新型速凝橡膠瀝青防水涂層厚度的演變研究

何維賓，蔡淑娟，柴 宏

（1.寧夏建設(shè)工程質(zhì)量安全總站，寧夏 銀川 750001；2.北方民族大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，寧夏 銀川 750021）

0 引言

速凝橡膠瀝青防水涂料是一種近年來正在發(fā)展的新型材料，它既具備傳統(tǒng)防水卷材的強(qiáng)度和柔韌性［1］，還兼有良好的包裹性、自愈性［2］，且施工簡(jiǎn)便、可快速固化成膜［3］。因此，這種防水涂料具有廣泛的應(yīng)用范圍，包括：地下建筑物基礎(chǔ)［4］、屋頂［5］、地鐵［6］、隧道［7］、水處理廠［8］、鋼結(jié)構(gòu)屋頂［9］、人工湖、城市管廊［10］等，且應(yīng)用量逐年增加。

從目前的建材市場(chǎng)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)看，速凝橡膠防水涂料的防水成效、耐久性、壽命等與涂層厚度有著很大的關(guān)系，涂層厚度越厚，防水成效和耐久性越好；反之，涂層厚度越薄，防水成效和耐久性、可靠性越差。工程驗(yàn)收實(shí)際中，對(duì)防水層厚度測(cè)量方式、測(cè)量時(shí)間缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，一定程度上給這種性能優(yōu)異的防水材料后期可靠性和耐久性帶來了沖擊。速凝橡膠防水涂料作為水乳性涂料，其含水量較大（約 30 %～45 % 左右）［11］，自然狀態(tài)下凝結(jié)成形，析出水分［12］。王志強(qiáng)等在速凝橡膠瀝青防水涂料在變形縫處的研究中，通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了涂層厚度隨時(shí)間延長(zhǎng)而減小的規(guī)律［13］。但缺少 2.7 mm 以下的中、薄涂層厚度的試驗(yàn)和分析。而目前的工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)、施工單層厚度僅有 1.2～3 mm 不等。因此，有必要研究不同厚度涂層隨時(shí)間的變化規(guī)律。

1 試驗(yàn)方案

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

半導(dǎo)體溫度計(jì)、刮板、厚度計(jì)、直尺、涂膜?？?、標(biāo)準(zhǔn)針等。在涂膜制備前，試驗(yàn)樣品及所有試驗(yàn)器具在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下放置 24 h 以上［14］。

1.2 試件

選取刷涂試樣，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下，稱取所需的試驗(yàn)樣品量，將試驗(yàn)樣品攪拌均勻，在不混入氣泡的情況下倒入?？蛑小；炷猎嚰螤?70 mm×70 mm×20 mm（見圖 1），?？蛐螤顬?50 mm×50 mm。樣品分 2～3 次涂覆［15］，最后一次將表面刮平，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)按照設(shè)計(jì)的溫濕度進(jìn)行養(yǎng)護(hù)［16］。

圖1 試件圖

1.3 試驗(yàn)條件

針對(duì)西北地區(qū)的氣候特點(diǎn)，設(shè)定 3 個(gè)典型溫度 4、23、30 ℃ 進(jìn)行試驗(yàn)，分別對(duì)應(yīng) A、B、C 3 組試驗(yàn)，每組 5 個(gè)不同涂層厚度的試件（涂層厚度分別設(shè)計(jì)為 1.2、1.5、2.0、2.5、3.0 mm）［17］，如表 1 所示，研究不同涂層厚度在不同溫度下隨時(shí)間的變化規(guī)律。濕度統(tǒng)一選擇 50 %。試件養(yǎng)護(hù)條件為在標(biāo)養(yǎng)箱內(nèi)養(yǎng)護(hù)，采用人工制冷、加熱、加濕方法保持養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的環(huán)境滿足試驗(yàn)要求。

表1 試件表

凝固成形后進(jìn)行脫模，并用刀具將涂膜四周不規(guī)則部分切除，保留尺寸為 40 mm×40 mm 進(jìn)行厚度測(cè)量，如圖 2 所示。

2 試驗(yàn)現(xiàn)象與分析

2.1 試驗(yàn)現(xiàn)象

由觀察得知，試件在刮涂后 30 min 左右凝固成膜，試件表面在成型初期由于兩種組分的作用［19］，膠膜表面析出一定的水分，在干燥過程中，涂膜顏色由灰色逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏瑺顟B(tài)由酸奶狀逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槟汤覡睢? d 左右，涂膜厚度較刮涂時(shí)有明顯的變化。通過對(duì)不同厚度涂膜的養(yǎng)護(hù)、測(cè)量，得到了這種速凝橡膠瀝青防水材料在不同溫度（4、23、30 ℃）條件下，涂層厚度隨時(shí)間、溫度的變化規(guī)律，如圖 2 所示。

2.2 試驗(yàn)分析

由實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，各溫度區(qū)間時(shí)，速凝橡膠瀝青防水涂料隨著時(shí)間的推移進(jìn)行凝結(jié)固化，厚度較初始刮涂厚度總體呈下降趨勢(shì)，且環(huán)境溫度越高，下降越快。

1）對(duì) 4 ℃ 附近養(yǎng)護(hù)的速凝橡膠防水涂料試件分析。先期涂層厚度隨時(shí)間的推移有一定的下降，降幅約 4 %。另觀察可見，5 個(gè)試件在初凝期完成了一定的凝結(jié)。但后期隨著時(shí)間的發(fā)展，試件涂層厚度多次出現(xiàn)了不同程度的上下波動(dòng)，反映出這種防水涂料在溫度進(jìn)入 4 ℃ 后固化過程不理想。觀察的 14 d 涂層厚度總減少約 9 %。

2）對(duì) 23 ℃ 附近養(yǎng)護(hù)的速凝橡膠防水涂料試件分析。第一天涂層厚度隨時(shí)間的發(fā)展快速下降，且降幅大于 4 ℃ 附近養(yǎng)護(hù)的速凝橡膠防水涂料試件，涂層厚度減少約 20 %。7 d 之后，涂層厚度趨于穩(wěn)定，涂層厚度總減少約 30 %。

3）對(duì) 30 ℃ 附近養(yǎng)護(hù)的速凝橡膠防水涂料試件分析。第一天涂層厚度隨時(shí)間的發(fā)展更快，涂層厚度減少約 25 %。6 d 左右，涂層厚度趨于穩(wěn)定，涂層厚度總減少約 33 %。

4）研究設(shè)計(jì)厚度相同的試件在不同溫度下厚度的演變，如圖 3 所示。分析發(fā)現(xiàn)相同厚度涂層，環(huán)境溫度越高，曲線斜率越大，反映出厚度變化速率越快。圖 3（a）中 23 ℃ 曲線在 30 ℃ 曲線下方，主要是由于初始刮涂厚度差引起的。

3 結(jié)語

圖3 不同厚度涂層在不同溫度下的演變

總體來看，速凝橡膠瀝青防水涂料隨著時(shí)間的推移進(jìn)行凝結(jié)固化，厚度較初始刮涂厚度總體呈下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度低至 4 ℃ 以下時(shí)，速凝橡膠瀝青防水涂料凝結(jié)固化過程不穩(wěn)定，為了保障正常凝結(jié)，應(yīng)避免受凍。5 ～30 ℃ 常溫下，速凝橡膠瀝青防水涂料在第一天厚度下降最大，同時(shí)，一周之內(nèi)仍有部分下降，但一周之后，涂層厚度基本沒有明顯下降。因此，在施工后一周測(cè)量、驗(yàn)收的厚度值較符合實(shí)際。

設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行防水設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)涂層厚度應(yīng)明確是初始厚度還是最終厚度。施工、監(jiān)理、檢測(cè)等單位合理確定驗(yàn)收時(shí)機(jī)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，確保速凝橡膠瀝青防水涂料能夠充分發(fā)揮其防水優(yōu)勢(shì)。