聚合物水泥防水涂料陰角施工防開裂工藝的研究

北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司 北京 101309）

摘 要 通過對開裂寬度的分級，量化考察了產(chǎn)品性能（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率）和施工工法（薄涂多遍、圓弧倒角處理和使用胎體增強(qiáng)材料）對涂料陰角開裂的影響。發(fā)現(xiàn)涂膜開裂程度隨著材料拉伸強(qiáng)度的增大，先增大后減小，在拉伸強(qiáng)度為1.8MPa和 2.3MPa時(shí)，開裂情況最為嚴(yán)重。涂膜開裂程度隨著材料斷裂伸長率的增大而減小，高斷裂伸長率的配方體系有助于改善涂膜陰角開裂情況。薄涂多遍， 圓弧倒角處理和胎體增強(qiáng)材料的使用可以有效避免陰角開裂。

關(guān)鍵詞 聚合物防水涂料 陰角施工 防開裂

中圖分類號：TQ172 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

聚合物水泥防水涂料，又稱JS防水涂料，是以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥為主要原料，加入填料及其他助劑配制而成，經(jīng)水分揮發(fā)和水泥水化反應(yīng)固化成膜的雙組分水性防水涂料。聚合物水泥防水涂料是由液體和固體組成的雙組分水乳型防水涂料，其中液體組分主要是聚合物乳液和各種添加劑，固體組分主要是水泥。用于制備聚合物水泥防水涂料的乳液品種很多，常用的有聚醋酸乙烯-乙烯共聚乳液（EVA）、丁苯乳液（SBR）和丙烯酸酯乳液（PPA）三大類，除此以外，還有苯乙烯-丙烯酸酯和氯丁膠乳液等等。聚合物水泥防水涂料中粉體組分的重要組成部分是水泥，不同品種水泥對乳液的穩(wěn)定性及涂料的干燥固化差別很大。

聚合物水泥防水涂料產(chǎn)品根據(jù)《聚合物水泥防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)（GB/T23445-2009）中的物理力學(xué)性能要求，可分為I型、II型和 III型三種。I型適用于活動量較大的基層，II型和III型適用于活動量較小基層。I型產(chǎn)品中聚合物乳液成分占比較大，柔性比較大，其斷裂延伸率標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到200%，實(shí)際施工應(yīng)用中也很少出現(xiàn)開裂的問題，II型產(chǎn)品中水泥成分占比較大，柔性比較小，其斷裂延伸率標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到80%，實(shí)際施工應(yīng)用中，受制于施工工法和產(chǎn)品性能，涂膜容易出現(xiàn)細(xì)小裂縫，尤其陰角部位。針對聚合物水泥防水涂料 II型產(chǎn)品，陰角施工易開裂問題，本文從產(chǎn)品自身屬性和施工工法兩個(gè)角度，系統(tǒng)性量化分析了涂膜在陰角位置易開裂的影響因素，并嘗試提出了具體解決方案。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)原料

聚合物水泥防水涂料：雨虹JSA-101（II型）液料； 粉料：雨虹JSA-101（II型）粉料。

1.2主要設(shè)備與儀器

防水涂料開裂實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停鹤灾?；可調(diào)式陰陽角涂膜器：自制；數(shù)顯式游標(biāo)卡尺：溫嶺市俞企量具制造有限公司；8倍手持放大鏡：義烏市楚達(dá)光學(xué)儀器廠；步入式恒溫恒濕試驗(yàn)室：東莞市正航儀器設(shè)備有限公司（溫度20癈-80癈，相對濕度15%-90%）；標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境養(yǎng)護(hù)室：自建（溫度23？癈，相對濕度50？0%）。

為了更直觀量化結(jié)果，按照裂縫的寬度，將開裂分為四個(gè)等級，詳見下表1。

2結(jié)果與討論

2.1產(chǎn)品性能對聚合物水泥防水涂料陰角開裂的影響

2.1.1產(chǎn)品拉伸強(qiáng)度

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了不同型號的不同配方的聚合物水泥防水涂料，按照 GB/T 23445-2009 中拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法檢測，將檢測數(shù)據(jù)與涂膜開裂程度對應(yīng)（如圖 1 所示）可知，涂膜開裂程度隨著材料拉伸強(qiáng)度的增大，先增大后減小，在拉伸強(qiáng)度為1.8MPa和2.3MPa時(shí)，開裂情況最為嚴(yán)重，達(dá)到開裂3級。

低拉伸強(qiáng)度的配方，對應(yīng)著高斷裂伸長率，偏向于I型產(chǎn)品，聚灰比較高，聚合物乳液含量較高，涂膜質(zhì)地柔軟，延伸性好，故材料抗開裂性能好。反觀高拉伸強(qiáng)度的配方，對應(yīng)著低斷裂伸長率，偏向于III型產(chǎn)品，聚灰比較低，水泥含量較高。涂膜固化干燥速度較快，短時(shí)間即可體現(xiàn)材料力學(xué)性能以對抗陰角位置復(fù)雜的應(yīng)力集中。材料與基層粘接強(qiáng)度高，一定程度上分解了陰角位置復(fù)雜的應(yīng)力集中效果，故抗開裂效果也好。而拉伸強(qiáng)度為1.8MPa和2.3MPa（JS 防水涂料 II 型產(chǎn)品的經(jīng)典數(shù)值）時(shí)，材料沒有足夠的延伸性，干燥速度也沒有足夠快，與基層粘結(jié)強(qiáng)度也沒有足夠高，材料更易開裂。

2.1.2產(chǎn)品斷裂伸長率

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了不同型號的不同配方的聚合物水泥防水涂料，按照GB/T 23445-2009中拉伸性能實(shí)驗(yàn)方法檢測，將檢測數(shù)據(jù)與涂膜開裂程度對應(yīng)可知，涂膜開裂程度隨著材料斷裂伸長率的增大而減小。高斷裂伸長率的配方體系有助于改善涂膜陰角開裂情況，高斷裂伸長率對應(yīng)著高聚灰比，即聚合物乳液含量需要增加，受制于乳液類型、乳液與水泥的級配比例和乳液成本，通過高斷裂伸長率的配方推進(jìn)解決施工應(yīng)用中陰角開裂問題，難度較大。

2.2施工工藝對聚合物水泥防水涂料陰角開裂的影響

2.2.1多次薄涂

工地實(shí)際施工過程中，對聚合物水泥防水涂料的防水層涂膜厚度不應(yīng)小于1.5mm 厚，垂直面厚度不應(yīng)小于 1.2mm，多采用滾筒和油漆刷配合使用，但實(shí)際施工時(shí)，往往一次性涂刷過厚，陰角部位堆積料過多，容易開裂。依據(jù)GB50327-2001住宅裝飾裝修工程施工規(guī)范和 JGJ298-2013住宅室內(nèi)防水工程技術(shù)規(guī)范，“地漏、套管、衛(wèi)生潔具根部、陰陽角等部位，應(yīng)先做防水附加層。防水涂料應(yīng)薄涂、多遍施工，前后兩遍的涂刷方向應(yīng)相互垂直，涂層厚度應(yīng)均勻，不得有漏刷或堆積現(xiàn)象”。設(shè)計(jì)應(yīng)用性研究實(shí)驗(yàn)考察是否薄涂多遍可以有效避免陰角開裂，結(jié)果匯于下表2。

結(jié)果表明，薄涂多遍可以有效避免陰角開裂。薄涂多遍可以有效避免涂料在陰角部位堆積料過多的問題，而且每遍涂膜較薄，涂料固化干燥速度相對較快，更早地體現(xiàn)出材料的力學(xué)性能以對抗陰角位置復(fù)雜的應(yīng)力集中。實(shí)干后的后一遍涂刷，不但沒有影響到前一遍涂料的成膜效果，而且優(yōu)異的同材質(zhì)粘接效果相當(dāng)于力學(xué)性能的完美復(fù)合疊加，從而有效避免了陰角開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

反觀一遍涂刷至約1.5 mm的工法，涂料受自身重力影響不可避免地在陰角部位形成堆積，厚度達(dá)到約2.0mm-2.5mm，如此厚的涂膜固化干燥歷程勢必會延長，“由表及里”形成固化干燥梯度，推測涂膜內(nèi)應(yīng)力形式復(fù)雜，不能形成合力以對抗陰角位置的外應(yīng)力，故容易出現(xiàn)開裂。

2.2.2圓弧倒角處理

實(shí)際施工現(xiàn)場，陰角部位多為直角，容易造成涂料在此位置堆積，工程經(jīng)驗(yàn)表明，對陰角位置做圓弧倒角處理可以有效減少堆積料從而避免開裂。設(shè)計(jì)應(yīng)用性研究實(shí)驗(yàn)考察圓弧處理是否可以有效避免陰角開裂，結(jié)果匯于下表3。

結(jié)果表明，做圓弧倒角處理可以有效避免陰角開裂。圓弧處理可以有效避免涂料在陰角部位堆積料過多的問題，而且涂料涂覆后真正留在圓弧面上量不多（介于水平面和垂直面上涂料停留量之間），涂料在圓弧部位的固化干燥速度也相對較快，也能夠更早地體現(xiàn)出材料的物理力學(xué)性能以對抗陰角位置復(fù)雜的外應(yīng)力集中，從而有效避免了陰角開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。

2.2.3使用胎體增強(qiáng)材料

工地實(shí)際施工現(xiàn)場，還常見一種施工工法，即在分遍涂刷過程中，夾鋪胎體增強(qiáng)材料，使防水涂料充分浸透胎體層，不得有折皺、翹邊現(xiàn)象，胎體增強(qiáng)材料多選用玻纖網(wǎng)格布。工程經(jīng)驗(yàn)表明，對陰角位置使用胎體增強(qiáng)材料可以有效減少堆積料從而避免開裂。設(shè)計(jì)應(yīng)用性研究實(shí)驗(yàn)考察使用胎體增強(qiáng)材料是否可以有效避免陰角開裂，結(jié)果匯于下表4。

結(jié)果表明，使用胎體增強(qiáng)材料可以有效避免陰角開裂。使用胎體增強(qiáng)材料后，在固化干燥的過程中提供足夠的外加拉伸強(qiáng)度，成膜后與涂料復(fù)合，能夠輔助涂料在固化干燥的全過程中體現(xiàn)材料力學(xué)性能對抗陰角位置復(fù)雜的外應(yīng)力集中，從而有效避免了陰角開裂現(xiàn)象的出現(xiàn)。但應(yīng)當(dāng)指出，胎體增強(qiáng)材料的自身柔軟度必須適中，過軟或者過硬，都會造成胎體增強(qiáng)材料折皺、翹邊，不能充分浸透于涂料中，影響此施工工法的抗陰角開裂效果，故使用胎體增強(qiáng)材料對現(xiàn)場施工人員的操作熟練度要求較高。

3結(jié)論

本文對聚合物水泥防水涂料進(jìn)行簡介，梳理出 II 型產(chǎn)品在施工應(yīng)用過程中，存在陰角易開裂問題。通過對開裂寬度的分級，量化考察了產(chǎn)品力學(xué)性能（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率）和施工工法（薄涂多遍、圓弧導(dǎo)角處理和使用胎體增強(qiáng)材料）對涂料陰角開裂的影響，得出以下結(jié)論：

（1）涂膜開裂程度隨著材料拉伸強(qiáng)度的增大，先增大后減小，在拉伸強(qiáng)度為1.8MPa和2.3MPa時(shí)，開裂情況最為嚴(yán)重，達(dá)到開裂3級；

（2）涂膜開裂程度隨著材料斷裂伸長率的增大而減小。高斷裂伸長率的配方體系有助于改善涂膜陰角開裂情況，受困于乳液類型、乳液與水泥的級配比例和乳液成本，通過高斷裂伸長率的配方推進(jìn)解決施工應(yīng)用中陰角開裂問題，難度較大；

（3）薄涂多遍可以有效避免陰角開裂，操作簡單便捷，值得推廣；

（4）圓弧倒角處理可以有效避免陰角開裂；

（5）使用胎體增強(qiáng)材料可以有效避免陰角開裂，但操作熟練度要求較高。

作者簡介：李陽，男，北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司。

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