屋面用聚氯乙烯防水卷材老化性能分析

王雪莉

（通標標準技術服務（上海）有限公司，上海 201319）

1 案例介紹

某廠房使用4 年后，屋面防水層出現受損破壞，廠房屋頂防水層屋面防水材料采用聚氯乙烯防水卷材，通過對防水卷材進行性能檢測，與現場未破壞樣品進行比對試驗。廠房屋面防水卷材采用聚酯纖維織物內增強型聚氯乙烯防水卷材（外露），規格1.2mm×2.0m×25m，檢驗標準《聚氯乙烯（PVC）防水卷材（GB 12952—2011）》（以下簡稱“標準”）。

2 破損情況調查

屋面卷材主要存在線狀破損及點狀破損兩種類型，線狀破損主要位于屋面卷材與采光天窗交接處，點狀破損主要位于屋面防水卷材表面。

通過調查發現，防水卷材塊表面點狀破損點直徑在10mm 左右，防水卷材塊表面破損密集程度不一，同時部分卷材表面未見點狀破損。故按卷材塊表面破損點密集程度進行受損程度劃分為：嚴重受損、一般受損、輕微受損以及基本完好等四種受損程度。各種劃分程度定義：嚴重受損：卷材塊表面點狀破損點分布廣且密集；一般受損：卷材塊表面點狀破損點分布廣但不密集；輕微受損：卷材塊表面僅存在個別可見點狀破損點；基本完好：卷材塊表面未見明顯破損點。

3 防水卷材測試

依據防水層破壞情況，采用局部破損方法進行取樣，做好標記，并將樣品帶回實驗室檢測。

3.1 受損情況劃分

對屋頂防水卷材受損情況劃分為：嚴重受損（以下簡稱“嚴重”），一般受損（以下簡稱“一般”）、輕微受損（以下簡稱“輕微”）、完好、熱老化完好、對比熱老化，根據屋頂防水卷材受損情況，此次取樣為定點取樣，一共十三組，為更直觀對比檢測結果受損區域采樣均用字母代替，詳見表1。

3.2 檢測參數

此次檢測參數為：最大拉力、最大拉力時伸長率、梯形撕裂強度、不透水性、熱處理尺寸變化率、低溫彎折性。

3.3 儀器設備

此次所用儀器設備包括：電子數顯卡尺、鋼直尺、防水卷材不透水儀、微機控制電子萬能試驗機、彎折儀和電熱恒溫鼓風干燥箱。

3.4 樣品尺寸

檢測樣品尺寸見表2。

表1 屋頂防水卷材受損情況

表2 檢測樣品尺寸

3.5 檢測結果

檢測結果見表3。

由檢測結果可知：

（1）嚴重區域最大拉力平均值341N/cm，達到標準要求的136%；一般區域最大拉力平均值347N/cm，達到標準要求的139%；輕微區域最大拉力平均值342N/cm，達到標準要求的137%；完好區域最大拉力平均值328N/cm，達到標準要求的131%；熱老化完好最大拉力平均值309N/cm，達到標準要求的124%；對比熱老化最大拉力平均值354N/cm，達到標準要求的142%。

（2）嚴重區域最大拉力時伸長率平均值24%，達到標準要求的160%；一般區域最大拉力是伸長率平均值25%，達到標準要求的167%；輕微區域最大拉力時伸長率平均值24%，達到標準要求的160%；完好區域最大拉力時伸長率平均值26%，達到標準要求的173%；熱老化完好最大拉力時伸長率平均值24%，達到標準要求的160%；對比熱老化最大拉力時伸長率平均值27%，達到標準要求的180%，

（3）嚴重區域梯形撕裂強度縱向平均值278N，達到標準要求的111%；橫向強度平均值158N，達到標準要求的63%。一般區域梯形撕裂強度縱向平均值268N，達到標準要求的107%；橫向強度平均值155N，達到標準的62%。輕微區域梯形撕裂強度縱向平均值288N，達到標準要求的115%；橫向強度平均值176N，達到標準的70%。完好區域梯形撕裂強度縱向平均值270N，達到標準要求的108%；橫向強度平均值165N，達到標準的66%。熱老化完好梯形撕裂縱向強度值270N，達到標準要求的108%；橫向強度值163N，達到標準的65%。對比熱老化梯形強度縱向值244N，達到標準要求的98%，橫向強度值153N，達到標準的61%。

（4）“不透水性”所有檢測樣品中B1 出現透水現象，其余未出現透水現象。

（5）嚴重區域熱處理尺寸變化率縱向平均值-0.3%，橫向平均值-0.3%。一般區域熱處理尺寸變化率縱向平均值-0.4%，橫向平均值-0.5%。輕微區域熱處理尺寸變化率縱向平均值-0.05%，橫向強度平均值-0.4%。完好區域熱處理尺寸變化率縱向平均值-0.95%；橫向平均值-0.55%。熱老化完好熱處理尺寸變化率縱向值-0.4%，；橫向值-0.8%。對比熱老化熱處理尺寸變化率縱向值-0.4%，橫向值-0.4%.

（6）在所有“低溫彎折”項目檢測中均有裂紋。

表3 檢測結果

4 小結

屋面防水卷材在外露情況下，受日光照射風化作用，材料性能有一定程度下降，根據現場取樣測試結果驗證，屋面防水卷材在使用4 年后存在部分測試參數未達到檢測標準要求的情況。

根據防水卷材表面點狀破損點的分布的不均勻性，卷材表面點狀裂紋可能由于未滿粘的卷材與基層存在了大面積空隙層。基層潮濕產生的水氣無法排出，聚集在卷材與基層及保溫層之間，形成大面積的“氣包”，此時受大氣溫度升降的影響（一般表現為晝夜溫差和季節性氣溫變化），當包內水汽因氣溫下降發生凝結時，氣壓隨之下降，卷材層自身擁有一定的強度，致使鼓包無法恢復原狀，因此使其內部形成負壓，如此又會吸收基層所含濕氣，最終使包內水分含量增加。而當溫度升高時，包內因水分蒸發加劇而產生較大壓力，致使鼓包體積膨脹。在防水層鼓包處，在高溫環境下，卷材出現上曬下蒸現象，卷材所受拉力隨著溫度升降時大時小，如此長期作用下，使卷材加劇疲勞和老化，并在薄弱部位率先發生破壞，形成現場的大面積點狀破壞。嚴重區域卷材表面未破損部分遍布細小龜裂紋即是很好的證明。

以上原因分析僅是根據現場卷材破損狀況及施工現場及卷材材質檢測結果綜合分析，未經試驗驗證，故點狀裂紋的成因僅供參考。