聚合物水泥類防水涂料的應用研究

楊延培/邢臺市建設工程質量檢測中心

聚合物水泥類防水涂料的應用研究

楊延培/邢臺市建設工程質量檢測中心

聚合物水泥防水涂料（JS 防水涂料）由于具有普遍適用性強、絕對密封性好以及綠色環保等特點，被認為是防水行業內最有前景的防水材料之一。但目前該產品存在與水泥相容性差，防水涂膜力學性能不佳等缺點。

聚合物水泥防水涂料；應用；研究

一、聚合物水泥防水涂料概述

聚合物水泥防水涂料是一種由聚丙烯酸酯乳液（PA）或者聚醋酸乙烯酯-乙烯共聚乳液（VAE）等常用乳液，和水泥與石英砂等無機填料及各種添加助劑所組成的通過水分揮發或者與水泥水化反應而固化水性雙組份建筑防水涂料。聚合物水泥防水涂料主要由有機成膜物質（乳液）、無機填料與助劑等三大塊組成的雙組份涂料體系。

聚合物水泥防水涂料特點：

1.聚合物水泥防水涂料所用乳液是水性體系，產品無毒無污染清潔環保，運輸與施工安全，對施工人員無危害。

2.聚合物水泥防水涂料由于乳液的柔性與水泥的剛性，耐水、耐候、耐老化性能優良，與色漿等顏色物質體系配伍性好，可制成彩色體系。

3.產品能夠流平與抗流掛性能好，不僅在立面而且在頂面均可直接施工，且施工操作簡單、工期短。

4.產品與基材的粘結強度大，對各種建筑材料附著力大、空隙流動填補性強，并與其形成無縫的致密防水涂層。

二、聚合物水泥防水涂料施工工藝概述

在正確的施工方式下聚合物水泥防水涂料的效用得以極大地發揮。該防水涂料的施工工藝與其他涂料的類似，即由以下六個步驟：

1.基材處理，基材表面應該干凈整潔平整，如有陰陽角應做圓弧處理，表面不平整應用水泥漿或者膩子找平；

2.底涂處理，在地漏等關鍵部位應當直接用聚合物防水涂料提前處理；

3.按照產品指定的配方比例配制聚合物水泥防水涂料，攪拌均勻；

4.第一道涂覆，可滾涂刷涂刮涂等，涂膜應該均勻平整，不得有氣孔，起泡等現象。如基材表面強度不夠，可墊置增強底材如無紡布，待其實干；

5.第二道涂覆，涂覆要求與

6.相同并待實干，重復多道涂覆直至到預定濕膜厚度。

三、聚合物水泥防水涂料性能的影響因素

（一）聚灰比對聚合物水泥防水涂料性能的影響

聚灰比（P/C）是指乳液中聚合物實際質量（即固體質量）與水泥質量之比，在聚合物水泥防水涂料中是一個非常重要的參數。聚灰比是 JS 防水涂料中對無機有機“剛柔特性”的量化指標。當聚灰比接近于零時，JS 防水涂料主體成分為水泥即體現出水泥剛性特征；反之當聚灰比趨近于無窮大時，JS 防水涂料主體成分為聚合物即體現出聚合物柔性的特征。因此選定合適的聚灰比范圍是制備一款優質的聚合物水泥防水涂料產品的關鍵前提。在水泥水化體系中加入改性苯丙乳液后，一方面 JS 防水涂料的顏填料體積濃度減少即體系的水分量相對增加；另一方面苯丙乳膠粒子包覆在水泥水化顆粒外圍延緩水化作用降低水分的消耗速率。

（二）成膜助劑對聚合物水泥防水涂料性能的影響

成膜助劑是一類高沸點的溶劑，可以溶脹軟化乳膠粒子使其增加可塑流動性與粒子的形變能力，使得成膜固化時乳膠粒子充分聚集與融合在一起。成膜助劑可以顯著降低成膜溫度，降低防水涂料施工溫度要求。由于成膜助劑TEXANOL-12對苯丙乳膠粒子的軟化溶脹作用，因此粘度伴隨著成膜助劑的含量增加而變大。吸水率隨成膜助劑含量增大總體變化不大，但是有明顯的變小趨勢，這是由于成膜助劑是一類高沸點有機溶劑，自身有憎水特性；其次成膜助劑的引入使得乳膠粒子變得柔軟因而高分子聚合物鏈段更為舒展，故防水涂料成膜時乳膠粒子更為有效地流入與填充進水泥水化毛細管孔道，涂膜變得更為致密能夠減少對外界水分的吸收。此外，雖然涂膜變得致密但由于成膜助劑對防水涂膜有機層的軟化作用影響更為明顯，故而防水涂膜的力學強度是呈現下降的趨勢，綜上，考慮到國標最高指標所以當成膜助劑為0.75%時，涂膜的斷裂伸長率高達283%、拉伸強度為 1.87MPa與粘結強度分別為1.15MPa，各項性能最優且滿足國標 I、II 型的要求。

（三）消泡劑對聚合物水泥防水涂料性能的影響

消泡劑是一類能夠降低混合體系表面張力而具有脫泡與抑泡功能的助劑。聚合物水泥防水涂料是一種雙組份涂料，需在涂覆施工前快速攪拌均勻，因此該涂料體系容易在混合攪拌時引入大量的氣泡，氣泡不僅在防水涂膜表面產生凹凸不平的外部缺陷，更影響防水涂膜的內部結構。為增加消泡劑與 JS 防水涂料的相容性，本實驗采用水性涂料用有機硅消泡劑 BYK-028。JS 防水涂料中消泡劑 BYK-028 用量有最佳使用范圍，當使用量低于或者高于最佳范圍其力學性能表現不佳。這是由于當低于消泡劑最佳使用量時防水涂膜中的氣泡并不能充分脫除，涂層中存在大量的結構性缺陷。當外界施加應力，氣泡導致的結構坍塌處曲率最大故而此處的應力最為集中最先出現斷裂紋，應力沿著裂紋方向釋放，而涂層由于氣泡處的結構缺陷的導致拉伸強度與斷裂伸長率均偏低。當高于消泡劑最佳使用量時防水涂膜容易出現魚眼縮孔等現象，這是由于消泡劑是一類表面能非常低的助劑，用量過高導致消泡劑局部聚集且涂料的潤濕方向是從低表面張力到高表面張力，因而在消泡劑聚集的低表面張力處無法鋪展，形成大大小小的微型凹坑，這類凹坑也構成涂膜的結構缺陷，同理也影響涂膜的力學性能。

（四）填料品種對涂料性能的影響

聚合物水泥防水涂料中除了聚合物乳液和水泥以外，還需要使用適量的填料，以減小涂膜的收縮和降低涂料的成本。常用的填料是石英粉(砂)、方解石粉、滑石粉和粉煤灰等無機材料。這些材料與水泥水化產物的結合以及與有機乳液之間 的結合，對涂料的性能產生一定影響。從涂料的黏度來說，使用滑石粉作填料時涂料的黏度最高，方解石粉次之，粉煤灰的最低。從涂膜的拉伸性能來說，粉煤灰能夠參與水泥的水化，方解石粉與水泥水化產物有較好的界面結合，因而拉伸 強度以粉煤灰最大，方解石粉次之，滑石粉最小；斷裂伸長率與之相反；三種填料的涂膜的吸水率相似。

四、結語

由于環境溫濕度對防水涂料成膜性能的影響，施工時應考慮施工環境的因素，根據配方中聚合物、水泥、顏填料、助劑的相互作用，調整適當的比例，滿足國標 GB／T23445—2009規定的各種型號要求。

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