高耐水聚合物防水涂料在長期浸水環(huán)境的應(yīng)用

畢鑫磊，林濤，張碩，尚振華，牛豐

（北京東方雨虹防水技術(shù)股份有限公司，北京 100123）

建筑防水工程中，聚合物水泥防水涂料（以下簡稱JS防水涂料）因其具有較好的環(huán)保性能、可在潮濕基層施工、性價(jià)比高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生間、廚房、陽臺等防水工程中，部分項(xiàng)目也將其應(yīng)用于消防水池、泳池、景觀水池等長期浸水的工程部位。但常規(guī)的JS防水涂料在長期浸水環(huán)境下使用后易出現(xiàn)力學(xué)性能衰減、溶脹起泡等問題[1]，無法保持良好的防水性能。聚氨酯防水涂料雖具有優(yōu)異的耐水性和耐化學(xué)性能，但應(yīng)用在泳池等部位時卻經(jīng)常出現(xiàn)飾面層空鼓、掉磚現(xiàn)象。

為使JS防水涂料具備優(yōu)異的耐水性能，開發(fā)了一種高耐水聚合物防水涂料，采用一種特殊聚合物乳液及其配套的后交聯(lián)技術(shù)，該乳液本身具有良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性和水泥相容性，將液料與粉料混合、涂刷后，聚合物分子中親水基團(tuán)能夠進(jìn)行可控的后交聯(lián)反應(yīng)，干燥后呈現(xiàn)疏水且具有一定交聯(lián)程度的密實(shí)涂膜，能夠有效抵御水分子對防水涂膜的增塑作用，在長期浸水環(huán)境下不溶脹起泡，力學(xué)性能保持率在80%以上，而且防水涂膜更加密實(shí)，不透水性優(yōu)異，其環(huán)保性能獲得了德國EC1plus認(rèn)證，并且通過GB/T 17219—1998《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，除可應(yīng)用于消防水池、景觀水池及游泳池等長期浸水環(huán)境外，也可應(yīng)用于飲用水池防水工程中。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

常規(guī)JS防水涂料A、B：市購，Ⅱ型，雙組分，防水涂料A采用VAE乳液制備，防水涂料B采用苯丙乳液制備，均執(zhí)行GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)；高耐水聚合物防水涂料C：采用丁苯乳液自行制備，雙組分，執(zhí)行Q_SY YHF0122—2019《耐水型水性防水涂料》標(biāo)準(zhǔn)。

將3種防水涂料在相同條件下進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證3種防水涂料的耐水性能及環(huán)保性能，并進(jìn)行綜合評價(jià)，為防水涂料在工程中的應(yīng)用提供參考。

1.2 測試方法及結(jié)果

1.2.1 浸水后拉伸性能測試及分析

制備實(shí)驗(yàn)所用涂膜（見圖1），按照GB/T 23445—2009進(jìn)行3種防水涂料浸水前（初始值）及浸水后7、15 d潮濕狀態(tài)下的拉伸性能測試，結(jié)果如表1所示。

表1 3種防水涂料浸水前后的拉伸強(qiáng)度

由表1可見，3種防水涂料浸水前的拉伸強(qiáng)度為1.80～2.10 MPa，浸水7 d及15 d后，防水涂料A、B在潮濕狀態(tài)的拉伸強(qiáng)度明顯降低，僅為浸水前的30%左右，而A、B防水涂料A、B浸水15 d后拉伸強(qiáng)度保持率在80%以上。由此可得出，常規(guī)JS防水涂料在長期浸水環(huán)境下無法保持良好的力學(xué)性能，而高耐水聚合物防水涂料的耐水性能優(yōu)異。

1.2.2 浸水后粘結(jié)性能測試及分析

將3種防水涂料分別涂刷于200 mm×400 mm×40 mm的混凝土試塊上，總厚度為1.5 mm，分3遍涂刷，粘結(jié)性能試件見圖2。待防水涂料干燥后，采用專用設(shè)備對試樣粘結(jié)強(qiáng)度初始值進(jìn)行測試，隨后浸入水中，分別對浸水后7、30 d的粘結(jié)強(qiáng)度按照GB/T23445—2009進(jìn)行測試，結(jié)果見表2。

表2 3種防水涂料在浸水前后的粘結(jié)強(qiáng)度

由表2可見，3種防水涂料浸水前的粘結(jié)強(qiáng)度為1.03～1.58 MPa，浸水7、30 d后，防水涂料A、B在潮濕狀態(tài)的粘結(jié)強(qiáng)度明顯降低，僅為浸水前的37%～62%，而高耐水防水涂料C浸水前的粘結(jié)強(qiáng)度最高，且浸水30 d后粘結(jié)強(qiáng)度保持率在80%以上?？梢姵Ｒ?guī)JS防水涂料在長期浸水環(huán)境下無法保持良好的粘結(jié)性能，而高耐水聚合物防水涂料由于其耐水性能優(yōu)異，能夠在長期浸水環(huán)境下保持與基層良好的粘結(jié)強(qiáng)度。

1.2.3 長期浸水后外觀變化

制備了A、C防水涂膜，厚度為1.5 mm，分3遍涂刷，在（23±2）℃，相對濕度（50±10）%標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)4 d，并裁剪成12 cm×2.5 cm的實(shí)驗(yàn)樣條，分別放入2個裝滿清水的實(shí)驗(yàn)容器中，觀察水質(zhì)的變化，12個月后，可明顯觀察到，放入常規(guī)JS防水涂料A的水質(zhì)有明顯的渾濁現(xiàn)象，而放入高耐水聚合物防水涂料C的水質(zhì)依然清澈（見圖3）。

1.2.4 卡斯通管法測試不透水性及分析

裁取尺寸為40 cm×20 cm的水泥壓力板1塊，厚度為10 mm，采用美紋紙劃分為3個區(qū)域，將防水涂料A、B、C分別涂刷于3個區(qū)域中，厚度為1.5 mm，分3遍涂刷，并在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下養(yǎng)護(hù)4 d，隨后將卡斯通管采用密封膠粘結(jié)固定于3種防水涂料上，待密封膠完全干燥后，通過卡斯通管上口注入清水，水位標(biāo)高直至0刻度，再采用錫箔紙將上口封住，避免水分蒸發(fā)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果評價(jià)，7 d后觀察每個卡斯通管水位下降的高度（見圖4），水位下降越小，說明防水涂料不透水性更加優(yōu)異。

由圖4可見，高耐水聚合物防水涂料成膜后更加密實(shí)，浸水7 d后水位下降僅為2 mm，2種常規(guī)JS防水涂料A、B分別下降22、36 mm，可見高耐水聚合物防水涂料的不透水性優(yōu)于常規(guī)JS防水涂料。

高耐水聚合物防水涂料具有優(yōu)異的耐水性能、不透水性及環(huán)保性能，解決了常規(guī)JS防水涂料耐水性差、浸水后強(qiáng)度低等問題，在水環(huán)境下不產(chǎn)生物質(zhì)交換，能夠長期保持水質(zhì)的潔凈，具有優(yōu)異的環(huán)保性能。

2 工程應(yīng)用

工程位于河南省安陽市嘉州格林小鎮(zhèn)，占地面積約15.6萬m2，包含1個消防水池、3個景觀水池，均屬于長期浸水的使用環(huán)境，為確保消防水池及景觀水池的防水效果，經(jīng)勘查討論，采用了高耐水聚合物防水涂料進(jìn)行防水設(shè)防，厚度為1.5 mm，采用噴涂、滾涂，分3遍進(jìn)行施工。

（1）基層處理。施工前應(yīng)對基層進(jìn)行修補(bǔ)或剔鑿處理，基層應(yīng)平整、堅(jiān)實(shí)、無明水、無浮灰及油污，陰陽角和管根處做圓弧處理。

（2）涂料配制。先將液料加入攪拌桶，在機(jī)械攪拌的過程中緩慢加入粉料，同時攪拌器上下移動，攪拌5 min至均勻無顆粒，配制好的涂料應(yīng)在2 h內(nèi)完成施工。

（3）細(xì)部附加防水層施工。在水池陰陽角、管根及排水口等細(xì)部節(jié)點(diǎn)需做附加層（見圖5），并應(yīng)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，干燥后方可大面施工。

（4）大面涂膜防水層施工（見圖6、圖7）。先涂刷立面后涂刷平面，分2～3遍施工，待前一遍涂料實(shí)干后進(jìn)行下一遍涂刷，涂刷方向與前一次的方向垂直。

（5）保護(hù)層施工。對于消防水池等較密閉環(huán)境條件下，應(yīng)采用通風(fēng)措施加快干燥，防水層實(shí)干后進(jìn)行閉水檢驗(yàn)，驗(yàn)收合格后按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行后續(xù)工序施工（如保護(hù)層、飾面層施工）。

（6）施工效果。嘉州格林小鎮(zhèn)消防水池及景觀水池防水工程采用1.5 mm厚高耐水聚合物防水涂料可在潮濕基層直接施工，成膜后能夠與基層形成良好的粘結(jié)，無脫落、起泡現(xiàn)象，防水整體性好，未出現(xiàn)滲漏情況，達(dá)到了預(yù)期效果，見圖8、圖9。

3 結(jié)語

高耐水聚合物防水涂料具有優(yōu)異耐水性能及環(huán)保性能，長期浸水不溶脹、不變軟，且與瓷磚鋪貼系統(tǒng)相容性好，粘結(jié)強(qiáng)度高，可解決泳池等在柔性防水層粘貼飾面瓷磚的掉磚問題，也為泳池、水池、地下工程等長期浸水環(huán)境的防水部位提供更優(yōu)的方案選擇。