工程和地下防水工程。除上述限制外, 凡在屋面工程和地下防水工程设计中选用聚乙烯丙纶等复合防水卷材时, 必须是采用一次成型工艺生产且聚乙烯膜层厚度在0.5mm以上 (含
0.5mm) 的, 并应满足屋面工程和地下防水工程技术规范的要求。
3 沥青防水卷材
石油沥青纸胎油毡、PVC改性煤沥青布胎柔性砂面防水卷材采用二次加热复合成型工艺生产的聚乙烯丙纶等复合防水卷材、S型聚氯乙烯防水卷材已经属于逐步淘汰类。
3.1 沥青防水卷材。
沥青防水卷材采用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青, 表面撒布粉状、粒状或片状材料的工艺而制成的。常用品种有石油沥青纸胎油毡、石油沥青玻璃布油毡、石油沥青玻纤胎油毡, 石油沥青麻布胎油毡等。
石油沥青纸胎油毡是用低软化点的石油沥青浸渍原纸 (生产油毡的专用纸, 主要成分为棉纤维, 另外加入20%~30%的废纸) , 然后用高软化点的石油沥青涂盖油纸的两面, 再涂撒隔离材料制成的一种防水材料。涂撒粉状材料 (滑石粉) 称粉毡, 涂撒片状材料 (云母片) 称片毡。
按《石油沥青纸胎油毡, 油纸》 (CB 326-1989) 的规定:油毡幅宽915mm和1000mm, 按原纸1m2的质量克数分为200、350和500 3种标号, 按物理性能分为合格晶、一等品和优等品3个等级, 其中200号油毡适用于简易临时性防水、防潮和包装, 而350号和500号油毡适用于多层建筑防水。
3.2 高聚物改性沥青防水卷材。高聚物改
性沥青防水卷材是采用合成高分子聚合物改性沥青为涂盖层, 纤维织物或纤维毡为胎体, 粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成的可卷曲片状防水材料。
在沥青中添加适量的高聚物, 可以改善沥青防水卷材温度稳定性差和延伸率小的不足, 具有高温不流淌、低温不脆裂、拉伸强度高、延伸率较大等优异性能, 且价格适中, 在我国属中档防水卷材。按改性高聚物的种类, 可分为弹性SBS改性沥青防水卷材、塑性APP改性沥青防水卷材、聚氯乙烯改性焦油沥青防水卷材、三元乙丙改性沥青防水卷材、再生胶改性沥青防水卷材等, 按油毡使用的胎体品种, 又可分为玻纤胎, 聚乙烯膜胎、聚酯胎、黄麻布胎、复合胎等品种。此类防水卷材按厚度可分为2mm、3mm、4mm、5mm规格, 一般单层铺设, 也可复合使用, 根据不同卷材可采用热熔法、冷粘法, 自粘法施工。
3.3 合成高分子防水卷材。
防水性能 篇4
1 实验部分
1.1 主要原材料和仪器设备
聚醚二元醇 (DDL2000) :工业级, 淄博德信联邦化学工业有限公司;聚醚三元醇 (330N) :工业级, 淄博德信联邦化学工业有限公司;异氰酸酯 (MDI-50) :工业级, 万华化学 (烟台) 销售有限公司;邻苯二甲酸二丁酯 (DBP) :工业级, 济南林海化工有限公司;二邻氯二苯胺甲烷 (MOCA) :工业级, 苏州明达化工有限公司;增韧剂 (KNZ) :工业级, 奎屯威科特化工有限责任公司;流平剂:工业级, 大连金鼎祥化学有限公司;硅粉:工业级, 新疆布尔津县水电公司;粉煤灰:工业级, 新疆玛纳斯发电有限责任公司;重质碳酸钙:工业级, 上海诺成药业股份有限公司。
数显恒温油浴槽:HH-S型, 常州普天仪器制造有限公司;三辊研磨机:SM-65型, 上海旭军机械设备有限公司;电子拉力试验机:DL-1000型, 天津市港源试验仪器厂;自动调压混凝土渗透仪:HP-40, 北京耐尔得仪器设备有限公司。
1.2 试验方案
1.2.1 试验设计
采用DDL2000、330N、DBP和MDI-50合成聚氨酯防水涂料的A料, 以DDL2000、DBP、MOCA、活性重质碳酸钙等粉料分散研磨制成聚氨酯防水涂料的B料, 再将A料和B料以一定配比制成高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料。选择B料中对聚氨酯防水涂料拉伸性能影响较大的增韧剂掺量、对抗渗性能影响较大的流平剂掺量和对抗冰拔性能影响较大的粉状填料掺量3个因素作为试验因素, 改变单因素合成高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料, 并对其进行性能测试, 得出试验因素的最适宜掺量。同时, 研究A料中掺加硅烷偶联剂对聚氨酯防水涂料粘结性能的影响。
1.2.2 合成工艺
将DDL2000、330N和DBP投入到三口圆底烧瓶中, 在105℃下脱水1 h, 在试验温度下, 加入MDI-50, 恒温到试验时间, 降温即可得到聚氨酯防水涂料的A料。将DDL2000、DBP、MOCA、增韧剂KNZ、流平剂投入分散罐内分散均匀, 将硅粉、粉煤灰、重质碳酸钙等粉料烘干、球磨、活化, 加入到分散罐进行高速分散, 并用三辊研磨机研磨2~3遍, 即可得到聚氨酯防水涂料的B料。
1.2.3 性能测试
按照GB/T 19250—2013《聚氨酯防水涂料》的要求, 对高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料的性能进行测试。
2 结果与分析
2.1 增韧剂KNZ掺量对聚氨酯防水涂料拉伸性能的影响
确定合成所需原料, 分别掺加0%、3%、6%、9%、12% (质量百分数, 下同) 的增韧剂KNZ, 在相同工艺下制得聚氨酯防水涂料的B料, 再与相同配方的A料反应制得高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料。增韧剂KNZ掺量对聚氨酯防水涂料拉伸性能影响的测试结果见表1。
从表1可以看出, 随着增韧剂KNZ掺量的增加, 聚氨酯防水涂料的拉伸强度呈现出先增大后减小的趋势, KNZ掺量为9%时拉伸强度达到最大;断裂伸长率随着增韧剂KNZ掺量的增加呈现出增大趋势。综合以上分析, 增韧剂KNZ能够显著提高聚氨酯防水涂料的拉伸性能, 且其适宜的掺量为9%。
2.2 流平剂掺量对聚氨酯防水涂料与冰粘结强度的影响
确定合成所需原料, 分别掺加0%、0.05%、0.10%、0.15%的流平剂, 在相同工艺下得到聚氨酯防水涂料的B料, 再与相同配方的A料反应制得高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料。流平剂掺量对聚氨酯防水涂料与冰粘结强度影响的测试结果见表2。
从表2可以看出, 随着流平剂掺量的增加, 聚氨酯防水涂料的涂膜光洁度越来越好, 与冰的粘结强度逐渐减小。当流平剂掺量增加到0.10%时, 聚氨酯防水涂料的涂膜与冰的粘结强度<0.01 MPa, 抗冰拔效果优异;继续增加流平剂掺量对抗冰拔效果无明显改善。综合以上分析, 流平剂可以增加聚氨酯防水涂料涂膜的光洁度、降低其与冰的粘结强度, 起到抗冰拔作用。在本研究中流平剂的适宜掺量是0.10%。
2.3 粉料掺量对聚氨酯防水涂料抗渗性能的影响
确定合成所需原料, 由于硅粉的密度较小而粉煤灰密度较大, 故选择硅粉∶粉煤灰=2∶3 (质量比) , 使两者的平均密度与其他粉料密度相近。分别掺加不等量的硅粉、粉煤灰及其他粉料, 在相同工艺下得到聚氨酯防水涂料的B料, 再与相同配方的A料反应制得高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料。硅粉、粉煤灰及其他粉料掺量对聚氨酯防水涂料抗渗性能影响的测试结果见表3。
从表3可以看出, 随着硅粉与粉煤灰掺量的增加, 聚氨酯防水涂料的抗渗性能逐渐变好 (如表3中3#和4#样品的抗渗性能接近) , 接下来随着硅粉与粉煤灰掺量的继续增加, 聚氨酯防水涂料的抗渗性能又逐渐变差。硅粉与粉煤灰是工业废渣, 比较廉价易得, 作为聚氨酯防水涂料的填料, 不仅可以变废为宝, 还可以提高材料的抗渗性能。综合以上分析, 硅粉30%、粉煤灰45%是适宜的掺量。
2.4 硅烷改性对聚氨酯防水涂料粘结性能的影响
确定合成所需原料, 分别掺加不等量的硅烷偶联剂, 对聚氨酯防水涂料的A料进行硅烷改性, 再与相同配方的B料反应制得高性能水工防水防护聚氨酯防水涂料。硅烷改性对聚氨酯防水涂料粘结性能影响的测试结果见图1。
从图1可以看出, 随着硅烷偶联剂掺量的增加, 聚氨酯防水涂料的粘结强度逐渐增大。当硅烷偶联剂掺量达到2.0%时, 聚氨酯防水涂料的粘结强度达到最大, 约为1.5 MPa。继续增加硅烷偶联剂的掺量, 聚氨酯防水涂料的粘结强度变化不大。这是由于预聚体与硅烷偶联剂缩合形成稳定的硅氧烷 (Si—O—Si) , 改善了聚氨酯防水涂料与基层的粘结性能[2];而过量的硅烷偶联剂可能发生一些副反应, 但对聚氨酯防水涂料粘结性能的影响不大。故将硅烷偶联剂的适宜掺量确定为2.0%。
3 结语
本研究制备了一种力学性能、防水性能优异的聚氨酯防水涂料, 该涂料与基底粘结性能良好, 具有优异的抗冰拔性能, 适用于新疆地区的水利工程。配方中的增韧剂、流平剂、粉状填料和硅烷偶联剂对该聚氨酯防水涂料的性能均有一定影响, 试验结果表明:掺加9%的增韧剂、0.10%的流平剂、30%的硅粉、45%的粉煤灰和2.0%的硅烷偶联剂, 制成的聚氨酯防水涂料拉伸、粘结、抗冰拔、抗渗性能均非常优异, 是一种高性能水工防水防护用聚氨酯防水涂料。
参考文献
[1]陈卫星, 郑建龙, 许岗, 等.双组分聚氨酯涂料的制备与性能表征[J].西安工业大学学报, 2006 (3) :258-263.
浅谈建筑工程的防水性能 篇5
建筑物渗漏水对人们的日常生活造成大量麻烦,如美观的天棚吊顶因渗漏水会湿、发霉、变色;豪华的家具、装修因渗漏水浸泡、脱落;和谐的邻里因渗漏水争吵打架等。然而长期渗漏水对建筑本身也存在很大的破坏。当水分浸透到结构钢筋部位,造成钢筋锈蚀,降低钢筋的抗拉强度、膨胀钢筋体积,产生应力对混凝土内有撕裂性破坏;当水分浸透到砂浆粉刷墙处,将溶解可溶物、提高空隙率、降低强度,易造成受振倒塌、外墙返碱等,并且水受热汽化后,产生膨胀力,造成搭接缝开裂、起鼓、外墙涂料起皮、污染墙体;当浸入建筑物的室内,使内墙装饰涂料起皮变色、壁纸开胶、木质装修变形等装饰功能破坏;若保温层被水浸,导热系数增大,直接对建筑物保温性能产生破坏;若建筑物内部浸泡,造成电线漏电短路的现象也时有发生。由此可见对建筑工程进行防水是绝对不可忽视的重要问题。
本论文根据四川省德阳市华夏建筑有限公司正在建设的四川建筑职业技术学院13#学生公寓工地的实际情况,分析造成建筑防水工程渗漏的诸多原因,认为要提高建筑防水工程的质量,应以材料为基础,以设计为前提,以施工为关键,以加强管理维护为手段进行综合治理。
1 防水材料的选择
防水材料的好坏,是能否提高建筑防水工程质量的基础。目前,我国的防水材料飞速发展,产品种类繁多,无论从品种上或质量上都是很难把握。从我国现阶段的新型防水材料总体结构比例上看,沥青防水材料为主要产品,占全部防水材料的75%,高分子防水卷材占15%左右,防水涂料及其他防水材料占10%左右。这些新型建筑防水材料大致分为七大类。即:防水卷材、防水涂料、密封材料、刚性防水、金属类防水材料、瓦类防水材料和堵漏止水材料。对于如此种类琳琅的建筑防水材料在选择上应该注意以下几点。
1.1 把国家标准推荐防水材料作为考虑的前提
建设部在2004年3月发布关于《建设部推广应用和限制禁止使用技术》的第218号公告中,推荐使用的防水卷材有SBS或APP改性沥青防水卷材(Ⅱ型)、三元乙丙橡胶(硫化型)、聚氯乙烯防水卷材(Ⅱ型);防水涂料有聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料;密封材料有建筑用硅酮结构密封胶、硅酮建筑密封膏、聚硫建筑密封膏、聚氨酯建筑密封膏、丙烯酸酯建筑密封膏,并对其主要技术性能、特点及适用范围分别做出规定。
1.2 根据设计要求,工程实际情况,市场价格等方面因素考虑选择防水材料
由于防水材料必须满足不同功能、不同技术要求的防水工程。因此在符合材料质量指标时,根据工程需要而确定,不一定是产品标准中的最高或最低指标的要求。同时兼顾市场需求,争取做到防水功能与价格合理统一。
2 防水工程设计的合理性
建筑工程的防水设计合理性,是能否确保防水工程质量的前提。因此对于建筑防水工程应遵守“因地制宜、防排结合、刚柔并济、整体密封”的原则进行设计。应根据当地的气温差、日照强度、年降水量、屋面坡度、防水层形式以及结构大小等具体情况,进行防水工程设计。同时考虑屋面、地下室、卫浴间等渗漏水集中发生部位的急时排水情况,防止水量堆积。选择防水材料时不要只考虑刚性防水,不做柔性防水,以免造成空隙渗漏。防水工程一定要做到整体密封,不可犯只做外墙防水,不做地板防水的这种掩耳盗铃的错误。
3 防水工程的精心施工
如果有合格的防水材料,合理的防水的防水设计,但施工不认真,施工质量低劣,仍然会发生渗漏。因此,精心的施工,是提高防水工程质量的关键。防水工程的施工是一项技术性强、标准要求高的防水材料再加工过程,因此必须由经过专业技术培训,熟悉施工规范和防水材料性能特点懂得防水技术的专业防水施工队伍进行施工。严格按设计图纸和施工技术规范进行,一丝不苟、精心操作,分工序、分层次进行验收,对节点部位处理认真,不可留下任何渗漏的隐患。不要赶工期、抢进度急于完成防水工程。
4 加强管理维护是延长防水工程的重要手段
建筑房屋在长期的使用过程中,常常由于人为的损坏、严寒酷暑的温差、冰雹雨水的冲刷、材料的老化、应力作用下的反复变形以及垃圾尘土堆积堵塞等因素的作用使防水工程遭到损坏,而导致渗漏,因此加强管理维护是提高防水工程质量的重要手段。需要定期对于屋面、地下室、外墙、卫浴间的防水工程里细部节点构造处、材料之间的衔接处、不同平面之间的衔接处等容易产生渗漏的地方进行保养维护,如发现渗漏及时选择合理的方案返修,这样对于延长防水工程使用年限具有十分重要的意义。
摘要：本文分析了防水工程造成渗漏水的主要原因,以及渗漏水给人们日常生活和建筑实体带来的危害。认为要提高建筑防水工程质量要从材料、设计、施工、管理维护等方面进行综合治理。
关键词：防水工程,材料,设计,施工,管理维护
参考文献
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防水性能 篇6
1.1 原材料
1) 水泥:42.5#普通硅酸盐水泥, 过0.9 mm×0.9mm的方孔筛, 基本性能见表1。
2) 黄砂:细度模数为2.49, 含泥量为0.9%, 表观密度为2 640 kg/m3。
3) 防水剂:渗透结晶型防水剂, 具有卓越的早期抗渗性, 7 d抗渗水压达3.0 MPa, 还具备优良的二次抗渗性。
4) 膨胀剂:UEA膨胀剂, 密度2.88 g/m3, 比表面积3 500 cm2/g, 在硅酸盐类水泥中掺入10%~12%即能补偿砂浆的收缩, 14 d的限制膨胀率为4×10-4左右, 自应力值为0.2~0.7 MPa。
5) 引气剂:十二烷基苯磺酸钠, 属阴离子表面活性剂, 易溶于水而产生气泡。
1.2 试验方案
1) 砂浆基准配合比
本试验选定灰砂比为1∶2.5, 水灰比在0.6~0.7的水泥砂浆作为基准砂浆。
2) 纤维素醚掺量的确定
采用纤维素醚来改善砂浆的和易性, 通过保水性能和力学性能试验研究其对砂浆性能的影响, 确定其掺量。
3) 掺加不同种类外加剂的试验
在砂浆配合比确定的情况下, 分别掺加渗透结晶型防水剂 (1%~3%, 质量分数, 下同) 、UEA膨胀剂 (8%~10%) 和十二烷基苯磺酸钠引气剂 (0.005%~0.01%) , 调节水灰比使砂浆稠度在 (100±10) mm范围内, 观察砂浆的工作性能、力学性能和耐久性能, 重点考察砂浆的防水性能。
1.3 主要参考标准
JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》, JC/T 984—2011《聚合物水泥防水砂浆》, JGT230—2007《预拌砂浆》, GB/T 1346—2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》。
2 结果与分析
2.1 纤维素醚掺量的确定
在基准砂浆配方中掺加纤维素醚, 其掺量对砂浆保水性能的影响见表2。从表2可以看出, 当纤维素醚掺量占灰砂总量的0.08%时, 砂浆的保水率符合标准要求, 且含气量较低。又因为纤维素醚价格较高, 为降低成本, 使试验更加经济, 所以选0.08%作为纤维素醚的掺量。
2.2 渗透结晶型防水剂对砂浆防水性能的影响
在基准砂浆配方中掺加0.08%的纤维素醚, 在此基础上掺加1%~3%的渗透结晶型防水剂, 考察渗透结晶型防水剂掺量对砂浆性能的影响, 结果见表3。
2.2.1 渗透结晶型防水剂掺量对砂浆水灰比的影响
渗透结晶型防水剂掺量对砂浆水灰比的影响见图1。由图1可知, 掺加渗透结晶型防水剂后, 为了保证稠度在 (100±10) mm范围内, 砂浆的水灰比会有所变化:当渗透结晶型防水剂掺量为1%时, 砂浆水灰比较空白样有所减小;但当渗透结晶型防水剂掺量增大到2%后, 砂浆水灰比开始明显提高。说明渗透结晶型防水剂掺量过大会提高砂浆的水灰比, 需水量会增加。
2.2.2 渗透结晶型防水剂掺量对砂浆保水率的影响
渗透结晶型防水剂掺量对砂浆保水率的影响见图2。由图2可知, 随着渗透结晶型防水剂掺量的增大, 砂浆的保水率先上升后下降;当渗透结晶型防水剂掺量在1%~2%之间时, 砂浆的保水率变化趋于平缓;当渗透结晶型防水剂掺量为1%时其保水性能最好, 当掺量增大到3%后, 砂浆的保水率低于空白样。
2.2.3 渗透结晶型防水剂掺量对砂浆含气量的影响
渗透结晶型防水剂掺量对砂浆含气量的影响见图3。由图3可知, 与空白样相比, 当渗透结晶型防水剂掺量为1%时, 砂浆的含气量大幅增长, 但其掺量达到2%后含气量开始回落。由此可见, 渗透结晶型防水剂掺量过小易引起砂浆含气量的增加。
2.2.4 渗透结晶型防水剂掺量对砂浆抗压强度的影响
砂浆中掺入渗透结晶型防水剂 (0%~3%) , 在无底模自然养护条件下, 分别测试其7 d、28 d龄期立方体试件的抗压强度, 结果见图4。由图4可知, 1) 掺加渗透结晶型防水剂的砂浆7 d抗压强度与空白样相比均有所下降;当渗透结晶型防水剂掺量为2%时, 砂浆的7 d抗压强度要比其他掺量时稍高一点。从整体看, 掺加渗透结晶型防水剂对砂浆的早期抗压强度影响有限。2) 与空白样相比, 掺加渗透结晶型防水剂后, 砂浆的28 d抗压强度下降明显;当渗透结晶型防水剂掺量为2%时, 砂浆的28 d抗压强度高于其他掺量时。上述试验结果表明:渗透结晶型防水剂的掺入对砂浆的抗压强度有一定的减弱作用, 应严格控制其用量。
2.2.5 渗透结晶型防水剂掺量对砂浆抗渗强度的影响
抗渗强度的大小是衡量砂浆防水性能的关键因素之一。在砂浆中掺入渗透结晶型防水剂 (0%~3%) , 在无底模自然条件下养护, 分别测试7 d和28 d龄期的抗渗强度, 结果见图5。由图5可知, 渗透结晶型防水剂的掺入能显著提高砂浆的抗渗强度, 尤其28d龄期的抗渗强度增加非常明显。当渗透结晶型防水剂的掺量增大到2%时, 砂浆各龄期的抗渗强度增加达到顶峰;继续增加渗透结晶型防水剂的掺量, 砂浆各龄期的抗渗强度有所回落。所以, 渗透结晶型防水剂掺量保持在2%较为适宜。
2.3 膨胀剂对砂浆防水性能的影响
在基准砂浆配方中掺加0.08%的纤维素醚, 在此基础上掺加0%~10%的UEA膨胀剂, 考察UEA膨胀剂掺量对砂浆性能的影响, 结果见表4。
2.3.1 UEA膨胀剂掺量对砂浆水灰比的影响
UEA膨胀剂掺量对砂浆水灰比的影响见图6。由图6可知, 掺加UEA膨胀剂后, 砂浆的水灰比随着其掺量的增大逐次下降。当UEA膨胀剂掺量超过9%后, 砂浆的水灰比突然增加, 并且超过空白样, 需水量增加。
2.3.2 UEA膨胀剂掺量对砂浆保水率的影响
UEA膨胀剂掺量对砂浆保水率的影响见图7。由图7可知, 与空白样相比, 掺加UEA膨胀剂后, 砂浆的保水率显著提高;随着UEA膨胀剂掺量的继续增大, 砂浆保水率呈缓慢下降趋势, 但不是很明显。由此可见, UEA膨胀剂能显著改善砂浆的保水性能。
2.3.3 UEA膨胀剂掺量对砂浆含气量的影响
UEA膨胀剂掺量对砂浆含气量的影响见图8。由图8可见, 当UEA膨胀剂的掺量在8%时, 砂浆的含气量增加不明显;但随着UEA膨胀剂掺量的继续增大, 砂浆的含气量上升迅速。所以, UEA膨胀剂的掺量不宜过大, 否则会引起砂浆含气量的增大, 含气量的增大必然会导致砂浆孔隙率的提高, 从而降低砂浆的强度。
2.3.4 UEA膨胀剂掺量对砂浆抗压强度的影响
砂浆中内掺UEA膨胀剂 (0%~10%) , 在无底模自然养护条件下, 分别测试其7 d、28 d龄期立方体试件的抗压强度, 结果见图9。由图9可知, 掺加UEA膨胀剂后, 砂浆各龄期的抗压强度与空白样相比都有所下降;当UEA膨胀剂掺量为9%时, 砂浆各龄期的抗压强度要比其他掺量时稍高。由此表明, UEA膨胀剂对砂浆的抗压强度有减弱作用。
2.3.5 UEA膨胀剂掺量对砂浆抗渗强度的影响
砂浆中内掺UEA膨胀剂 (0%~3%) , 在无底模自然养护条件下, 分别测试其7 d、28 d龄期的抗渗强度, 结果见图10。由图10可知, 掺入UEA膨胀剂后, 砂浆的抗渗强度明显增大, 并且随着UEA膨胀剂掺量的增大, 砂浆的抗渗强度先增大后减小。当UEA膨胀剂掺量为9%时, 砂浆各龄期抗渗强度达到最大值。由此可见, UEA膨胀剂掺量为9%时对砂浆抗渗性能的提高较为有利, 掺量过大反而会降低砂浆的抗渗性。这是因为UEA膨胀剂通过形成钙钒石、生成水化硫酸钙等, 不但提高了砂浆的密实性, 也减少了砂浆自身干缩开裂的可能性, 同时具有防渗和防漏的功能。但当UEA膨胀剂的掺量达到或超过一定限值后, 过分膨胀会引起砂浆自身的破坏, 造成强度降低、开裂等, 反而会降低砂浆的抗渗性能。
2.4 十二烷基苯磺酸钠引气剂对砂浆防水性能的影响
在基准砂浆配方中掺加0.08%的纤维素醚, 在此基础上加入不同掺量的十二烷基苯磺酸钠引气剂 (0%~0.009%) , 考察其掺量对砂浆性能的影响, 结果见表5。
2.4.1 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆水灰比的影响
十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆水灰比的影响见图11。由图11可知, 在砂浆中掺入十二烷基苯磺酸钠引气剂后, 砂浆的水灰比相比空白样明显减小, 而且随着十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量的增大, 砂浆的水灰比始终低于空白样的水灰比。当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量为0.005%时, 砂浆的水灰比最小。
2.4.2 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆保水率的影响
十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆保水率的影响见图12。由图12可知, 十二烷基苯磺酸钠引气剂的加入使砂浆的保水率显著提高, 并且伴随引气剂掺量的增大, 砂浆的保水率有所下降, 但幅度不大。
2.4.3 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆含气量的影响
十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆含气量的影响见图13。由图13可知, 当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量为0.005%时, 砂浆的含气量明显增加;但当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量继续增大时, 砂浆的含气量明显下降。由此可见, 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量过少反而会增加砂浆的含气量。
2.4.4 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆抗压强度的影响
砂浆中掺加十二烷基苯磺酸钠引气剂 (0%~0.009%) , 在无底模自然养护条件下, 分别测试其7d、28 d龄期立方体试件的抗压强度, 结果见图14。由图14可知, 掺入十二烷基苯磺酸钠引气剂后, 砂浆各龄期的抗压强度与空白样相比明显下降, 伴随十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量的增大, 砂浆的抗压强度的下降趋缓。当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量为0.008%时, 砂浆的抗压强度较其他掺量时要稍强。由此可见, 十二烷基苯磺酸钠引气剂对砂浆的抗压强度也有减弱作用, 但伴随其掺量的增大, 砂浆抗压强度的变化不明显。
2.4.5 十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量对砂浆抗渗强度的影响
在砂浆中掺加十二烷基苯磺酸钠引气剂 (0%~0.009%) , 在无底模自然养护条件下, 分别测试其7d、28 d龄期的抗渗强度, 结果见图15。由图15可知, 掺加十二烷基苯磺酸钠引气剂对砂浆各龄期的抗渗强度有明显的提高作用, 但其掺量必须控制在0.008%以内。当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量为0.008%时, 砂浆各龄期的抗渗强度最高;当十二烷基苯磺酸钠引气剂掺量大于0.008%后, 砂浆各龄期的抗渗强度下降明显。
3 经济性分析
通过上述研究可知, 对于防水砂浆来说, 渗透结晶型防水剂的最佳掺量是2%, UEA膨胀剂的最佳掺量是9%;十二烷基苯磺酸钠引气剂的最佳掺量是0.008%。其中, 又以掺加渗透结晶型防水剂的砂浆防水性能最佳。下面以生产1 m3防水砂浆为例, 来计算一下三种外加剂的成本, 结果见表6。
由表6可知, 每m3砂浆如果选择掺加渗透结晶型防水剂, 成本将增加393.3元;选择掺加UEA膨胀剂, 成本将增加266.2元;而选择掺加十二烷基苯磺酸钠引气剂, 成本只增加0.1元。由此可见, 虽然渗透结晶型防水剂对砂浆防水性能的改善最为有益, 但成本偏高;十二烷基苯磺酸钠引气剂和UEA膨胀剂对砂浆防水性能的改善作用接近, 但十二烷基苯磺酸钠引气剂的成本要明显低于UEA膨胀剂。
4 结论
本文主要探讨了渗透结晶型防水剂、UEA膨胀剂、十二烷基苯磺酸钠引气剂对砂浆防水性能的影响。通过试验研究、分析和讨论, 得到了以下结论:
1) 渗透结晶型防水剂、UEA膨胀剂、十二烷基苯磺酸钠引气剂在掺量合适的情况下, 一般都具有减水、保水和提高砂浆抗渗强度的作用, 但砂浆各龄期的抗压强度均有所下降。
2) 渗透结晶型防水剂能显著降低砂浆的水灰比, 当其掺量为1%时, 减水效果最佳, 但随着其掺量的增大, 水灰比也逐步增加, 当掺量增大到3%时, 水灰比超过空白样。渗透结晶型防水剂能一定程度上增强砂浆的保水性, 但随着其掺量的增大, 砂浆保水率会降低。渗透结晶型防水剂的掺入使砂浆7 d、28 d龄期的抗压强度有所下降。当渗透结晶型防水剂掺量为2%时, 砂浆7 d、28 d龄期的抗渗强度相比空白样增加近55%, 说明渗透结晶型防水剂对砂浆防水性能的改善较为有利。三种外加剂中, 渗透结晶型防水剂对砂浆抗渗性能的提高最为有益, 但价格偏高。
3) UEA膨胀剂也有一定的减水作用, 保水性能也非常好, 当其掺量为8%时, 砂浆的保水率最高。此外, UEA膨胀剂的掺入还增加了砂浆的含气量, 随着其掺量的增大, 砂浆含气量也逐渐增加, 当膨胀剂掺量增加到10%时, 砂浆的含气量相较于空白样增加近20%。UEA膨胀剂的价格介于渗透结晶型防水剂与十二烷基苯磺酸钠引气剂之间, 能够补偿收缩, 减小自应力, 特别是在大面积施工时, 膨胀能减少砂浆干缩带来的裂缝的数量。UEA膨胀剂的保水性与防水性良好, 引气性相对另两种外加剂稍差, 对砂浆抗渗性能的提高与十二烷基苯磺酸钠引气剂相当, 但对砂浆抗压强度下降的影响没有十二烷基苯磺酸钠引气剂那么明显。
4) 十二烷基苯磺酸钠引气剂的减水效果相比渗透结晶型防水剂要更好, 试验选用的掺量测得的砂浆水灰比均低于空白样。十二烷基苯磺酸钠引气剂的保水效果相较于渗透结晶型防水剂也更优异。十二烷基苯磺酸钠引气剂的掺入增加了砂浆的含气量, 这是由十二烷基苯磺酸钠引气剂的作用机理决定的。十二烷基苯磺酸钠引气剂能提高砂浆各龄期的抗渗性, 但对砂浆各龄期的抗压强度的削弱作用相较于另外两种外加剂也更为明显。虽然十二烷基苯磺酸钠引气剂价格便宜, 但在实际工程使用时必须权衡利弊。
综上所述, 渗透结晶型防水剂、UEA膨胀剂、十二烷基苯磺酸钠引气剂各有优缺点, 要根据不同的施工情况和要求, 有选择性地配合使用。如在大体积和大面积施工时, 可考虑采用十二烷基苯磺酸钠引气剂与UEA膨胀剂配合使用, 这样既能提高砂浆类材料的抗渗性又能减少干缩率;而在薄抹灰和涂刷施工的场合, 可以考虑采用渗透结晶型防水剂单独或配合UEA膨胀剂一起使用, 既能明显改善砂浆类材料的防水性能, 又可减少其干缩率。
摘要：研究了渗透结晶型防水剂、UEA膨胀剂、十二烷基苯磺酸钠引气剂对砂浆防水性能的影响, 重点考察了三种外加剂掺量对砂浆水灰比、保水率、含气量、抗压强度和抗渗强度的影响规律, 确定了各自的最佳掺量, 并分析了三种外加剂的成本。指出, 实际工程中要根据具体情况和要求, 有选择性地选用外加剂或外加剂组合。
聚合物水泥防水浆料的性能研究 篇7
1 实验
1.1 原料及仪器
苯丙乳液:Acronal誖PS 608,工业级,巴斯夫(中国)有限公司;42.5普通硅酸盐水泥:工业级,巢湖市铁鹏水泥厂;100~200目石英砂、SM高效减水剂:工业级,苏州兴邦化学建材有限公司;润湿剂OP-10:工业级,北京东联化工有限公司;消泡剂NXZ、消泡剂BH-508:工业级,合肥柏晗化工有限公司;杀菌剂:工业级,罗门哈斯国际贸易(上海)有限公司。
SHBY-40B型数控水泥混凝土标准养护箱:浙江辰鑫机械设备有限公司;YAW-300D型微机控制压力试验机:浙江辰鑫机械设备有限公司;NDJ-5S旋转黏度计:上海平轩科学仪器有限公司。
1.2 聚合物水泥防水浆料的配制
将消泡剂、润湿剂和杀菌剂按照一定的比例加入苯丙乳液中,然后加入不同比例的水,搅拌均匀后即得到不同固含量的液料。粉料的配比见表1。最后按照液粉比为1∶3配制防水浆料。
1.3 性能测试
聚合物水泥防水浆料试样的制备、养护以及性能测试,均按照标准JC/T 2090—2011《聚合物水泥防水浆料》Ⅰ型的要求进行。
2 结果与讨论
2.1 苯丙乳液的添加量对聚合物水泥防水浆料性能的影响
选择性能优良的聚合物乳液对防水浆料是非常重要的。本研究选用巴斯夫Acronal誖PS 608苯丙乳液,其玻璃化温度(Tg)为10℃,与水泥的相容性良好,可为防水浆料提供良好的和易性,同时有利于提高其密实度。该乳液的添加量对防水浆料性能的影响,如图1所示。
由图1可以看出,随着乳液添加量的增加,聚合物水泥防水浆料的抗折强度增加,抗压强度减小。这表明,随着乳液添加量的增加,更多的聚合物乳液包覆水泥颗粒,使得水泥水化反应减少,所以表现出抗折强度增加、抗压强度下降。综合防水浆料性能以及成本等因素,苯丙乳液的添加量为35%比较合适。
2.2 润湿剂对聚合物水泥防水浆料性能的影响
2.2.1 润湿剂的添加量对聚合物水泥防水浆料性能的影响
由于水泥和石英砂本身都有一定的表面能,往往会凝聚,甚至出现团聚现象,形成二次粒子。尤其是在聚合物乳液的作用下,水泥与石英砂的粘结作用加剧,使水泥无法与水充分接触,而仅仅通过机械搅拌作用很难将凝聚的粒子分散,影响水泥水化的进程,进而影响防水浆料的性能。润湿剂是一种表面活性剂,能够降低粒子的表面能,阻止颗粒之间的凝聚作用,使防水浆料分散均匀。图2分别是少量润湿剂(0.2%)加入前后,防水浆料试样放大200倍后的表面形貌图像。由图2(a)可知,在加入润湿剂前,试样表面凸凹不平,颗粒有凝聚现象;由图2(b)可知,加入少量润湿剂后,试样表面规整,颗粒分散比较均匀。
2.2.2 润湿剂的添加量对聚合物水泥防水浆料黏度的影响
适量润湿剂的加入,能够使聚合物水泥防水浆料分散均匀,同时降低黏度。图3是润湿剂的添加量对防水浆料黏度(3#转子,6 r/min)的影响。由图3可知,在一定的范围内,随着润湿剂添加量的增加,防水浆料的黏度呈现下降趋势。试验还发现,防水浆料的黏度低于2 500 m Pa·s时比较容易施工。但是,润湿剂的加入会产生大量气泡,为接下来的消泡带来困难,同时也会影响防水浆料的耐水性[3]。综合各方面因素考虑,润湿剂的添加量为0.2%比较合适。
2.3 消泡剂对聚合物水泥防水浆料性能的影响
泡沫是影响聚合物水泥防水浆料防水性能的重要因素。泡沫一般由以下几个因素引起:1)乳液本身带来的大量表面活性剂;2)润湿剂、分散剂等各种表面活性剂的使用;3)制备时搅拌带来的大量气泡。针对泡沫问题,可使用合适的消泡剂,两种及两种以上消泡剂的复合使用也是解决泡沫问题的一条路径[4]。
本研究在防水浆料的制备过程中,采用一种消泡剂与两种消泡剂复合使用作对比。第1组:液料配制时直接加入0.3%的消泡剂NXZ,搅拌均匀后,按照液粉比为1∶3加入粉料,所得到防水浆料试样放大200倍后的表面形貌,如图4(a)所示。可以看出,试样表面有许多气孔存在。第2组:液料配制时直接加入0.2%的消泡剂NXZ,消泡片刻后,另加入0.05%的消泡剂BH-508,搅拌均匀后,按照液粉比为1∶3加入粉料,防水浆料样块放大200倍后的表面形貌,如图4(b)所示。可以看出,试样表面几乎无气孔存在。通过上述两组对比试验发现,两种消泡剂的协同作用,不仅能够减少消泡剂的用量,节约成本,而且能够明显减少防水浆料中的气泡。
2.4 防水浆料的耐水性
耐水性是指防水材料本身能够承受水的侵蚀作用而不受破坏的能力[4],对于聚合物水泥防水浆料来说,其耐水性和防水性同样重要。在标准条件下养护7 d和28 d的聚合物水泥防水浆料,随着在水中浸泡时间的变化,其抗压、抗折强度变化见表2。
从表2可以看出,养护7 d后,随着试样在水中浸泡时间的增加,其抗折强度略有减少;养护28 d后,其抗折强度趋于稳定,保持在8.0 MPa左右。这表明,试件经过28 d养护后,乳液的成膜稳定性较好,这种稳定性对于聚合物水泥防水浆料而言意义重大。
3 结论
1)随着苯丙乳液添加量的增加,聚合物水泥防水浆料试件的抗折强度增大、抗压强度减小。综合浆料性能以及成本等因素,苯丙乳液的添加量为35%比较合适,此时,聚合物水泥防水浆料的抗折强度和抗压强度分别为6.9 MPa和19.6 MPa。
2)适量的润湿剂能使聚合物水泥防水浆料分散均匀,当润湿剂的添加量为0.2%时,聚合物水泥防水浆料的黏度为2 480 m Pa·s,有利于施工。
3)消泡剂NXZ与消泡剂BH-508复配使用,能够明显减少聚合物水泥防水浆料中的气泡。
4)经过28 d的养护后,聚合物水泥防水浆料的耐水性能良好。
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桥面防水涂料的性能影响因素研究 篇8
1 实验
1.1 主要原材料
橡胶乳液:选用阳离子型氯丁橡胶胶乳, 固含量50%, 上海山橡化工有限公司产;丁苯胶乳, 固含量51%, 江阴正邦化学品有限公司产。沥青:进口90#重交道路沥青, 江阴泰富沥青、10#建筑石油沥青, 荆门石化。树脂:自制。
增塑剂:邻苯二甲酸二丁酯 (DBP) 、邻苯二甲酸二辛脂 (DOP) ;增稠剂:聚乙烯醇 (2099) ;乳化剂:1631 (十六烷基三甲基溴化铵) 、SDBS (十二烷基苯磺酸钠) ;功能助剂:乳液稳定剂、成膜助剂、分散剂、消泡剂等, 均由市场购得;功能粉料:超细碳酸钙、煅烧高岭土等, 均由市场购得。
1.2 基本配比
实验中桥面防水涂料的基本配比见表1。
1.3 生产工艺
改性乳化沥青的制备工艺有3种:二次热混合法、一次热混合法、一次冷混合法[2]。试验表明, 3种制备工艺在原材料相同的条件下, 一次冷混合法制备的改性乳化沥青涂料不稳定、易分层, 其性能也较差;二次热混合法制备的改性乳化沥青涂料稳定性最好, 其性能指标也最好[3]。本实验采用二次热混合法。
1.4 性能测试
采用上述配方和工艺制得的水乳型橡胶改性沥青防水涂料为褐色液体, 在贮存期存放无明显结块、分层, 其性能按照GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》进行测试。
2 结果讨论
2.1 沥青对桥面防水涂料性能的影响
沥青是桥面防水涂料的基料, 是影响涂料性能的决定性因素, 尤其是其乳化性能、高低温性能、与聚合物的相容性等。
2.1.1 沥青的品种
沥青是一种有机胶结材料, 是由多种高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的复杂混合物。一般来说, 用作建筑防水涂料成膜物质的沥青主要是天然沥青和石油沥青。石油沥青又分为道路石油沥青、建筑石油沥青、普通石油沥青。实验选用进口90#重交道路沥青和10#建筑石油沥青, 其技术性能指标见表2。
通过对比试验, 总结了用于改性乳化沥青涂料的沥青应达到的要求:
(1) 沥青软化点不能过低或过高, 过低则耐热性不好, 过高则不易乳化, 一般应在40～80℃;
(2) 在常温下要有一定的延度和黏弹性, 针入度很小、延度很低的沥青不容易乳化;
(3) 对于改性沥青而言, 其沥青-聚合物的混合体系要稳定, 相容性要好[4]。
2.1.2 沥青用量
沥青是涂料的主要成膜物质, 其用量直接关系到涂膜的性能。通过试验表明, 在同等条件下, 随着沥青用量的增加 (相对应氯丁胶乳的用量在不断的降低) , 涂膜的断裂伸长率减小、低温柔性变差、耐高温能力降低、不透水性下降。其对涂料性能的影响可以参照本文2.2节。
2.2 聚合物乳液对桥面防水涂料性能的影响
聚合物乳液是桥面防水涂料的主要成膜物质之一, 对涂料的性能有较大的影响, 它关系到涂膜的硬度、柔韧性、低温特性以及对基层的粘结强度等性能。
2.2.1 聚合物乳液的品种
一般来说, 水乳型高聚物改性沥青防水涂料所用的胶乳主要有氯丁胶乳、丁苯胶乳、再生橡胶胶乳。在国外, 这类涂料都是以氯丁胶乳、丁苯胶乳为原料配制而成, 而上述2种胶乳均是合成胶乳, 其性能较好, 价格较昂贵。
2.2.2 橡胶乳液对防水涂料断裂伸长率的影响
实验考察所选用的2种橡胶乳液, 即氯丁橡胶胶乳和丁苯橡胶胶乳, 它们对涂料断裂伸长率的影响见图1。实验配比见表1。
从图1可以看出: (1) 涂料的断裂伸长率随着乳液用量的增加而增大, 这是因为, 随着乳液用量的增加, 橡胶的高分子链与沥青分子构成的空间网状结构越密集, 因此, 涂料断裂伸长率不断增加; (2) 2种乳液对涂料断裂伸长率的影响不同, 在同样添加量的条件下, 添加氯丁胶乳的涂料断裂伸长率较大。
2.2.3 橡胶乳液对涂料低温柔性的影响
低温柔性是桥面防水涂料的一个重要指标, 本次实验考察所选2种橡胶乳液, 在涂料其它原料相同等的条件下, 对涂料低温柔性的影响结果见表3。试验设计的固含量为50%, 乳液添加量分别为20%、25%、30%、35%、40%。
分析表3中数据可以发现, 桥面防水涂料的低温柔性与所有的橡胶乳液存在一定关系。选用氯丁胶乳配制的涂料低温柔性较好, 这是因为2种橡胶乳液中氯丁橡胶自身的耐低温性能较好, 氯丁橡胶与沥青混合改性后保留了这一良好性能。
2.2.4 橡胶乳液对涂料不透水性的影响
不透水性是反映涂料在一定水压力的作用下, 涂料防水层不被水流穿透的能力。试验采用不透水仪, 0.3 MPa、30 min的测试结果见表4。
表4表明, 2种乳液的加入对涂料的不透水性都有提高, 而且在0.3 MPa、30 min不透水的标准下, 氯丁胶乳的用量比丁苯胶乳的要少。
2.3 涂料助剂对桥面防水涂料性能的影响
涂料助剂可以改进涂料的生产工艺, 提高涂料的质量, 同时也能改善涂料的施工条件。在主要成膜物质相同的条件下, 加入涂料助剂与不加涂料助剂的会在性能上出现差别。消泡剂的加入, 减少了膜片中气孔的数量和大小;增塑剂的加入, 改善了树脂与沥青的相容性和乳化性;分散剂的加入, 使粉填料与液体混合的更加均匀;稳定剂和防沉淀剂的加入, 使得涂料内各相更加的稳定, 不至于发生离析、分层、结块等现象。
2.3.1 消泡剂
桥面防水涂料在生产和施工过程中会产生气泡, 其原因主要有3个方面: (1) 在涂料所用的原料中, 橡胶胶乳是通过乳液聚合生产出来的, 生产时使用了表面活性剂。乳化剂和分散剂中都有表面活性剂的成分, 故而本身就易产生气泡。 (2) 生产过程中温度在70～80℃, 并且伴有不断的搅拌, 会使涂料产生气泡。 (3) 为了使涂料中各成分稳定, 易于立面施工, 加入了增稠剂。这样, 使得涂料的黏度增大, 涂料内产生的气泡不易逸出。
涂料内的气泡会影响桥面防水涂料防水效果和涂膜的外观, 这是因为在单位面积的涂料用量固定的情况下, 气泡越多, 涂膜各个部分的厚度分布就越不均匀, 而且气泡周围容易产生应力集中, 在有水压的冲击下, 容易产生裂纹, 使涂膜失去防水效果。
针对以上气泡产生的原因, 可以采取2种消泡方法: (1) 物理消泡, 如在不影响沥青乳化效果的前提下, 适当降低乳化温度。 (2) 化学消泡, 如少用或者不用润湿分散剂, 减少不必要的助泡剂。实验中选用了SPA202、CF1845、CF1383、磷酸三丁酯4种消泡剂做了对比试验, 用量均为0.3%, 测试结果见表5。
从表5可以看出, SPA-202的消泡效果最好, 分析其成分:SPA-202是硅、酯、乳化剂等的复合型;CF1845、CE1383是改性有机硅消泡剂;磷酸三丁酯是酯类消泡剂。可见, 复合型的消泡剂效果最好。
2.3.2 增塑剂
在桥面防水涂料的配方设计中, 为了达到更好的拉伸强度和延伸率, 也为了让树脂能更好地和沥青相容及乳化, 在很多情况下都必须加入一定量的增塑剂[5]。实验选用了DBP和DOP 2种增塑剂进行对比试验, 在选用AH-90沥青、氯丁橡胶乳液和自制树脂的条件下, 增塑剂对沥青乳化性和涂料拉伸强度的影响分别见表6、图2。
2.3.3 稳定剂
PVA (聚乙烯醇) 在桥面防水涂料中起着调节涂料黏度和保证涂料各成分之间的稳定[6]。试验表明, 加入适量的PVA可以很好地改善涂料的稳定性。但是PVA添加的过多, 会使涂料生产过程中产生的气泡无法排除, 进而影响涂料的强度和涂膜外观。
3 结语
桥面防水涂料 (水乳型橡胶改性乳化沥青防水涂料) 是一种环保型防水涂料, 符合JC/T 408—2005《水乳型沥青防水涂料》和JC/T 975—2005《道桥用防水涂料》标准。
实验表明, 桥梁防水粘结涂料采用二次热混合法的制备工艺, 改性效果最好;在同等条件下, 选用氯丁橡胶乳液改性沥青, 更能改善沥青的各项基本性能。涂料助剂的正确选用能改善涂料的施工性能。总之, 沥青、聚合物乳液、助剂均会对涂膜的施工和力学性能产生影响。为了使涂膜更好地发挥防水性能, 需要综合考虑以上几方面的因素。
参考文献
[1]徐勤武, 胡长顺, 王虎.混凝土桥面复合式铺装层受力分析和设计[J].长安大学学报 (自然科学版) , 2007, 27 (4) :28-32.
[2]张德勤.石油沥青的生产与应用[M].北京:中国石化出版社, 2001.
[3]沈春林.路桥专用防水涂料的研制[J].中国建筑防水, 2004 (7) :24-26.
[4]沈春林.防水涂料配方设计与制造技术[M].北京:中国石化出版社, 2008.
[5]徐立, 朱延荣.道桥聚合物改性沥青防水涂料的研制[J].中国建筑防水, 2008 (1) :17-18.