聚合物水泥防水涂料的研制及施工要点

1 前言
      聚合物水泥防水涂料( ] S复合防水涂料) 是由乳液、粉料和助剂等复合而成的新型防水涂料, 与各类溶剂型防水涂料最大的不同特点是其为水基产品,一般不含挥发性有毒溶剂, 即使在较封闭的小空间施工, 除了需要更长时间干燥成膜的技术要求外, 不会危害施工人员的人身安全。在聚合物水泥防水涂料中, 聚合物乳液与水泥协同作为成膜物质, 使其防水涂膜耐老化性能、机械性能均十分优良, 并且具有防水透气、环保安全、施工方便、应用广泛等优点,使之在这几年中成为发展较快的一类新型建筑防水涂料。

2 配方设计机理
      聚合物水泥防水涂料的配方设计机理是基于有机聚合物乳液失水而成为具有粘结性和连续性的弹性膜层, 水泥吸收乳液中的水而硬化, 从而使柔性的聚合物膜层与水泥硬化体相互贯穿, 牢固地粘结成一个坚固而有弹性的防水层。柔性的聚合物填充在水泥硬化体的空隙中, 使水泥硬化体更加致密而又富有弹性, 涂膜具有较好的延伸率; 水泥硬化体填充在聚合物中, 使聚合物具有更好的户外耐久性和更好的基层适应性。因此聚合物水泥防水涂料是一种高强、坚韧、耐久的弹性涂膜防水层。

3 实验部分
3 . 1 原材料
丙烯酸乳液A 、丙烯酸乳液B 、普通硅酸盐水泥、混合粉料、消泡剂、防腐剂。

3 . 2 试验配方
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3.3产品主要性能测试
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4 结果与讨论
4.1聚合物(乳液)对涂料性能的影响
刚性的水泥材料在水泥终凝时, 多余水分的蒸发会不断增加收缩应力, 导致水泥材料的龟裂和尺寸收缩。聚合物水泥基复合防水涂料由于加入了聚合物, 不但能降低水泥干缩, 而且可以明显地增加水泥材料的柔性,提高其应变性能。因此在聚合物水泥防水涂料中,聚合物胶膜网络是改性水泥材料从刚性实现柔性的关键, 也就是说聚合物本身的机械性能对水泥材料的改性起着至关重要的作用, 选择哪种聚合物是最关键的。

在聚合物水泥防水涂料中最常用的乳液有丙烯酸乳液和VAE乳液(醋酸乙烯一乙烯共聚物乳液)。丙烯酸类乳液从单体结构上看其耐水性、耐候性、柔韧性都较好; 而VAEgL乳液从单体组成来看.因其含有85%左右的醋酸乙烯,分子极性相对较大, 耐水性较差, 所以从单体的角度来分析,丙烯酸类乳液做防水涂膜要比VAEgL液做成的防水涂膜在耐水性、耐候性等方面具有一定的优势。从与水泥作用点分析,丙烯酸类乳液本身软,其伸长率大, 活性基因少, 与水泥的作用点也少, 即使用较多的水泥等粉料,伸长率仍保持不错,所以选用丙烯酸类乳液较VAE乳液好一些。为了配制出高性能的水泥基复合防水涂料, 我们选择丙烯酸乳液A和丙烯酸乳液B。丙烯酸乳液B较丙烯酸乳液A有更强的水泥兼容性。
选择乳液时我们还着重考虑以下几点:
(1)丙烯酸乳液,随着Tg的升高,涂膜的硬度、强度上升,延伸率降低,钙离子稳定性逐渐变差。
(2)丙烯酸乳液, 随着Tg的升高,涂膜的吸水率逐渐降低,耐水性提高。
(3)在一定范围内,乳化剂量的增多, 乳液对水泥的稳定性上升; 乳液Tg增高,有利于乳液/水泥混合稳定性;在低Tg下, 可通过保护胶来稳定乳液与水泥的混合。

4.2粉料量对涂料性能的影响
水泥是粉料中最重要的组成部分。最常选用的是32.5~42.5级硅酸盐水泥、白水泥等水泥品。采用白水泥可制造出彩色聚合物水泥防水涂料。水泥应经磨细处理, 细度越高,其分散及水化作用越剧烈, 形成凝聚结构的接触点越多,越有利于产品性能的提高。粉料部分还包括碳酸钙, 石英粉等。碳酸钙是一种弱极性物质, 在聚合物水泥防水涂料成型时有一定的活性作用, 主要体现在弱缓冲性上, 可调节PH值, 从而调节水泥和水化速度及防水涂膜的成型过程。经相关科技人员研究发现, 如用碳酸钙代替石英粉, 其成型的防水涂膜硬度、拉伸强度会比用石英粉的高, 断裂伸长率则会比加石英粉的略低。随着粉量的增加,涂料的硬度、拉伸强度增大, 而断裂伸长率降低, 在一
定的用量范围内, 粉料对乳液的增强作用比较明显。

4.3研制结论
配方1属于JS复合防水涂料I型产品,主要适用于非长时期浸水环境下的建筑防水工程;配方2属于JS复合防水涂料Ⅱ型产品,主要适用于长时期浸水环境下的建筑防水工程。两个产品完全达到JC/T894—2001的要求。聚合物防水涂料具有优良的化学稳定性,不含有机挥发性物质,属于新型环保建材,能在一定程度上节约防水工程的造价。

5 施工要点
5.1涂料的配制
双组分的聚合物水泥防水涂料因其含有水泥这一胶凝成分,使涂膜干燥时间短, 其适用时间也较短。所以其施工使用时与丙烯酸防水涂料有所不同,应现配现用。并且一定要用专用的搅拌器严格按照厂家说明的配比搅拌均匀。

5.2加水调配
在第一遍涂刷施工时可适量加水将涂料稀释而改善对基层的渗透, 以提高对基层的粘结力。但一定要注意加水量不要超过说明书的范围, 如果加量过大,会严重改变水灰比而影响涂料的性能。一般情况下我们不建议加水调配。

5.3施工环境
]S防水涂料较其他防水涂料的特点是可在潮湿基层施工。但也有一个潮湿程度问题,并不是说任何潮湿的气候环境条件或非常高的基层含水率情况下均可施工。因为JS涂料中胶乳是通过挥发固化的。过高的基层含水率和太潮湿的气候条件对胶乳的固化成膜不利,会降低涂膜的延伸率。同时,JS涂料中的水泥又是通过水化固化的。太干的基层和气候条件又对水泥固化不利。所以在炎热干燥季节施工时又要在基层略喷洒些水后再施工。其实,JS涂料对施工的温度和湿度范围还是有一些要求的,一般温度在5~35Oc 、湿度在50名~7O%较为适宜。不顾温湿度条件随意施工jS涂料, 虽然也能成膜, 但涂膜性能相去甚远。

5.4涂层厚度
保证相宝的涂层厚度, 是保证相应的性能和使用年限的前提。控制涂层的厚度可以从施工用量上来控制, 但一定要注意施工时每道薄厚要均匀。也不可一道施工太厚以减少涂层开裂现象。监理人员不要以施工道数来确定施工厚度,以免施工人员将涂料加水稀释后来满足施工道数的要求, 实则没有达到相应的厚度,使最终涂膜的性能大打折扣。

6 结语
聚合物水泥防水涂料具有较好的物理力学性能,是近年兴起的一种绿色环保防水材料,由于其防水效果突出、工期短、成本较低,且使用方便安全, 受到建设设计部门和施工单位的普遍欢迎。一种性能良好的JS防水涂料,在于正确选择聚合物乳液、水泥、助剂和科学确定储备的水性涂料企业。预计, 水性涂料今年有望实现普及放量、快速增长,我国涂料行业市场格局也将产生巨大变化。未来5~8年,水性涂料有望占 国内涂料市场50%以上的份额。随着今后大批量推向市场, 水性涂料必将受到越来越多追求健康环保消费者的青睐。当前提高水性涂料的物性, 降低制造成本是当务之急。我国应大力投入到这场既是机遇又是挑战的研发行列中去。

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