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对聚合物水泥防水涂料的探讨

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对聚合物水泥防水涂料的探讨
王静静1李烨2顾军杰3
(1、2 舟山市建筑工程质量监督站 3、舟山市临城新区开发建设有限公司 浙江舟山 316000)

1.引言:
聚合物水泥防水涂料(简称 JS 复合防水涂料),是一种以聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液与各种添加剂组成的有机液料,和水泥、石英砂、轻重质碳酸钙等无机填料及各种添加剂所组成的无机氟碳涂料通过合理配比、复合制成的一种双组份、水性建筑防水涂料。适应潮湿或干燥的基面上施工,广泛应用于工业与民用建筑的屋面、地下和隧道、广场等市政工程的防水、抗渗。由于高粘结的特点与潮湿基面粘结,易结合于一体,适用于管道、木结构、金属结构的防水、抗渗、防腐工程。涂料施工简便,使用可靠、安全,成本也较低。能与施工材料较快黏结,形成完整的保护膜,防水效果突出。加颜料形成彩色涂膜,可做装饰的作用。由于无毒、无害,无污染满足的环保要求,也符合防水涂料的趋势,是近年来发展较快、应用较广的一种新型双组分建筑防水涂料。
 
2. 原料与配方
2.1 原料的来源
制备聚合物水泥防水涂料的聚合物种类很多,常用的有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VAE)、丙烯酸酯、共聚物、氯丁胶乳、丁苯胶乳、水性环氧和橡胶沥青等。因丙烯酸酯共聚物弹性好,因此,从提高涂膜性能的角度出发,选用丙烯酸酯共聚物并对其进行交联改性处理,从而大大提高了聚合物-水泥体系的耐水性和耐候性。改性丙烯酸共聚乳液可与水泥水化生成的 Ca(OH)2发生化学反应,生成以离子键结合的大分子网络交织结构,且随着水化龄期的延长,水化程度越高,这种反应生成物的量就越大。
表(1)所列配方为例,先掺合液料,在搅拌均匀制成粉料。先按配方称量水、各种助剂掺合,在与丙烯酸酯胶乳掺合制得液料,把普通硅酸盐水泥、酸钙、石英砂均匀制成粉料,按比例配比粉料及液料,然后混合均匀,投入生产乳胶漆设备,制得防水涂料。
表(1)实验配方
表(1)实验配方
2.3 防水机理与物理性能
聚合物水泥防水体系中,聚合物乳液与水泥水化混合后,产生化学反应,在涂层内部聚合物乳液中的水分被水泥吸收,部分水分挥发,另一部分生成水化硅酸钙等产物。脱水后,混合物水泥颗粒与聚合物逐步靠近并相互连接,形成水泥水化的表面和周围薄膜或网络,粘结性和弹塑性的聚合物柔性网络,咬合水泥水化颗粒包括在一起的粗细骨料而产生柔性、形成高强的有机无机聚合物水泥复合防水涂膜。通过取适量指定的比例液体和固体,调节聚合物液粉比,可以产生不同拉伸强度和断裂伸长率的产品。与实际防水使用部位的特点和要求,设计防水使用部位自身的性能,满足针对使用部位技术要求。根据液粉比对涂膜的各种性能,聚合物水泥防水涂料可按工程应用,划分为 3 个类型适应不同环境,分别为 I 型、Ⅱ型和Ⅲ型 3 个类型产品,I 型适用于室内非长期浸水环境下,建筑物以较大活动量的基层(屋面、墙面);Ⅱ型和Ⅲ型适用于长期浸水环境下,建筑物较小活动量基层(地下室、水池或建筑防水工程 ),其主要技术指标见表 (2)。
表(2)主要技术指标
主要技术指标
3. 探讨与研究
3.1 探讨液粉比的影响
液粉比对涂膜的各种性能都有影响,尤其拉伸性能的影响较为突出。液粉比指涂料中聚合物乳液量与所用粉料的质量的比值,决定涂覆成型的耐水性、刚度、柔韧性,主要成膜物质是依靠聚合物乳液黏结强度,配置其它物质形成防水涂料。因此,防水涂料对液粉比的黏结强度的性能要求高。聚合物乳液组分中作为胶黏剂使用,连接水泥水化物的颗粒,避免较快硬化过程的时间,使涂覆成型后防水涂料更柔韧性,有效改善水泥脆性。液粉比的配置很大程度决定涂覆成型的刚度、黏结性、耐水性和柔韧性,同时也影响水泥表面层与黏结层的脆性,尤其严重影响水泥抹面层胀缩开裂。研究液粉比是极其重要,是确保整个防水体系承受温度变化、风压形成应力作用,不影响结构变形和收缩的因素。因此,探讨液粉比对涂覆成型的影响,尤其涂料拉伸强度的影响是非常必要的,见图(1)。下面根据图(1)所示介绍不同的液粉比,影响涂料拉伸强度与断裂伸长率。从图(1)中液粉比随着增大,拉伸强度随着增大在一定值的情况,随着呈现降低的趋势,明显液粉比为 1,拉伸强度与断裂伸长率最佳。它们之间的关系:(1)液粉比随着增大,增多液粉比体系中的水量.涂料中水泥水泥水化物的颗粒反应也比较完全,不断增大拉伸性能。(2)在一定值后,增加乳液量后,减少其它填料体积,体系中的浓度减小。容易形成急剧下降的涂料拉伸强度。因此,涂料拉伸强度、断裂伸长率由液粉比、乳液量所决定。(3)从图(1)可见取值液粉比为 l 时,是保持最佳状态。当液粉比超过 1 时,涂料拉伸强度迅速下降,涂料的断裂伸长率反之逐渐上升。增加聚合物柔性成分不断上升,与无机粉体形成网络结构,聚合物的界面与无机粉料粘结得到改善,断裂伸长率引起上升。取值液粉比为 l,是涂料最佳的防水性能。因此,拉伸强度和断裂伸长率的大小,是由乳液与粉料相互作用形成的有机一无机复合网络结构决定的。只有乳液与粉剂配置理想,才能形成相互贯穿、牢固粘结成有机一无机网络结构,从而获得最佳涂料。
液粉比对涂料拉伸强度的影响
3.2 研究防水涂料耐水性能
图(2)为不同消泡剂的聚合物水泥涂料变化曲线,混合搅拌过程中,涂料容易产生大量的气泡,使应力集中,特别是拉伸强度受到影响,留下渗漏隐患。抑制泡沫的产生和消除泡沫,使用消泡剂可以提高体系的耐水性能。因此,添加适量的消泡剂,减少气泡的缺陷,有效地提高涂膜性能。图(2)所示是占总量的质量百分比 0.5 的消泡剂时.拉伸强度及断裂伸长率呈现趋势最佳,超过占总量的质量百分比 0.5 呈现下降趋势。由此可见,涂膜性能受到消泡剂用量很大程度影响,适量消泡剂的加入,在生产和施工使涂料产生的大量气泡迅速减少。达到涂膜致密,涂膜表面不会出现针孔等现象,影响涂膜外观,增加防水、耐水的性能,适当使用消泡剂的用量至关重要用量,消泡剂用量为 0.5%时,能够提高防水涂料的性能。
消泡剂用量对涂料性能的影响
4.结束语:
随着工业化的进程,聚合物水泥防水涂料的优势更加明显,越来越多的广泛的应用。由于产品的性能存在一定的差距,施工应用防水部位不同,要求对防水涂料性能有着区别。因此,要不断改善生产工艺和配方,生产不同类型优异的产品,方便施工,同时要合理选择施工工艺,正确使用防水涂料,才能确保聚合物水泥防水涂料的可靠性,提高产品的社会、经济效益。
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