影响聚合物水泥防水涂料拉伸性能因素的研究

黄梓鸿 

摘要：本文通过试验，对聚合物水泥防水涂料液粉比、涂覆道数、养护时间等因素下对聚合物水泥防水涂料的拉伸性能的影响进行了研究，探讨影响其结果的因素，以得到可靠的试验结果。

关键词：聚合物水泥防水涂料；拉伸强度；断裂伸长率；影响因素

1、引言

聚合物水泥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为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组份水性防水涂料。它兼具了高分子聚合物的柔韧性和水泥无机材料的高强度、易于潮湿基面粘结等特性，既改善了聚合物乳液再通胀、耐水性差的缺点，又弥补了水泥脆性的缺点，具备与水泥砂浆粘结相容良好，成膜性、整体性好，对施工基面要求低，生产成本低，无毒、不燃，环保等优点，故其被广泛应用于建筑防水工程，因此其性能的好坏关系到工程质量的优劣，对于聚合物水泥防水涂料的检测就显得异常重要。

聚合物水泥防水涂料的成膜是一个复杂的过程，其拉伸性能的试验结果主要取决于涂料组成材料及其配比等涂料本身因素，但其测试过程中的涂膜制备、养护等过程也会严重影响涂料的拉伸性能的结果。本文将在下面分析在测试聚合物水泥防水涂料拉伸性能过程中，依据《聚合物水泥防水涂料》GB/T 23445-2009 制备了不同液粉比、不同涂覆道数、不同养护时间的聚合物水泥防水涂料涂膜，并进行拉伸性能试验，为聚合物水泥防水涂料的检测提供参考。

2、试验

2.1材料

采用国内某品牌生产的Ⅱ型聚合物水泥防水涂料。

2.2主要仪器设备

WJ-0.5变速搅拌机、ETM104C微机控制电子万能试验机、XHB型橡胶厚度计(0-10)mm、JJ3000型电子天平、101A-1E电热鼓风干燥箱。

2.3试件的制备

首先将样品及所用器具在温度为（23±2）℃，相对湿度为（50±10）%的环境中放置24h。分别将液料:粉料按照1:1、1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2的重量比称取,混合后机械搅拌5min,静置3min,以减少气泡,然后倒入模具中涂覆,为方便脱模,涂覆前模具提前贴了硅油隔离纸进行处理。其中配比为液料:粉料=1:1.2的试样制备时分一次、二次、三次、四次涂覆,其余配比均分三次涂覆涂覆，后道涂覆应在前道涂层实干后进行，两道间隔时间24h，使试样厚度达到（1.5±0.2）mm。将最后一道涂覆试样的表面刮平后，于标准条件下静置96h，然后脱模。将脱模后的试样方面向上在（40±2）℃干燥箱中处理48h，取出后置于干燥器中冷却至室温。用切片机将试样冲切成符合GB/T 528-1998中规定的Ⅰ型哑铃形试件。其中做不同聚粉比比对试验时，涂覆次数为3次；做不同涂覆次数比对试验时，涂料为液料:粉料=1:1.2（重量比）。

2.4试验方案

聚合物水泥防水涂料拉伸试验方法，主要是在《建筑防水涂料试验方法》GB/T 16777-2008规定的温度为（23±2）℃，相对湿度为（50±10）%，拉伸速度为200mm/min,本文分别通过液粉比、涂覆道数、养护时间等因素进行比较试验分析。

3、结果与讨论

3.1液粉比对检测结果的影响

图1为不同聚灰比对聚合物水泥防水涂料拉伸强度与断裂伸长率的影响。

图1 液粉比对比实验结果

液粉比指的是聚合物水泥防水涂料中聚合物乳液和粉料的用量比，它不仅影响涂膜的性能, 还影响涂料的经济性。由图1可知: 随着液粉比的减小，聚合物水泥防水涂料的拉伸强度逐渐提高，断裂伸长率逐渐降低。这是因为液粉比降低，聚合物水泥防水涂料的填料体积增大，粘度增大，水分的挥发减慢，水泥的水化更加充分，涂膜的拉伸强度显著提高;液粉比达到1∶1.8 时，再继续添加粉料水泥时，只有部分水泥参与了水化反应，其余部分在体系中充当了填料的作用，因此拉伸强度变化较小。同时，随着粉料水泥的增加，涂料的断裂伸长率呈现降低的趋势，这是由于随着粉料水泥的增加，在整个涂料体系中聚合物乳液的所占比例逐渐减小，导致整个体系中柔性成分相对减少，如此聚合物柔性分子链无法完全包裹水泥胶体颗粒，使粉体水泥在整个体系中占据主导地位，使得涂膜的刚性增强，聚合物柔性链抵抗外界应力的作用逐步减弱，进而使得涂料的断裂伸长率降低。

3.2涂覆道数对检测结果的影响

产品标准《聚合物水泥防水涂料》GB/T 23445-2009 中对涂覆道数的规定：试验分两到三次涂覆，后道涂覆应在前道涂层实干后进行，两道间隔时间为（12－24）h，使试样厚度达到（1.5±0.2）mm，即干膜总厚度达到1.3～1.7mm 之间。但在长期试验过程中发现，涂覆两遍和涂覆三遍对试验的结果还是不一样的。所以进行涂覆道数分别为一次、二次、三次、四次的比对试验，其对应的图线分别为图2和图3。

图2 涂覆道数对拉伸强度的影响

图3 涂覆道数对断裂伸长率的影响

从图中可见，随着涂覆道数的增加，拉伸强度和断裂伸长率是不断升高的，特别是一遍试件和两遍试件相比较，拉伸强度和断裂伸长率的升高是非常明显的。随着试件涂覆道数的增加，拉伸强度和断裂伸长率的升高趋于缓和，直到四道涂覆，试件的强度和断裂伸长率基本不变。用裁刀将制样后的剩余试样从中间切开，用放大镜仔细观察试样的横截面，发现一道涂覆试件中间有针孔和气泡，两道涂覆试件中间也有针孔和气泡，但相对于一道涂覆试件相要少很多，三道涂覆试件几乎看不出有气泡，只有很细微的单个针孔，四道涂覆试件看不出任何气泡和针孔。由此可以看出，在聚合物水泥防水涂料的检测中，必须严格按照标准规定的遍数进行试样的制备，绝对不能一遍涂覆完成。建议检测人员在平时的试验制备时采用三遍涂覆的方法，在检测中，特别是对两遍涂覆层试样的检测出现合格与不合格的临界值时，一定要进行三遍涂覆，使检测结果趋近于真实值。

3.3养护时间对检测结果的影响

产品标准《聚合物水泥防水涂料》GB/T 23445-2009 中对养护时间规定为7d。如果延长养护时间，发现拉伸性能的数据会发生变化，以配比为液料:粉料=1:1.2（重量比），涂覆道数三遍试件进行试验，测试分别养护至7d、14d、21d时的拉伸性能。其对应的图线分别为图4和图5。

图4 养护时间对拉伸强度的影响

图5 养护时间对断裂伸长率的影响

从图中的结果可以很明显的看出，养护时间对聚合物水泥防水涂料拉伸性能影响很大，在配比和涂覆道数保持一致的前提下，随着养护时间边长，拉伸强度有较大提高，但断裂伸长率有所下降。对比14d与21d的数据，拉伸强度和断裂伸长率变化均不大。由此可见聚合物水泥防水涂料的拉伸性能在养护至14d左右达到稳定。

4、结论

以上分析可以得出结论，对于聚合物水泥防水涂料来说，不同液粉比、不同涂覆道数和不同的养护时间会造成其拉升性能检测结果会出现明显的差异，所以这些因素对涂料有着重要影响，因此严格控制这些因素是非常必要的。建材检测机构应严格按标准规定来对来样进行检测，这对于实验室质量保证能力有着十分重要的意义，另外在实际施工过程中，施工人员可以针对不同的施工要求，选择合适的液粉比例，从而达到更好的防水效果。

参考文献：

[1]GB/T 23445-2009, 聚合物水泥防水涂料[S].

[2]GB/T 16777-2008, 建筑防水涂料试验方法[S].

[3]李成吾，杜晓宁，刘艳辉.聚合物水泥防水涂料的制备及其拉伸性能[J].新型建筑材料，2015，42（1）：72-73.