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      對聚合物水泥防水涂料的探討

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      對聚合物水泥防水涂料的探討
      王靜靜1李燁2顧軍杰3
      (1、2 舟山市建筑工程質量監督站 3、舟山市臨城新區開發建設有限公司 浙江舟山 316000)

      1.引言:
      聚合物水泥防水涂料(簡稱 JS 復合防水涂料),是一種以聚丙烯酸酯乳液、乙烯-醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液與各種添加劑組成的有機液料,和水泥、石英砂、輕重質碳酸鈣等無機填料及各種添加劑所組成的無機氟碳涂料通過合理配比、復合制成的一種雙組份、水性建筑防水涂料。適應潮濕或干燥的基面上施工,廣泛應用于工業與民用建筑的屋面、地下和隧道、廣場等市政工程的防水、抗滲。由于高粘結的特點與潮濕基面粘結,易結合于一體,適用于管道、木結構、金屬結構的防水、抗滲、防腐工程。涂料施工簡便,使用可靠、安全,成本也較低。能與施工材料較快黏結,形成完整的保護膜,防水效果突出。加顏料形成彩色涂膜,可做裝飾的作用。由于無毒、無害,無污染滿足的環保要求,也符合防水涂料的趨勢,是近年來發展較快、應用較廣的一種新型雙組分建筑防水涂料。
       
      2. 原料與配方
      2.1 原料的來源
      制備聚合物水泥防水涂料的聚合物種類很多,常用的有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(VAE)、丙烯酸酯、共聚物、氯丁膠乳、丁苯膠乳、水性環氧和橡膠瀝青等。因丙烯酸酯共聚物彈性好,因此,從提高涂膜性能的角度出發,選用丙烯酸酯共聚物并對其進行交聯改性處理,從而大大提高了聚合物-水泥體系的耐水性和耐候性。改性丙烯酸共聚乳液可與水泥水化生成的 Ca(OH)2發生化學反應,生成以離子鍵結合的大分子網絡交織結構,且隨著水化齡期的延長,水化程度越高,這種反應生成物的量就越大。
      表(1)所列配方為例,先摻合液料,在攪拌均勻制成粉料。先按配方稱量水、各種助劑摻合,在與丙烯酸酯膠乳摻合制得液料,把普通硅酸鹽水泥、酸鈣、石英砂均勻制成粉料,按比例配比粉料及液料,然后混合均勻,投入生產乳膠漆設備,制得防水涂料。
      表(1)實驗配方
      表(1)實驗配方
      2.3 防水機理與物理性能
      聚合物水泥防水體系中,聚合物乳液與水泥水化混合后,產生化學反應,在涂層內部聚合物乳液中的水分被水泥吸收,部分水分揮發,另一部分生成水化硅酸鈣等產物。脫水后,混合物水泥顆粒與聚合物逐步靠近并相互連接,形成水泥水化的表面和周圍薄膜或網絡,粘結性和彈塑性的聚合物柔性網絡,咬合水泥水化顆粒包括在一起的粗細骨料而產生柔性、形成高強的有機無機聚合物水泥復合防水涂膜。通過取適量指定的比例液體和固體,調節聚合物液粉比,可以產生不同拉伸強度和斷裂伸長率的產品。與實際防水使用部位的特點和要求,設計防水使用部位自身的性能,滿足針對使用部位技術要求。根據液粉比對涂膜的各種性能,聚合物水泥防水涂料可按工程應用,劃分為 3 個類型適應不同環境,分別為 I 型、Ⅱ型和Ⅲ型 3 個類型產品,I 型適用于室內非長期浸水環境下,建筑物以較大活動量的基層(屋面、墻面);Ⅱ型和Ⅲ型適用于長期浸水環境下,建筑物較小活動量基層(地下室、水池或建筑防水工程 ),其主要技術指標見表 (2)。
      表(2)主要技術指標
      主要技術指標
      3. 探討與研究
      3.1 探討液粉比的影響
      液粉比對涂膜的各種性能都有影響,尤其拉伸性能的影響較為突出。液粉比指涂料中聚合物乳液量與所用粉料的質量的比值,決定涂覆成型的耐水性、剛度、柔韌性,主要成膜物質是依靠聚合物乳液黏結強度,配置其它物質形成防水涂料。因此,防水涂料對液粉比的黏結強度的性能要求高。聚合物乳液組分中作為膠黏劑使用,連接水泥水化物的顆粒,避免較快硬化過程的時間,使涂覆成型后防水涂料更柔韌性,有效改善水泥脆性。液粉比的配置很大程度決定涂覆成型的剛度、黏結性、耐水性和柔韌性,同時也影響水泥表面層與黏結層的脆性,尤其嚴重影響水泥抹面層脹縮開裂。研究液粉比是極其重要,是確保整個防水體系承受溫度變化、風壓形成應力作用,不影響結構變形和收縮的因素。因此,探討液粉比對涂覆成型的影響,尤其涂料拉伸強度的影響是非常必要的,見圖(1)。下面根據圖(1)所示介紹不同的液粉比,影響涂料拉伸強度與斷裂伸長率。從圖(1)中液粉比隨著增大,拉伸強度隨著增大在一定值的情況,隨著呈現降低的趨勢,明顯液粉比為 1,拉伸強度與斷裂伸長率最佳。它們之間的關系:(1)液粉比隨著增大,增多液粉比體系中的水量.涂料中水泥水泥水化物的顆粒反應也比較完全,不斷增大拉伸性能。(2)在一定值后,增加乳液量后,減少其它填料體積,體系中的濃度減小。容易形成急劇下降的涂料拉伸強度。因此,涂料拉伸強度、斷裂伸長率由液粉比、乳液量所決定。(3)從圖(1)可見取值液粉比為 l 時,是保持最佳狀態。當液粉比超過 1 時,涂料拉伸強度迅速下降,涂料的斷裂伸長率反之逐漸上升。增加聚合物柔性成分不斷上升,與無機粉體形成網絡結構,聚合物的界面與無機粉料粘結得到改善,斷裂伸長率引起上升。取值液粉比為 l,是涂料最佳的防水性能。因此,拉伸強度和斷裂伸長率的大小,是由乳液與粉料相互作用形成的有機一無機復合網絡結構決定的。只有乳液與粉劑配置理想,才能形成相互貫穿、牢固粘結成有機一無機網絡結構,從而獲得最佳涂料。
      液粉比對涂料拉伸強度的影響
      3.2 研究防水涂料耐水性能
      圖(2)為不同消泡劑的聚合物水泥涂料變化曲線,混合攪拌過程中,涂料容易產生大量的氣泡,使應力集中,特別是拉伸強度受到影響,留下滲漏隱患。抑制泡沫的產生和消除泡沫,使用消泡劑可以提高體系的耐水性能。因此,添加適量的消泡劑,減少氣泡的缺陷,有效地提高涂膜性能。圖(2)所示是占總量的質量百分比 0.5 的消泡劑時.拉伸強度及斷裂伸長率呈現趨勢最佳,超過占總量的質量百分比 0.5 呈現下降趨勢。由此可見,涂膜性能受到消泡劑用量很大程度影響,適量消泡劑的加入,在生產和施工使涂料產生的大量氣泡迅速減少。達到涂膜致密,涂膜表面不會出現針孔等現象,影響涂膜外觀,增加防水、耐水的性能,適當使用消泡劑的用量至關重要用量,消泡劑用量為 0.5%時,能夠提高防水涂料的性能。
      消泡劑用量對涂料性能的影響
      4.結束語:
      隨著工業化的進程,聚合物水泥防水涂料的優勢更加明顯,越來越多的廣泛的應用。由于產品的性能存在一定的差距,施工應用防水部位不同,要求對防水涂料性能有著區別。因此,要不斷改善生產工藝和配方,生產不同類型優異的產品,方便施工,同時要合理選擇施工工藝,正確使用防水涂料,才能確保聚合物水泥防水涂料的可靠性,提高產品的社會、經濟效益。
      (責任編輯:admin)