肖建勇,陈 锦,赵 印,黄水俊
(深圳市卓宝科技股份有限公司,广东 深圳 518049)
摘要：自粘TPO防水卷材在混凝土屋面上应用时，影响防水质量的关键因素主要有防水卷材和基层的粘结剥离强度以及卷材与卷材之间的搭接剥离强度。本文通过模拟现场应用，对比了自粘TPO防水卷材在不同基层和不同基层处理情况下的粘结情况，以及胶粘膜和胶粘胶搭接方式在不同条件下的搭接剥离强度，为实际施工提供参考。
关键词：自粘 TPO 防水卷材；粘结利离强度；搭接利离强度；胶粘膜；胶粘胶
TPO防水卷材是采用先进的多元聚烯烃技术，再添加抗氧剂、防老剂、软化剂等助剂制成的高分子防水卷材。由于拉伸强度、撕裂强度、抗冲击、耐穿刺等物理性能优异，耐老化性能好、可外露使用，TPO防水卷材的应用越来越广泛。近些年，为了使TPO防水卷材的应用施工更方便，市面上推出了自粘型TPO防水卷材，在TPO片材表面涂覆高分子自粘胶料，使TPO防水卷材可以采用自粘法施工。自粘TPO防水卷材既具备优异的物理性能和耐老化性能，又具备自粘卷材的施工便捷性，尤其适用于屋面维修，可直接在屋面外露使用。
本研究主要探讨自粘TPO防水卷材自粘法施工工艺在混凝土屋面上的应用，研究的重点在于自粘TPO防水卷材与基层的粘结剥离强度，以及卷材与卷材的搭接剥离强度。卷材与基层粘结效果好可以有效避免窜水，卷材与卷材搭接剥离强度高可以保证防水层的整体性，这两点是影响防水效果的关键因素。通过一系列试验对比了自粘TPO防水卷材在不同基层和不同基层处理情况下的粘结剥离强度，以及卷材与卷材胶粘膜、胶粘胶搭接方式在不同条件下的搭接剥离强度，旨在找出能够适应实际施工现场的应用方式，为自粘TPO防水卷材在混凝土屋面的施工提供参考。
01、自粘TPO防水卷材与混凝土基层的粘结研究
实际施工现场的混凝土基层往往比较复杂，有的基层坚实、平整、强度高，但是也有较大部分基层不能满足要求，可能表面强度低、有浮浆层、表面粗糙等，尤其是维修项目的老旧混凝土基层，通常质量较差。对于表面质量较差的混凝土基层，需要先对基层表面进行处理后再粘贴自粘TPO防水卷材，本试验分别在粗糙混凝土基层表面涂刷聚合物乳液和Ⅱ型JS防水涂料作为基层处理。
1.1 试验分组
本试验基层分别为坚实平整基层、表面粗糙基层、粗糙基层涂刷聚合物乳液、粗糙基层涂刷Ⅱ型JS防水涂料，详细试验分组如表1所示。
表1 粘结试验分组
A组：基层收光平整，采用塑料膜覆盖养护，养护完毕后的基层表面坚实平整、强度高，基层清理干净后直接粘贴自粘TPO防水卷材。
B组：基层稍微抹平，表面洒水自由养护，养护完毕后的基层表面略显粗糙，且强度不如A组，采用钢丝刷清除基层表面浮浆，然后直接粘贴自粘TPO防水卷材。
C组：在B组的基层条件上，采用钢丝刷清除基层表面浮浆，然后涂刷聚合物乳液，乳液干燥后直接粘贴自粘TPO防水卷材。其中，聚合物乳液为Ⅱ型JS防水涂料的乳液组分，主要成分为丙烯酸乳液，涂刷时不兑水稀释，用量约为250 g/m2。
D组：在B组的基层条件上，采用钢丝刷清除基层表面浮浆，然后涂刷Ⅱ型JS防水涂料，涂膜厚度约1 mm，涂料实干后粘贴自粘TPO防水卷材。
1.2 试件制作和养护
本试验地点在湖北武汉，时间为2022年3月至4月，属于典型的春季气候。按照试验分组，每组制作3个试件，然后放置在室外雨棚内正常养护，期间室外最低温度为10 ℃，最高温度为32 ℃，养护时间为7 d。
1.3 测试结果
采用拉力机测试卷材与基层的粘结剥离强度，每组3个试件分别编号①、②、③，结果如表2所示。
表2 粘结剥离强度测试数据
1.4 测试结果分析
从上述4组试验结果可以看出：
A组试验的基层坚实、平整、无浮浆层、强度高，自粘TPO防水卷材粘贴在此类基层上的粘结剥离强度最高，并且满粘效果最好。在试件剥离时，卷材胶料内部破坏，剥离后基层上粘有大量的高分子自粘胶。
B组试验的基层粗糙、有浮浆层、强度稍低，表面用钢丝刷清理后再粘贴自粘TPO防水卷材。由于基层粗糙，自粘TPO防水卷材并没有与基层达到满粘，且基层表面强度稍低，所以B组的粘结剥离强度对比A组要低很多。在试件剥离时，卷材胶料与基层剥离，呈明显的点状粘结，剥离后基层只粘结少量高分子自粘胶。
C组试验的基层是在B组的基层条件上涂刷了聚合物乳液，在试件剥离时，卷材胶料与基层满粘程度明显比B组要好，但依然是卷材胶料与基层剥离，剥离后基层上只有少量高分子自粘胶。根据测试对比结果，涂刷聚合物乳液作为基层处理可以提高自粘TPO防水卷材与基层的粘结剥离强度，但是聚合物乳液与高分子自粘胶的相容性还需进一步验证。
D组试验的基层是在B组的基层条件上涂刷了约1 mm厚的Ⅱ型JS防水涂料，根据测试结果，在该基层处理方式下自粘TPO防水卷材与基层的粘结剥离强度接近A组，粘结效果提升明显。基层涂刷JS防水涂料后，基层表面平整且自粘TPO防水卷材的胶料与Ⅱ型JS防水涂料粘结良好，在试件剥离时，卷材胶料内部破坏，JS涂膜表面粘结有大量高分子自粘胶，但是也出现了JS涂膜被拉裂从而JS涂膜与基层剥离的现象。
02、自粘TPO防水卷材与卷材的搭接研究
TPO防水卷材施工时搭接边一般采用焊接，但是焊接工艺对工人的操作要求较高，且焊接设备成本也较高，而自粘TPO防水卷材自带胶层，搭接边可以采用自粘搭接，该搭接方式相对于焊接更简单快捷，施工成本也更低。目前市面上的自粘TPO防水卷材搭接部位通常是单面涂胶，搭接边采用胶粘膜的搭接方式，其实自粘TPO防水卷材在生产时也可以做到搭接边双面涂胶，搭接边采用胶粘胶的搭接方式，所以本研究也将胶粘胶搭接方式考虑在内。
实际施工时所面临的情况会比较复杂：比如施工时突然下雨，会有水浸湿搭接边；搭接边被污染后用湿抹布清洗；施工后卷材外露，遭受日晒、浸水等。考虑到上述因素，本研究对比了自粘TPO防水卷材采用胶粘膜、胶粘胶搭接方式时在上述不同条件下搭接边的剥离强度。
2.1 试验分组和试件养护
本试验分组如表3所示。按照表3分组制作试件，每组制作3个试件。无处理试件和浸水后搭接试件制作好后放置在室外雨棚内；搭接后浸水试件在试件搭接后放置在盛水的容器内；搭接后日晒试件在试件搭接后放置在室外有阳光的位置。试件养护时间均为7 d。
表3 搭接试验分组
2.2 试件测试结果
采用拉力机测试卷材与卷材的搭接剥离强度，每组3个试件，分别编号①、②、③，结果如表4所示。
表4 搭接边剥离强度测试数据
2.3 测试结果分析
从上述8组试验结果可以看出：
在胶粘膜的搭接方式下，E组无处理试件搭接边剥离强度最高。G组搭接后浸水处理和H组搭接后日晒处理，这两组试件搭接边剥离强度均有一定幅度的下降，但是影响不大，试件剥离时基本为高分子自粘胶内部破坏。F组试件湿润后搭接的剥离强度最低，并且从剥离时的力-时间曲线上看，在搭接范围内剥离强度波动很大，大部分区域的剥离强度较低，且剥离面为高分子自粘胶与片材剥离，所以采用胶粘膜的搭接方式时，不建议在搭接边湿润的情况下搭接。
在胶粘胶的搭接方式下，搭接边的剥离强度均比相同条件下的胶粘膜试件的搭接剥离强度要高，K组搭接后浸水试件、L组搭接后日晒试件与I组无处理试件的搭接边剥离强度基本一致，并且J组湿润后搭接试件的剥离强度也只是略有下降；同时，胶粘胶的所有试件剥离时的力-时间曲线都很稳定，波动较小。根据测试结果，自粘TPO防水卷材采用胶粘胶的搭接方式搭接剥离强度更高，搭接质量更稳定，受外界因素影响更小。
3、结论
通过模拟试验，对比了自粘TPO防水卷材在不同基层和不同基层处理情况下的粘结剥离强度，以及卷材与卷材胶粘膜、胶粘胶搭接方式在不同条件下的搭接剥离强度，得出以下结论和施工建议。
1）在混凝土基层坚实、平整、强度较高且干燥的情况下，自粘TPO防水卷材施工时可以直接粘贴在基层上，但是实际施工现场混凝土基层一般质量较差，如果基层强度较低或者粗糙麻面、基层潮湿，都会导致自粘TPO防水卷材与基层的粘结效果变差。
2）如果混凝土基层强度较低，但是基面平整度好，可以涂刷聚合物乳液作为基层处理，能提高自粘TPO防水卷材与基层的粘结剥离强度，但是聚合物乳液表面较为光滑，提升效果有限。当混凝土基层粗糙不平整时，可以薄涂Ⅱ型JS防水涂料作为基层处理，JS防水涂料可以封闭基层孔隙，提供一个平整的基层，保证卷材胶层的满粘效果，从而大幅提高自粘TPO防水卷材与基层的粘结剥离强度。采用JS防水涂料作为基层处理时，要保证其施工质量，避免JS防水涂料与基层剥离。
3）自粘TPO防水卷材采用胶粘膜搭接时，在搭接边干净、干燥的情况下，搭接边的剥离强度较高，即便搭接后浸水或者日晒，剥离强度也只是略有下降。在搭接边湿润的情况下，搭接边的剥离强度会大幅下降，且搭接范围内大部分区域粘贴效果不好，所以在施工时，用湿抹布清理完搭接边后，要等搭接边干燥后再搭接施工。
4）自粘TPO防水卷材采用胶粘胶搭接时，搭接边的剥离强度要高于胶粘膜搭接方式，并且搭接后浸水处理和日晒处理对搭接边剥离强度基本没有影响，施工时即便有少量雨水湿润搭接边，搭接边剥离强度也仅是略有下降。胶粘胶比胶粘膜的搭接剥离强度更高、受外界因素影响更小、搭接质量更稳定、施工适应性也更好，所以自粘TPO防水卷材的搭接边建议双面涂胶，采用胶粘胶的搭接方式施工。
作者：肖建勇，男，1990年生，高级应用技术研发工程师，一级建造师，主要从事防水材料应用技术研发工作。
原文刊载于《中国建筑防水》2022年第12期。
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