双组份丙烯酸类离聚物改性水泥基防水涂料的应用

双组份丙烯酸类离聚物改性水泥基防水涂料的应用

杨锐 ,阮广雄2 刘国荣3
[1.广东工业大学,广东广州510090;2.广东省石油化工建筑设计院,广东广州5101303.德高(广州)建材有限公司,广东广州510235]

O 引言
建筑防水工程的应用极为广泛,因其直接影响到各类工程质量而突显重要。发达国家于20世纪六七十年代开始研究新型建筑防水材料,如日本用了近15年时间成功研发并推广使用的聚合物水泥防水涂料多达62种;水泥基渗透结晶型防水材料最早在德国诞生,美国则借助快速发展的化工技术研发出一系列以橡胶和塑料为基料的新型防水材料。我国于20世纪90年代初才涉足环保型防水建材的研制领域。目前,以聚氯乙烯、弹性体改性沥青、三元丁橡胶、白粘聚合物改性沥青聚酯肽、聚氨酯、丙凝等为原料的各种合成高分子防水卷材及涂料已在全国逐步推广应用『2_引。双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料是近年来推广应用的新一代环保型防水涂料,也是水泥基防水涂料的未来发展方向之一。

1. 材料性能
1.1 防水机理
双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料(渗透结晶型)是一种柔性的水硬性防水涂料,主要由硅酸盐水泥、精细硅砂、助剂粉料(含特殊活性化学物质,包括有加快结晶形成的催化剂和减小表面张力、增加渗透能力的表面活性剂等)和液态高聚物添加剂等组成。其中液态高聚物添加剂是一种由羧基苯乙烯酸丁基橡胶组成的具有极强渗透性的纳米级溶液。当上述粉料与添加剂按一定配比混合后,其活性成分即以具有强渗透性的溶剂为载体渗透到基材的毛细孔和微裂纹中,并发生化学反应,与底材融为一体后形成一层结晶致密的弹性防水膜,可大大提高基材的密实性,有效阻遏水的通过。防水膜对混凝土或灰浆均有良好的粘附性,固化后不会产生收缩且富有柔韧性,可适应建筑结构轻微的震动以及小于2m m 的位移。该防水涂料可应用于室内外混凝土、砖石建筑结构体的防水抗渗,并能满足可能出现轻微震动及微裂缝的建筑结构体的防水需求,如屋顶、地面、后浇带、干缩缝、厨房、卫生间、阳台、地下室内外墙、蓄水池、管道口周边等部位。

1.2 性能及应用特性
材料种类不尽相同,其性能特点也因材而异。只有全面了解材料的特性指标,才能合理选材。防水材料的优劣判断标准包括:弹性伸长率、透水性、抗压和抗裂强度、抗老化性等。还包括其与基材的粘结性及其与表面饰材的粘结性。以下选取某品牌的该类防水涂料(渗透结晶型)和同品牌聚合物水泥防水涂料(乳液型)制成试样进行试验,结果见表1

通过对表1中的试验数据比较可以看出:
(1)在粉、液料比几乎相同的情况下,渗透结晶型改性水泥基防水涂料的28 d抗压、抗折强度均比聚合物水泥防水涂料的高,其中抗压强度高48.1%。对于有防水要求且又承受一定荷载的结构构件或部位,如埋地蓄水池、地下室外墙等,适宜选用有较好力学性能的渗透结晶型改性水泥基防水涂料。
(2)以上2种材料均有较好的潮湿基面粘结强度(标准要求大于1.0 MPa),说明二者均适合用在潮湿环境下的基材防水。因前者的初凝、终凝时间较长,对于时问紧迫的抢修工程来说,防水层的施工宜选用后者。
(3)理论上,抗渗压力越大,材料的抗渗性能越好。尤其是二次抗渗性,充分体现防水材料堵塞基材孔隙的能力,间接反映其防水功效。但由于材料的特性是渗透结晶,它的抗渗效果是在有水分的前提下而逐渐提高的,且随时间增长效果愈明显。在形成防水膜初期,它的抗渗性并不高,而目前一些渗透结晶型涂料的二次抗渗压力可高达1.0 MPa以上。故仅存在3种可能性:即涂料渗透性能异常好;试验时加大了涂层厚度;属非渗透结晶型的改性水泥基防水涂料。
总之,双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料由于其渗透结晶的作用,即使表层防水膜被刺破,防水能力并不减弱很多。可用于迎水面或背水面防水,在高水压的情况下,其防水功效不变。具有良好的湿基面粘结性能,特别适合地下防水工程的应用。其良好的柔韧性,能抵御建筑物的轻微震动和各种原因所产生的微裂缝。

2 施工工艺与工程应用
结合深圳粤港游艇会会所地下室防水、上海世博会中国馆地面防水等工程的现场施工情况,对双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料的施工工艺与技术要点做一阐述。其工艺流程依次为:基层清理一物料拌合_÷涂刷或喷涂一养护一检查验收一成品保护。
2.1 基层清理
(1)混凝土基面应结实平整,无油污、无混凝土脱模剂及其它杂物,并清理表面浮尘。基面必须用清水充分湿润,但不能有积水。
(2)对新浇注的混凝土基面,应有14~28 d的养护时间,防止混凝土前期收缩对涂层造成影响。对含油污的基面应用10%NaOH溶液进行搓洗,并用清水清洗干净,这样有利于涂料均匀涂敷,并与基面形成较好的粘结。
(3)基面与墙体、管道El等结构部位的连接转角处应做成45º圆弧形(见图1),以确保这些部位的涂布质量。圆弧大小可按阴角直径大于50 mm、阳角直径大于10 mm为参考确定。

(4)若基面有较大裂缝和孔洞等缺陷,必须用砂浆修补。凸出的螺丝、螺栓建议先用环氧树脂进行封闭。
2.2 物料拌合
称量须准确,误差不得超过5%。按配比将液态高聚物添加剂倒入料桶,然后边搅拌边缓慢加入粉料,直至生成无沉淀、无粉团的膏状胶浆。如果采用机械搅拌,搅拌棒的转速为400~500 r/min时可取得最佳拌和效果。不应掺水搅拌,也不要随意改变物料的比例。调配好的浆料一般宜在1 h内用完,若出现凝固的膏体则不可再用。防水材料应充分拌和3—5 min,形成均匀胶浆。浆液拌匀后需放置10 min,再拌和一次才能使用。涂刷过程中应保持间断性的拌和,以防止沉淀。

2.3 涂刷或喷涂
用滚刷或喷枪分2次将胶浆均匀涂覆在处理好的基面上,每次涂喷的方向应相互垂直。从该涂料的应用情况看,主要存在两大问题,一是涂层厚度的控制,二是掌握单位用量与抗渗性的关系。涂料中活性成分的含量恒定,若想获得更多的生成物堵塞基材毛细孔,必须有一定的厚度或单位面积用量。建议涂料的单位面积用量不小于1.8 kg/m ,当然,用量越多,抗渗性越好。需视工程状况而定,使用过量则非经济合理的方案。涂刷(或喷涂)分2次进行,用滚刷将胶浆均匀涂在处理好的基面上,涂层厚度为0.8~1.0 mm。待第1层完全干透后(刚好不粘手,约2—4 h)再涂刷第2遍,厚度为0.8~1.0 mm,两遍的涂刷方向应交错进行。每次涂刷的接槎宽度不应小于100 mm。涂层的总厚度应不小于1.0 mm,以1.5 2.0 mm最为合适。值得注意的是,该防水涂料具有良好的潮湿基面粘结强度和二次抗渗性能,同时具有背水面防水的作用,故喷涂时可采用外防外涂或外防内涂2种方式。

2.4 养护
浆料涂刷后24 h内需进行养护。首先需防止在涂层上面行走,建议用细雾喷水或湿布覆盖涂层2—3 d。然后进行全面细致的检查,对发现的砂眼、气孔、刮痕、刺破及损坏处应立即进行修补。养护7 d后可进行24 h闭水试验,水池的防水工程应空置2周后才能充水使用。

2.5 成品保护
当涂料防水层是施工过程的中间工序时,其后续工序(如回填、钢筋绑扎等)均有可能损伤已做好的防水层,故在铺设刚性保护层之前不应在防水层上进行施工操作或堆放物品。待涂料完全固化后(2 3周),其上再做厚度为20 mm、1:2.5的水泥砂浆保护层,以发挥更好的保护作用。若防水施工为最后一道工序,该防水涂料亦可不设刚性保护层。

2.6 施工环境
防水工程施工应选择在良好环境条件下进行。一般情况下,防水涂料不得在雨天、雾天、5级及以上大风时施工。环境气温在5~35 最为合适,温度过高或过低都会使活性分子还未渗入基面毛细孔便已固化成膜,失去渗透结晶的功效,整体防水效果将人打折扣,一旦涂膜破损,将无法防水。

3 工程实例
3.1 上海静安500 kV输变电站地下室防水工程
工程概况:上海静安500 kV变电站目前是号称“全国第一、亚洲第二”的变电枢纽工程,其输变电的最远距离直达上海浦东,重点是对上海市区内环线内进行供电,为2010年上海世博会提供了有力的能源支持。本工程的防水部分使用了双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料(德高KI 1 Ma—tryx,渗透结晶型),用于防水浆料以及堵漏修补材料,效果良好。
3.2 广东省质量技术监督局办公大楼地下室
工程概况:该项目3层地下室使用双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料f德高渗透结晶型防水涂料和柔韧性K11(Ⅱ型)1,使用面积达2万m 。通过对若干施工单位与产品生产商的调查得知,近年来使用该类防水涂料的防水工程项目有:上海世博会中国馆,上海大剧院,珠海仁恒·星园(楼盘的地下室、屋面和卫生间),湛江城市假日花园(楼盘的厨房、卫生问),苏州中茵皇冠国际社区,深圳粤港游艇会会所(地下室),桂林长岛16区(厨房、卫生问),广州中国大酒店(应用于翻新工程),广州花园酒店(应用于露天游泳池),广 HI大学城广东科学中心(地下室),北京顺义彩虹桥(应用于桥面防水),沈阳华晨金杯地下室防水,合肥金色地带楼盘等。在上述防水工程施工完成之后,经现场抽样检测均能满足技术指标和使用要求。

4 结语
(1)双组份丙烯酸类高聚物改性水泥基防水涂料(渗透结晶型)是一种柔性的环保型水硬性防水涂料,具有无机材料良好的耐水性、耐久性、耐老化性和耐腐蚀性,适应于各类气候环境使用。兼具有机材料较高的柔韧性,断裂延伸率高,可适应基层材料一定程度的变形能力。
(2)该防水涂料所具有的渗透结晶作用大大加强了防水功能,能适合迎水面和背水面防水;即使在高水压的情况下,其防水功效不变。
(3)该防水涂料具有良好的湿基面粘结强度和抗压强度,可应用于室内外混凝土、砖石建筑结构体的防水抗渗,特别适合地下防水工程的应用。其良好的柔韧性,能抵御建筑物的轻微震动和各种原因产生的微裂缝。
(4)该类涂料具有工艺流程科学、施工方法简便、施工周期短等优点。无毒无味,是一种新型的环保防水材料。

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