高分子蠕变型自粘防水卷材的机理分析及自愈试验概览

首页 > 防水论文 > 中国建筑防水网

高分子蠕变型自粘防水卷材的机理分析及自愈试验

作者:admin 人气: 发布时间:2015-04-23

高分子蠕变型自粘防水卷材的机理分析及自愈试验

朱光皓

 

前言

高分子蠕变型自粘卷材是为适应基层变化而研发的新型防水卷材,其抗基层变形和开裂能力、与潮湿基面的粘结效果、低温粘结效果、铺贴施工的便利性均较为突出,在抗刺穿性和刺穿自愈合性方面也有良好的表现。高分子蠕变型自粘防水卷材的粘结层是水合性高分子变性材料,具有变形能力强,在外应力的作用下变形而不损坏,不产生内应力,不传递应力的特性,可达到“以柔治水”的效果,并能彻底解决基层变化的影响和湿面粘贴的难题。此产品在生产和施工过程中节材、节能、环保,符合国家“绿色建筑创新”的政策。

1 卷材主要特点分析

1.1蠕变抗裂性:通过卷材自身的蠕变来消除基层应力对防水层的影响。蠕变型自粘型防水卷材系采用线性高分子丙烯酸酯材料加工而成,卷材在受基层变形拉伸时,卷材中蠕变料的长链高分子随着基层变化而互相滑动流平,卷材中应力骤减,甚至消失,因此不会使防水层受到拉伸,导致防水层开裂或长期处于高应力状况下而加速老化。

1.2湿粘结性:卷材能在潮湿基面上可施工。卷材本体长链分子含有丰富的亲水性链段,这些链段形成的游离键相当于爪子一样能伸入基层表面的孔隙中牢牢地抓紧基面的微观结构为多孔结构。蠕变分子的亲水性链段可以直接伸进水泥胶体的孔隙中也可以通过水分子带入水泥胶体的孔隙中。

1.3自愈合:卷材出现破损或被外物穿刺后,柔软的物料就会自动往刺穿留下孔洞处流动,以消除孔洞处的内应力,同时遇水后卷材中分子的亲水性链段就会吸水微膨胀自愈缺陷处,以阻止水的通过,而且也阻止了窜水现象的产生,提高了防水的可靠度。

1.4防窜水性:窜水的防止需要通过卷材的满粘来解决。因为防水基面的微观结构并不平整,粘结层厚度不够或柔软度不够,粘结料不能抵达基面的微观凹陷,只粘住基面的微观凸出部位虽然也可能使卷材与基面粘结牢固,却不能彻底防止窜水的产生。而高分子蠕变型自粘卷材的蠕变粘结层不仅厚而且足够柔软完全可以与基面粘结达到“满”的效果。

1.5优异的低温适应性:卷材胎体采用低温柔性较好的高分子材料,而蠕变层采用玻璃化温度低、水宻性好、气宻性好、耐老化性能好的丙酸酯单体制成,因此,卷材能在低负温下施工。

2 技术原理

1.1蠕变机理:高分子物料的物理性能由物料分子的几何结构以及键的形态决定。稳定强键的立体结构类高分子物料表现出良好的刚性,稳定强键的平面网状结构类高分子物料表现出良好的韧性,而长链型线性高分子结构物料表现出极好的延展性能,不稳定的多支链型单体在引发剂和交链剂的作用下易聚合成刚性和韧性高分子。蠕变材料分子呈长链型线性结构,其物料形态介于固体和液体之间,分子间键能较弱,在外力的作用下长链分子可以弯曲变形,分子间可以互相滑动,而其物理和化学性能均不发生变化,这使其具有极好的柔软性和外力自流平性,能自我化解内应力。所以产品适应基层因应力产生的变形能力强,在受基层变形拉伸时,基层的变形应力在卷材中骤减甚至消失,不会使基层的变形应力传递到防水卷材表面,从而不会使防水层受到拉伸处内应力作用下而迅速老化。保证了卷材长期的整体效果和良好的防水性能。

1.2粘结机理:物料间的吸附粘结主要靠:分子间的吸附力,即范德华力;分子键、原子键能作用,如氢键、离子键、共价键等;静电吸附以及长链分子弯曲自锁。蠕变粘结主要采用了长链分子弯曲自锁的原理。对丙酸酯单体进行改性后,使蠕变本体长链分子含有丰富的亲水性链段,这些链段形成的游离键相当于“爪子”一样能伸入基层表面的孔隙中牢牢地抓紧基面。水泥在水化过程中产生胶体反应,其基面的微观结构为多孔结构,蠕变分子的亲水性链段可以直接伸进水泥胶体的孔隙中也可以通过水分子带入水泥胶体的孔隙中,所以此产品适应于干燥基面和潮湿基面,对水泥基面和混凝土有良好的粘结性能,能使卷材和基层形成一个整体。

3 自愈试验

高分子蠕变型自粘卷材的自愈性,可以在低静水压条件下弥补一些施工过程中的不经意损伤及细部处理不善。建筑物的外墙、厨卫间、屋面、地下室顶板所承受的水压较低,一般不大于40c m水柱,除有震动性设备放置外这些部位所承受的水压主要表现为静水压。因此,卷材的低静水压下自愈合试验也显得十分必要。以下试验所用卷材均为深圳市科荣兴实业有限公司出产的2mmHP66高分子蠕变型自粘防水卷材。

3.1试验一:高分子胎体面畜水,低静水压刺穿自愈合试验。

试验步骤(如图1所示):

1)水泥基块的制作:用水泥砂浆做成25×25cm的正方形试块,厚度约为10mm,在其正中央均匀地穿25个直径为0.5mm的孔,孔间距为10mm,待水泥固化成型后备用。

2)将卷材切成20×20cm的正方形试块,粘贴在水泥块上,然后用直径为2mm的针刺穿卷材,针眼距离为10mm,与水泥板上面的孔对齐。

3)将切好的卷材对称平铺在水泥板上。

                 

                     

        4)用封边料将边封好,然后在中央放置一个玻璃筒(直径为10cm),并用密封材料将接口封严。

5)待玻璃封口料固化后,在玻璃筒内装40cm的水,观察水泥面下是否有湿斑。

实验结果:

水泥板下孔眼处没有湿斑,无渗水现象。

3.2试验二:蠕变粘结层面畜水,低静水压刺穿自愈合试验。

试验步骤(如图2所示):

1)木框支架的制作:用330×20cm的木板和2块木条钉成木槽,然后将卷材切成70×20cm的块,并粘贴在木槽外面,卷材周边固定用细木条压紧,并用细螺钉固定。(木板的吸水性要较小)。

2)将木槽中盛15cm的水

3)用直径为0.5 mm 1.0mm1.5mm的钢针分别扎穿卷材后缓慢拔出,观察扎孔处是否有渗水现象。

试验结果:

钢针直径为0.5mm1.0mm时,侧面扎孔处无渗水现象;钢针直径为1.5mm,侧面扎孔处有渗水现象,5分钟后,针孔处渗水自动停止。

3.3试验三:高分子胎体面畜水,低静水压卷材割裂自愈合试验。

试验步骤:

1)用水泥板做成一个小水池,水池底板预留一条缝隙,将卷材铺贴在小水池底部,然后用改性热熔沥青封闭卷材四周边缘。

2)用刀片沿着底板缝隙将贴好的卷材割开一条长40mm的缝。

3)将水池装20cm深的水,观察水池底部缝隙处有无渗水现象。

4)倒掉水池中的水,再将小水池放置在烘箱中用50的温度烘7天,让卷材完全失水。

5)将卷材失水的水池装20cm深的水,观察水池底部缝隙处有无渗水现象。

试验结果:

1卷材在未失水情况下做蓄水试验,水池底部无渗水现象。

2卷材在完全失水情况下做蓄水试验,水池刚装水时有轻微渗水,2小时后,水池底部的渗水现象消失。

3.4试验四:在未做封闭处理的搭接缝处畜水,低静水压自愈合试验。

试验步骤(如图3所示)

1)在10mm厚的水泥板正中央开设一条长150mm1.5mm的缝隙,将卷材试片边缘沿缝粘贴在水泥板上,然后按照卷材的搭接方法铺贴,搭接宽度为8cm

2)以铺设好卷材的水泥板作底板做一个水池,水池高度为40cm

3)用改性热熔沥青密封好卷材四周,然后在水池底部的卷材上面做20mm厚的砂浆保护层,同时在卷材搭接缝处对保护层开设一条2mm的缝隙,以保证水能浸透到卷材搭接缝。

4)待保护层终凝后将水池装30mm的水进行畜水试验,观察底板开缝处是否渗漏。

试验结果:

底板开缝处并无丝毫湿斑。

5 结语

5.1高分子蠕变型自粘防水卷材与其它防水卷材在抗基层变化的机理上有所区别。蠕变型卷材是通过蠕变层的柔软性来适应基层裂纹缺陷变化,而非蠕变型卷材是通过卷材本身的抗拉强度和延伸率来抗拒基层裂纹缺陷变化。

5.2高分子蠕变型自粘防水卷材与其它防水卷材在粘结机理上有所区别。蠕变型卷材主要是通过蠕变料的分子链段“抓住”基面,而非蠕变型卷材是另采用粘结材料或通过卷材本身对表面的亲和力粘住基面。

5.3试验表明,在较低的静水压下,高分子蠕变型自粘卷材的蠕变料受胎体材料的拉力限制,具有自动修复卷材破损缺陷的功能,卷材的蠕变层吸水微膨胀,封闭卷材受破损的缺陷,使卷材达到防水效果;高分子蠕变型自粘卷材可自动修复2mm以内的破损缺陷;做好保护层后,在较低的静水压下,高分子蠕变型自粘卷材搭接缝不进行密封处理仍可保证防水层不渗漏。

[责任编辑:中国建筑防水网) 来源: 中国建筑防水网 ]