不同試件厚度對聚合物水泥防水涂料拉伸性能影響的研究

付極 吳汝莉

(云南省建筑材料產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，云南 昆明 650106)

按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條標準規(guī)定，將在標準試驗條件下放置后的聚合物水泥防水涂料，按生產(chǎn)廠指定的比例分別稱取適量液體和固體組分，混合后機械攪拌5min，靜置1～3min，以減少氣泡，然后倒入規(guī)定的模具中涂覆，為方便脫模，模具表面可用脫模劑進行處理。試樣制備時分二次或三次涂覆，后道涂覆應在前道涂覆實干后進行，兩道間隔時間為12～24h，使試樣厚度達到1.5±0.2mm，將最后一道涂覆試樣的表面刮平后，于標準條件下靜置96h，然后脫模。將脫膜后的試樣反面向上，在40℃±2℃干燥箱中處置48h，取出后置于干燥器中冷卻至室溫，用切片機將試樣沖切成試件，再進行拉伸性能試驗。筆者在長期試驗中發(fā)現(xiàn)，聚合物水泥防水涂料試樣制作成不同試件厚度下，試樣拉伸性能試驗結(jié)果的離散較大，故提出了試樣拉伸性能試驗一定要按GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條進行，以保證試驗結(jié)果準確性。

1 建筑防水涂料和聚合物水泥防水涂料的定義和分類

聚合物水泥防水涂料是建筑防水涂料的一種產(chǎn)品，它是以丙烯酸、乙烯-乙酸乙烯脂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)和水泥反應固化成膜的雙組分水性防水涂料，產(chǎn)品按照物理力學性能分為I型、II型和III型，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的基層，由于聚合物水泥防水涂料是由有機材料和無機材料復合而成，兼有柔韌性和剛性的特點，近年來發(fā)展較快的一種防水材料。在本文中選擇了I型的聚合物水泥防水涂料，作為不同試件厚度下的試樣影響拉伸性能試驗樣品的研究。

2 影響聚合物水泥防水涂料拉伸性能試驗結(jié)果準確性的因素

影響聚合物水泥防水涂料拉伸性能試驗結(jié)果的因素很多，比如配比（粉料、乳液、水的比例）、稱量儀器設備、攪拌設備、靜停時間、攪拌時間、養(yǎng)護環(huán)境、養(yǎng)護時間、拉伸速度、試件制作方法、試樣厚度、檢驗人員手法、拉伸試驗時間等方面。在本文中，筆者選擇了相同的配比（粉料、乳液、水）、同一攪拌設備、同一稱量儀器設備、同樣的試件制作方法（包括靜停時間、攪拌時間、養(yǎng)護環(huán)境、養(yǎng)護時間）、同一臺拉力試驗機、同樣的拉伸速度、同一檢驗人員對同一樣品進行了大量的試驗，得出影響聚合物水泥防水涂料試樣的不同試件厚度下的試樣拉伸性能試驗結(jié)果。筆者選用昆明某公司生產(chǎn)的同一個批次型號的聚合物水泥防水涂料樣品，根據(jù)聚合物水泥防水涂料拉伸性能試驗結(jié)果，分析了不同試件厚度對拉伸性能試驗結(jié)果影響較大。

3 試件制備方法及注意事項

聚合物水泥防水涂料制樣按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條進行，試驗前樣品及所用器具應在標準試驗條件下即[（23±2）℃，相對濕度（50±10）%]放置24h后進行。

3.1 試件制備過程

試件制備時按生產(chǎn)廠指定的比例分別采用精度1g的電子天平稱取，液料500g，粉料600g，水50g，混合后機械攪拌5min，靜置2min。分兩次進行涂覆。第一次涂覆之前，在玻璃模具上均勻涂上一層石蠟作為脫模劑，然后進行第一次涂覆，將適量經(jīng)攪拌的試樣混合物倒在玻璃模具上，用涂覆工具將混合物刮平，第一次涂覆完成后，將試樣置于標準條件下靜置23h后，要進行第二道涂覆，第二道涂覆前先用裁刀將玻璃模具兩側(cè)試樣多余的部分去除，在空白的地方再次打蠟，同樣試件制備時按生產(chǎn)廠指定的比例分別采用精度1g的電子天平稱取，液料400g，粉料480g，水40g，混合后機械攪拌5min，靜置2min，進行第二道涂覆，通常試件制備采用兩次涂覆，大多數(shù)試驗室一般第一次涂覆厚度比第二次涂覆要厚，故在稱取試樣時，第一次的樣品比第二次的多，具體還要根據(jù)樣品的檢驗項目確定。第二道涂覆完成后，試樣置于恒溫恒濕養(yǎng)護室，溫度設置為（23±2）℃，相對濕度設置為（50±10）%，養(yǎng)護96h（4d時間），然后脫模，脫模時檢驗人員要小心翼翼的把試件與玻璃板分離，再將脫模好的試樣反面向上，放置在40℃的恒溫干燥箱中養(yǎng)護48h，取出后置于干燥器中冷卻至室溫。在試件制備過程中通過調(diào)整涂覆工具的厚度，用上述方法分別制取不同厚度的試樣。

3.2 樣品貯存

第一次涂膜取樣后，要立即擦去塑料瓶口邊緣部分的殘留乳液，避免第二次取樣乳液被污染，及時蓋上塑料瓶蓋密封并盡可能與未打開前狀態(tài)一致，然后將塑料瓶倒置第二天備用。同時將取完粉料的塑料袋扎緊，避免粉料受潮，影響聚合水泥防水涂料的拉伸性能。

3.3 涂膜底板

試驗的涂膜底板采用玻璃平板，涂膜制作前，需要涂刷或涂抹脫模劑，如果脫模劑選用不當，會導致涂膜難以脫?；虍a(chǎn)生大量的氣泡，試驗時檢驗人員根據(jù)長期積累的經(jīng)驗，可以采用石蠟作為脫模劑較適用。因此，在每次試驗前，要將玻璃平板清潔干凈，然后在玻璃平板上薄薄的涂上一層石蠟，保證脫模順利進行。

3.4 涂膜工具

對于涂膜厚度的控制，可采用不同高度的凹形不銹鋼直板在玻璃板上來回刮涂控制，凹形不銹鋼直板有多種規(guī)格尺寸，按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條標準規(guī)定，試樣制作厚度要達到1.5±0.2mm，因此，涂膜工具的選擇可以根據(jù)試樣制備時分二次還是三次涂覆或樣品的固體含量進行選擇，通常試驗室第一道涂覆采用1.0 mm的凹形不銹鋼直板，第二道涂覆采用0.5 mm或其他規(guī)格凹形不銹鋼直板。

3.5 涂膜方法

根據(jù)涂膜厚度的要求選用合適的凹形不銹鋼直板，然后將足夠的聚合物水泥防水涂料（I型）沿著玻璃平板一邊，倒在玻璃平板上，再用凹形不銹鋼直板垂直輕輕的刮到玻璃板的另一邊，刮涂時應盡量避免多次刮涂，以防帶入氣泡。第一次使用的凹形不銹鋼直板制作的濕膜不超過1.0mm，第二次的凹形不銹鋼直板規(guī)格尺寸根據(jù)第一次的涂膜厚度收縮大小比值來確定，第一次涂膜盡量涂平并且最好厚涂，第一次涂覆實干后再進行第二次涂覆。

3.6 拉伸性能試驗時間

試樣置于標準條件[（23±2）℃，相對濕度（50±10）%]下靜置96h（4d時間），然后脫模，將脫模后的試樣反面向上在40℃±2℃干燥箱中養(yǎng)護48h（2d時間），取出后置于干燥器中冷卻至室溫，標準條件下養(yǎng)護和干燥處理后的涂膜必須立即放在干燥器中，防止涂膜吸收空氣中的水分，影響聚合物水泥防水涂料試樣拉伸性能的拉伸強度和斷裂伸長率，待試樣在干燥器中冷卻至室溫，同時立即在標準條件[（23±2）℃，相對濕度（50±10）%]下進行拉伸性能試驗，如果不立即進行拉伸性能的拉伸強度和斷裂伸長率試驗，試驗結(jié)果會隨著時間增大或減小。因此，檢驗人員進行試驗時，試樣取出干燥箱后置于干燥器中冷卻至室溫，用切片機將試樣沖切成試件后，應立即進行無處理拉伸性能試驗，如果不能立即進行，試件應舍棄重新制備試件。

4 拉伸性能的試驗方法

4.1 試件形狀和數(shù)量

按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中表2規(guī)定：拉伸性能試樣形狀按照GB/T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》標準中第6.1條規(guī)定的啞鈴I型試件，試件數(shù)量為5個。

4.黨的全體黨員。黨員是黨的機體的組成部分，每一個黨員要強化角色意識，始終牢記黨員身份，自覺踐行入黨誓詞，用黨員標準和條件要求自己，忠實履行黨員義務，增強黨性修養(yǎng)，主動接受組織生活的檢驗，清除思想上的灰塵，保持黨員的先進性。同時，要把在黨言黨、在黨憂黨、在黨為黨、在黨愛黨落實到日常工作生活之中，自覺維護黨和人民的利益，敢于同違反黨內(nèi)政治生活的現(xiàn)象作斗爭。習近平同志指出：“嚴肅黨內(nèi)政治生活是每個黨員、干部的事?！盵1]

4.2 試驗步驟

按照GB/T16777-2008《建筑涂料試驗方法》標準中第9.2.1條無處理拉伸性能規(guī)定，用切片機從試樣上切取5個符合GB/T 528—2009《硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》標準中第6.1條要求的啞鈴I型試件，并劃好間距25mm的平行標線，用厚度計測量試件標線中間和兩端三點的厚度，取其算術(shù)平均值作為試件厚度。調(diào)整拉伸試驗機夾具間距約70mm，將試件夾在試驗機上，保持試件長度方向的中線與試驗機夾具中心在一條線上，用200mm/min的拉伸速度進行拉伸至斷裂，測試5個試件，若有試件斷裂在標線外，應舍棄用備用件補測。

4.3 拉伸性能的結(jié)果計算

拉伸強度和斷裂伸長率的試驗結(jié)果計算按GB/T 16777—2008《建筑涂料試驗方法》標準中第9.3條規(guī)定。

4.3.1 拉伸強度結(jié)果計算

試件的拉伸強度按下面公式計算：

式中：T——拉伸強度，單位為兆帕（MPa）；P——最大拉力，單位為牛頓（N）；B——試件中間部位寬度，單位為毫米（mm）；D——試件厚度，單位為毫米（mm）；取5個試件的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果，結(jié)果精確到0.01MPa。

4.3.2 斷裂伸長率結(jié)果計算

試件的斷裂伸長率按下面公式計算：

5 不同試件厚度對聚合物水泥防水涂料試樣拉伸性能的影響

筆者在日常試驗中發(fā)現(xiàn)，聚合物水泥防水涂料試樣制作不同厚度條件下，試樣的拉伸性能試驗結(jié)果值離散較大。因此，筆者選用昆明某大型企業(yè)生產(chǎn)的性能穩(wěn)定的同一個批次、同一個型號聚合物水泥防水涂料（I型）樣品，按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條制作試樣，共制作了30組試樣，每組6個試件，共180個試件。試驗儀器設備用CMT2103型微機控制電子萬能試驗機，0.5級精度，量程0～1kN，功率0.4kW；101-4A型電熱鼓風恒溫干燥箱，使用范圍10～300（℃），精度±2℃，功率0.9kW，工作室尺寸800×800×1000（mm）；HWS-1000恒溫恒濕養(yǎng)護箱，濕度使用范圍10～100（%），精度：±2%，溫度使用范圍10～100（℃），精度±1℃，工作室尺寸400×400×1000（mm）；臺式測厚儀，接觸面直徑6mm，單位面積壓力0.02MPa，分度值0.01mm，量程0～10（mm）。選擇了厚度為：1.0mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2.0mm、2.5mm的試樣，對制作完成的不同厚度的聚合物水泥防水涂料試樣在（23±2）℃，相對濕度（50±10）%]下靜置96h，然后脫模，將脫模后的試樣反面向上在40℃±2℃干燥箱中養(yǎng)護48h溫度，再在干燥器中冷卻10min至室溫養(yǎng)護后，立即進行了拉伸性能試驗，試驗結(jié)果見表1。

表1 不同試件厚度下聚合物水泥防水涂料試樣拉伸性能試驗結(jié)果

由表1可以看出，不同試件厚度對聚合物水泥防水涂料試樣拉伸性能的拉伸強度和斷裂伸長率試驗結(jié)果的影響都非常大，與試件厚度1.5mm作為基準，對比1.0mm、1.3mm、1.7mm、2.0mm、2.5mm的拉伸強度和斷裂伸長率，得出以下結(jié)論。

試件厚度1.0mm：5組拉伸強度平均值減少11.1（%），5組斷裂伸長率平均值減少20.0（%）；

試件厚度1.3mm：5組拉伸強度平均值增加1.5（%），5組斷裂伸長率平均值減少11.6（%）；

試件厚度1.7mm：5組拉伸強度平均值減少4.0（%），5組斷裂伸長率平均值增加6.6（%）；

試件厚度2.0mm：5組拉伸強度平均值減少10.6（%），5組斷裂伸長率平均值增加25.7（%）；

試件厚度2.5mm：5組拉伸強度平均值減少19.1（%），5組斷裂伸長率平均值增加36.6（%）。

從以上對比試驗結(jié)果可以得出：用不同試件厚度對聚合物水泥防水涂料試樣進行，拉伸性能拉伸強度和斷裂伸長率試驗結(jié)果值有較大的離散，對試驗的準確性影響非常大。

6 結(jié)語

在進行聚合物水泥防水涂料的拉伸性能試驗，試樣厚度的制備是一道非常關(guān)鍵的過程，其厚度的大小直接關(guān)系到拉伸性能拉伸強度和斷裂伸長率試驗結(jié)果。因此，筆者提出：按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》標準中第7.4.2條規(guī)定了試件厚度為1.5±0.2mm，試驗人員在制作試樣時，要不斷總結(jié)經(jīng)驗，采用最有效、最可控、最快捷的成型方法，保證制作的試樣滿足要求，如果試樣厚度達不到1.5mm±0.2mm，那么試驗數(shù)據(jù)無效，必須重新制作試件，確保聚合物水泥防水涂料試樣拉伸性能試驗結(jié)果的準確性，如果試驗過程中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會對拉伸性能的試驗結(jié)果產(chǎn)生不同影響。