李雪梅黄莉恒李富杰
科顺防水科技股份有限公司,广东佛山528300
摘要：聚合物水泥防水涂料的固化成膜过程,既有聚合物乳液的物理挥发,也有无机胶凝材料激烈的水化反应.其物理性能测试过程中,不同的成膜、养护、测试环境,往往会导致测试结果出现较大偏差.本文探究了单遍成膜厚度、成膜间隔时间、养护环境、测试环境等对聚合物水泥防水涂料拉伸性能结果的影响.
关键词：聚合物水泥防水涂料，拉伸强度，断裂伸长率，试样制备，测试条件
聚合物水泥防水涂料（下称JS防水涂料）通常为双组分体系产品，液料以有机聚合物乳液为主，粉料由无机胶凝材料及粉填料复合而成，其兼有聚合物涂膜的柔韧性，又有水泥水硬性材料的刚性，融合了有机材料弹性高和无机材料耐久性好的特点。聚合物水泥防水涂料的固化成膜过程，既有聚合物乳液的物理挥发，也有无机胶凝材料激烈的水化反应。其物理性能测试过程中，不同的成膜、养护、测试环境，往往会导致测试结果出现较大偏差。本文探究了单遍成膜厚度、成膜间隔时间、养护环境、测试环境等对聚合物水泥防水涂料拉伸性能结果的影响。
选取市面上应用较广泛的丙烯酸乳液体系的JS防水涂料和乙烯\-醋酸乙烯共聚物乳液（以下简称为VAE乳液）体系的JS防水涂料作为测试对象。丙烯酸聚合物乳液共两种，编号A、B；VAE乳液亦两种，编号C、D。
01、成膜间隔时间
GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》对试样与试件的制备要求如下：试样制备时分2次或3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。
本次试验采用3个方案：1）分2次涂覆，成膜间隔时间为6 h；2）分2次涂覆，成膜间隔时间为12 h；3）分2次涂覆，成膜间隔时间为24 h。从结果可以看出，成膜间隔时间越长，同一样品的断裂伸长率越大，而拉伸强度则减小；成膜间隔时间短，则拉伸强度相对较大，断裂伸长率减小。
图1 成膜间隔时间对拉伸性能的影响
02、成膜单遍厚度及成膜道数
按照GB/T 23445—2009对试样与试件的制备要求，试样制备时分2次或3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。
本次试验采用3个方案：1）分2次涂覆，第1道成膜厚度为1.0 mm，第2道成膜为0.5 mm，总厚度为1.5 mm；2）分2次涂覆，每道成膜厚度为0.75 mm，总厚度为1.5 mm；3）分3次涂覆，每道成膜厚度为0.5 mm，总厚度为1.5 mm。可以看出，随着单遍成膜厚度的增加，同一样品的拉伸强度增大，断裂伸长率减小，断裂伸长率的变化幅度达10%左右，即试样的拉伸性能富余量不足10%时，其拉伸性能判定会出现合格或不合格两种截然不同的结果。而分2次成膜的，其拉伸强度均比分3次涂覆成膜的稍大。
图2 成膜单遍厚度及成膜道数对拉伸性能的影响
03、试件养护环境
按照GB/T 23445—2009规定试验室的标准试验条件为温度（23±2） ℃，相对湿度（50±10）%。
本次试验方案采用分2次涂覆的成膜方式，每道成膜厚度为0.75 mm，总厚度为1.5 mm，按均在标准试验条件设定范围内的2组养护条件进行试件的养护，具体为：1）成膜养护条件1：温度21℃，相对湿度60%；2）成膜养护条件2：温度25℃，相对湿度40%。可以看出，随着养护环境温度升高、湿度降低，涂膜的挥发干燥速度更快，利于聚合物的成膜，不利于无机胶凝材料的水化反应，拉伸强度相对减小，断裂伸长率相对增大，变化幅度均在10%左右。
图3 试件养护环境对拉伸性能的影响
04、养护结束后试件置于干燥器中的时间
按照GB/T 23445—2009中7.4.2 规定，脱模后的试件反面向上在（40±2） ℃干燥箱中处理48 h，取出后置于干燥器中冷却至室温，便可以进行试件切片及测定性能；无处理拉伸强度按照GB/T 16777—2008《建筑防水涂料试验方法》标准9.2.1的规定进行试验。上述两个测试标准并没有对试件在干燥器中的干燥时间作出明确的规定。
为测试试件的干燥时间对样品拉伸性能的影响，本次试验采用3个方案：1）试件于干燥箱取出后置于干燥器中冷却0.5 h（试件温度已降至室温）后进行切片测试；2）试件于干燥箱取出后置于干燥器中冷却4 h后进行切片测试；3）试件于干燥箱取出后置于干燥器中冷却24 h后进行切片测试。可以看出，随着试件在干燥器中冷却干燥的时间延长，同一样品的拉伸强度逐渐增大，而断裂延伸率则减小，拉伸强度及断裂延伸率的变化范围均达到45%左右，可以看出试件在干燥器的干燥时间对拉伸性能的结果影响较大，而不同的乳液类型制得的JS防水涂料拉伸性能变化范围基本一致。故在测试JS防水涂料样品的拉伸性能时，为得出正确的结果，样品置于干燥器的时间不能太短，并应使不同样品的干燥时间尽量一致。
图4 试件置于干燥器中时间对拉伸性能的影响
05、测试时温湿度控制
按照GB/T 23445—2009 规定的标准试验条件，为验证测试时温湿度控制对拉伸性能的影响，用同一条件制备的试件在以下3组温湿度条件下分别进行拉伸性能测试：1）测试环境1：温度21 ℃，相对湿度40%；2）测试环境2：温度23 ℃，相对湿度50%；3）测试环境3：温度25 ℃，相对湿度60%。可以看出，随着温度及湿度的降低，同一样品的拉伸强度增大、断裂伸长率减小；反之断裂伸长率增大、拉伸强度减小；断裂伸长率的变化幅度达20%左右，拉伸强度的变化幅度达25%左右。
图5 测试环境对拉伸性能的影响
JS防水涂料拉伸性能测试时的成膜间隔时间、成膜单遍厚度及成膜道数、试件养护环境、养护结束后试件置于干燥器中的时间、测试时温湿度控制等都对其拉伸性能结果有影响，主要原因在于JS防水涂料为双组分体系产品，其防水涂膜的成膜过程，主要分两个不同方向的过程进行：一是聚合物乳液中的水分挥发，属于物理成膜的过程，水分挥发越快聚合物成膜性越好，弹性发挥得越好；另一个方向则是无机胶凝材料的激烈的水化反应，需要水分充分供给，水化反应才可以进行得更加完全和彻底。所以在产品的成膜过程中，当环境的温度越高、湿度越小时，水分的挥发越快，有利于聚合物乳液的挥发成膜及弹性的发挥；反之，则无机胶凝材料的水化反应相对容易不完全，产品的强度不容易得到提升。另外，由于聚合物乳液本身含有大量亲水性强的乳化剂，使得JS防水涂料的涂膜具有吸湿性，也导致了其拉伸性能测试很容易受环境温湿度的影响。
文章发表于《中国建筑防水》 2020年9期
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