SBS改性瀝青防水卷材拉伸性能檢測的影響因素

林如濤，林曉靖，鄭 煉，吳傳燈

（福建省建筑科學(xué)研究院 福建省綠色建筑技術(shù)重點實驗室，福建 福州 350025）

防水卷材作為重要的防水材料，在工程中被廣泛的應(yīng)用。按照材質(zhì)的不同，防水卷材可分為瀝青防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材等。目前，應(yīng)用較多的是高聚物改性瀝青防水卷材。這類卷材具有耐熱度高、低溫柔度好、延伸率大的特點，主要有彈性體改性瀝青防水卷材和塑性體改性瀝青防水卷材2種[1]。20世紀80年代以來，彈性體改性瀝青防水卷材作為國家重點推廣的新型建筑防水材料，得到了快速發(fā)展[2]，我國學(xué)者對彈性體改性瀝青防水卷材的性能及性能優(yōu)化進行了大量的研究。

楊將[3]通過試驗研究了熱熔施工過程中黏接溫度對SBS、APP改性瀝青防水卷材接縫剝離強度的影響，得出不同類型產(chǎn)品的最佳熱熔黏接溫度，即SBSⅠ型產(chǎn)品的最佳熱熔黏接溫度為170℃，SBSⅡ型產(chǎn)品的最佳熱熔黏接溫度為180℃；田金凱等[4]在生產(chǎn)普通SBS改性瀝青防水卷材的基礎(chǔ)上運用正交實驗的方法對所選原材料進行優(yōu)化組合，成功研制出道橋用SBS改性瀝青防水卷材；蘇醒等[5]將竹木粉代替部分無機填料應(yīng)用于改性瀝青防水卷材中，制備了具有更好耐熱性和尺寸穩(wěn)定性的改性瀝青防水卷材。

隨著SBS改性瀝青防水卷材在工程中的廣泛應(yīng)用，對該材料的質(zhì)量檢測變得尤為重要。目前，SBS改性瀝青防水卷材主要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB 18242—2008《彈性體改性瀝青防水卷材》檢測。檢測時，受環(huán)境、養(yǎng)護、儀器、操作水平等的影響，檢測結(jié)果存在差異。因此，本文根據(jù)GB 18242—2008《彈性體改性瀝青防水卷材》對SBS改性瀝青防水卷材進行試驗研究，分析養(yǎng)護溫度和拉伸速度對SBS改性瀝青防水卷材力學(xué)性能的影響，得出檢測過程中應(yīng)注意的操作，為SBS改性瀝青防水卷材力學(xué)性能的檢測提供參考。

1 試驗原料、儀器與方法

1.1 試件原料

SBS改性瀝青防水卷材，PY類Ⅰ型，惠州東方雨虹建筑材料有限公司。

1.2 試驗儀器

微機控制電子萬能試驗機，WDW-30，長春科新試驗儀器有限公司；鋼直尺，0～300 mm，杭州楊家墩五金制尺廠。

1.3 試驗方法

試驗方法是：①依據(jù)GB 18242—2008在距樣品邊緣100 mm以上的位置裁切300 mm×50 mm的試件，縱橫向各5個試件，縱向5個試件和橫向5個試件為1組，共8組試件。②將其中3組試件分別放置在溫度為（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃，相對濕度為50%～55%下進行養(yǎng)護，將其余5組試件放置在溫度為（23±2）℃，50%～55%的相對濕度下養(yǎng)護，養(yǎng)護時間24 h。③將養(yǎng)護后的試件夾持在微機控制電子萬能試驗機上，設(shè)置原始標(biāo)距L0為200 mm，調(diào)整試件長度方向的中線與試驗機夾具中心在一條線上，開動試驗機，拉伸試件至斷裂，記錄拉伸過程中的最大峰拉力和最大峰拉力時對應(yīng)的距離L。其中，養(yǎng)護溫度為（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃的 3 組試件，拉伸速度為 100 mm/min，其余5組試件的拉伸速度分別為80 mm/min、90 mm/min、100 mm/min、110 mm/min、120 mm/min。④將得到的最大峰拉力分別求平均值得到不同條件下各試件的縱橫向最大峰拉力。根據(jù)GB 18242—2008的要求，最大峰拉力結(jié)果修約到5 N，為較精確研究，本次試驗將結(jié)果修約到1 N。⑤根據(jù)公式100×（L－L0）/L0分別計算每組試樣的最大峰時延伸率，結(jié)果修約到1%.

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 不同養(yǎng)護溫度對拉伸性能的影響

養(yǎng)護溫度為（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃的 3組試件的試驗結(jié)果如表1所示。圖1為養(yǎng)護溫度對卷材拉伸性能的影響曲線。

結(jié)合表1、圖1可得，隨著養(yǎng)護溫度的升高，SBS改性瀝青防水卷材的縱橫向最大峰拉力均減小，與標(biāo)準(zhǔn)GB 18242—2008規(guī)定的（23±2）℃的情況相比，當(dāng)養(yǎng)護溫度為（19±2）℃時，縱橫向最大峰拉力分別為標(biāo)準(zhǔn)溫度的102%和101%；當(dāng)養(yǎng)護溫度為（27±2）℃時，縱橫向最大峰拉力分別為標(biāo)準(zhǔn)溫度的99%和90%，因此，養(yǎng)護溫度對縱向最大峰拉力的影響比較小，但對橫向最大峰拉力的影響不可忽視。隨著養(yǎng)護溫度的升高，SBS改性瀝青防水卷材的縱橫向最大峰時延伸率逐漸增大，與標(biāo)準(zhǔn)GB 18242—2008規(guī)定的（23±2）℃相比，當(dāng)養(yǎng)護溫度為（19±2）℃時，縱橫向最大峰時延伸率分別為標(biāo)準(zhǔn)溫度的79%和65%；當(dāng)養(yǎng)護溫度為（27±2）℃時，縱橫向最大峰時延伸率均為標(biāo)準(zhǔn)溫度的115%，所以，養(yǎng)護溫度對SBS改性瀝青防水卷材的最大峰時延伸率的影響比較大。這是由于溫度對SBS改性瀝青防水卷材中的瀝青和聚酯胎的力學(xué)松弛有較大影響，溫度升高，分子鏈段熱運動增加，松弛過程加快，在拉伸過程中表現(xiàn)為韌性提高，SBS改性瀝青防水卷材的最大峰時延伸率增大，最大峰拉力減小；溫度降低，材料中的分子鏈斷裂緩慢，松弛過程變慢，材料的彈性降低，表現(xiàn)為脆性提高，因此，SBS改性瀝青防水卷材的最大峰時延伸率減小，最大峰拉力提高。

表1 不同養(yǎng)護溫度下最大峰拉力和最大峰時延伸率試驗結(jié)果

圖1 養(yǎng)護溫度對拉伸性能的影響

2.2 不同拉伸速度對拉伸性能的影響

不同拉伸速度的五組試件的試驗結(jié)果如表2所示，圖2為拉伸速度對卷材拉伸性能的影響曲線。

表2 不同拉伸速度下最大峰拉力和最大峰時延伸率試驗結(jié)果

圖2 拉伸速度對拉伸性能的影響

從表2和圖2中可以看出，隨著拉伸速度的加快，SBS改性瀝青防水卷材的縱橫向最大峰拉力均逐漸增大。當(dāng)拉伸速度由80 mm/min加快到100 mm/min時，最大峰拉力增加的幅度比較大；當(dāng)速度超過100 mm/min時，最大峰拉力的增加趨于緩和，最大峰時延伸率則隨著拉伸速度的增加而減小。這是由于高分子材料及瀝青和瀝青混合物均存在時溫等效性[6-7]，即在高溫下短時間內(nèi)與低溫下長時間內(nèi)可以觀察到同一個力學(xué)松弛現(xiàn)象。因此，拉伸速度的加快，荷載的作用時間縮短，其力學(xué)松弛結(jié)果與在低溫下的拉伸試驗等同，拉伸速度的提高不利于材料分子鏈的斷裂和材料內(nèi)部缺陷的發(fā)展，在拉伸過程中表現(xiàn)為最大峰拉力的提高和最大峰時延伸率的降低。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 18242—2008的要求，PY類Ⅰ型的SBS改性瀝青防水卷材最大峰時延伸率大于等于30%.當(dāng)拉伸速度提高到110 mm/min和120 mm/min時，最大峰時延伸率接近30%，因此，對SBS改性瀝青防水卷材進行檢測時，拉伸速度的控制異常重要，特別是當(dāng)卷材性能處在臨界范圍時，更應(yīng)嚴格按照標(biāo)準(zhǔn)要求速度試驗，以確保試驗結(jié)果的可靠性。

3 結(jié)論

通過對SBS改性瀝青防水卷材不同養(yǎng)護溫度下的拉伸試驗研究，得出養(yǎng)護溫度對最大峰拉力和最大峰時延伸率有一定的影響。最大峰拉力隨著養(yǎng)護溫度的升高而減小，最大峰時延伸率隨著養(yǎng)護溫度的升高而增大。通過對SBS改性瀝青防水卷材在不同拉伸速度下的拉伸試驗研究，得出拉伸速度對最大峰拉力和最大峰時延伸率有較大的影響。最大峰拉力隨著拉伸速度的增加而增大，當(dāng)拉伸速度大于標(biāo)準(zhǔn)要求的100 mm/min時，最大峰拉力隨拉伸速度的變化趨于平緩，

最大峰時延伸率隨著拉伸速度的增加而減小。因此，對SBS

改性瀝青防水卷材的力學(xué)性能檢測，應(yīng)確保養(yǎng)護溫度和拉伸速度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，同時，應(yīng)注意拉伸試驗機拉伸速度是否設(shè)定正常，確保檢測在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的速度下進行。

［1］王燕君.對檢測SBS彈性防水卷材的研究［J］.門窗，2015（5）：237.

［2］張軍.一種耐高溫、超低溫SBS改性瀝青防水卷材的研制［J］.中國建筑防水，2016（14）：10-13.

［3］楊將.SBS、APP改性瀝青防水卷材最佳熱熔粘接溫度的研究［J］.中國建筑防水，2016（13）：7-9.

［4］田金凱，杜勇，仝保云.道橋用SBS改性瀝青防水卷材的研制［J］.中國建筑防水，2007（12）：4-7.

［5］蘇醒，鄭烷.竹木粉在改性瀝青防水卷材中的研究應(yīng)用［J］.中國建筑防水，2010（20）：17-20.

［6］趙培仲，文慶珍，朱金華.時溫等效方程的研究［J］.橡膠工業(yè)，2005，52（6）：142-145.

［7］張肖寧.瀝青與瀝青混合料的粘彈力學(xué)原理及應(yīng)用［M］.北京：人民交通出版社，2006.