聚合物水泥防水涂料拉伸性能检测方法及影响因素

（一）聚合物水泥防水涂料的定义、分类（二）聚合物水泥防水涂料的拉伸性能试验方法（三）拉伸性能的影响因素（一）聚合物水泥防水涂料的定义、分类1、聚合物水泥防水涂料是以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组份水性防水涂料。2、类型按物理力学性能分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。（1）Ⅰ型适用于活动量较大的基层。（2）Ⅱ型和Ⅲ型适用于活动量较小的基层。3、标准GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》（二）聚合物水泥防水涂料的拉伸性能试验方法1、产品的两组分分别搅拌后，其液体组分应为无杂质、无胶凝的均匀乳液；固体组分应为无杂质、无结块的粉末。2、标准试验条件：温度(23±2)℃，相对湿度（50±10）%。3、试验准备：试验前样品及所用器具应在标准试验条件下至少放置24h。4、试样制备（1）涂膜前，需用脱模剂处理模具表面。（2）在标准条件下，按生产厂家指定的比例分别称取适量的液体和固体组分，混合后机械充分搅拌5min静置（1~3）min。倒入模框中涂覆。分两次或三次涂覆，后道涂覆在前道涂层实干后进行，两道涂覆间隔时间为（12~24）h,使试样厚度达到（1.5±0.2）mm，最后一次涂覆将表面刮平。在标准试验条件下养护96h，然后脱模，将脱模后的试样反面向上在（40±2）℃干燥箱中处理48h，取出后置于干燥器中冷却至室温。5、从表面光滑平整、无明显气泡的涂膜上按GB/T528规定的哑铃Ⅰ型裁取5试件进行拉伸性能试验。6、拉伸强度、断裂伸长率检测（1）用橡胶测厚仪测量标距点及中间点厚度（保持时间为5s），取三点的平均值作为试样厚度d；测量标距段宽度B。（2）拉伸速度：200mm/min（3）将试件夹持在夹具中心；将大变形夹头按标距线夹紧，不得歪扭,标线标距为25mm。（4）启动试验机，至试件拉断为止，记录最大拉力P及断后标距L1。（5）试样拉伸强度：TS=P/（B×d）；单位：MPa（6）断裂伸长率：E=100（L1-25）/25；单位：%（7）分别计算5个试件的算术平均值作为试验结果。若试件在标距外断裂,数据作废,用备用试件补测。（三）拉伸性能的影响因素1、试验样品及其配比比例的影响（1）送检的试验样品不符合规定，乳液有杂质、有胶凝；固体组分应为有杂质、有结块。（2）委托方未按生产厂家指定的配比比例送检。例如：生产厂家（乳液：粉料=1：0.8）委托送检（乳液：粉料=1：1）影响JS涂料拉伸性能的因素很多，例如比例、水泥、添加剂、搅拌、涂膜、养护环境、养护时间等。搅拌后凝结成团，难以涂膜原因：（1）配比比例不正确。（2）未加入稀释剂（水）。涂布成膜后有裂缝、有结块平整①液粉比(乳液比粉料）对涂料拉伸性能的影响液粉比是涂料中聚合物乳液量与所用粉料量之间的比值。它不仅影响到涂膜的各种性能，而且涉及到涂料的经济性，因此是一个重要的指标。有试验研究表明：在一定聚灰比范围内，粉液料比对提伸强度影响较小，对延伸率影响较大。这是由于粉料的加入，只有小部分发生水化反应，增强了拉伸强度，而大部分仅仅作为填充料充满干液料之间，限制了高分子材料链间的自由延伸，所以防水涂料的延伸率随粉料/液料比的增大而减少。从上表可得：聚粉比降低时涂膜的拉伸强度提高，同时导致断裂伸长率急剧降低。分析几种不同的液粉比:0.8∶1、1∶1、1.2∶1、1.4∶1,对涂料拉伸性能的影响。对于拉伸性能，随液粉比的增加,拉伸强度逐渐减小,断裂伸长率直线升高(左图示)。但乳液量增加后,PVC(颜填料体积浓度)减少,导致涂膜拉伸强度的急剧降低,涂膜的拉伸强度随液粉比的增大而减小。断裂伸长率随液粉比的增大而增大。②水泥品种对涂料性能的影响试验中比较了白水泥(WC)(32.5级)、普通硅酸盐水泥(OC)(32.5级、42.5级)和粉煤灰水泥(FC)(32.5级)对涂料性能的影响(见表2)。由上表可见:选用42.5级普硅水泥的涂膜拉伸性能最高,断裂伸长率最低。同一强度等级(32.5级)的3种水泥相比较:粉煤灰水泥和普通硅酸盐水泥所配制的涂膜性能较为理想,7d拉伸强度为2.2MPa,断裂伸长率为280%;白水泥稍差一些。（2）试验过程的影响（1）试验样品混合搅拌阶段的影响。①样品混合搅拌时间不足5min,搅拌不均匀，粉料有结块。聚合物水泥防水涂料由于有絮凝作用的存在，在搅拌时水泥和外加剂容易聚合成团，不与聚合物发生反应，在试样凝固成膜后会有结块颗粒，形成空隙，影响拉伸性能。由于搅拌速度过快引入了过多的气泡，短时间内无法排出。所以搅拌过程中应低速搅拌，以减少搅拌过程中引入的气泡。搅拌过程中还应注意将粘附在搅拌罐壁上的样品刮入罐内，以免造成粉液比改变。②搅拌均匀后没有静置1~3min便涂膜。（涂料在混合搅拌过程中容易产生大量的气泡，使涂膜产生气孔和应力集中，导致其力学性能下降。）（2）涂膜次数的影响经试验表明：在试件相同厚度和养护龄期下，所测得拉伸强度、延伸率随成膜次数增加而有所增大。由于一次成膜当试件表干后，试件内部剩余水分没有多次成膜容易蒸发。分次成膜质量好于一次成膜的质量。每次间隔时间以前一能涂膜干固不粘为准。在涂膜厚度一定的情况下，涂覆次数越多，成膜密实度越好，膜内部存在的气泡较小、呈封闭状态，试件的拉伸性能越高。从表1、表2的试验结果可以看出：(1)无处理的拉伸强度值：3次涂覆的试样比2次涂覆的试样高10%~20%。(2)无处理的断裂伸长率：3次涂覆的试样比2次涂覆的试样高8%~19%。(3)试样3、4、7、8试验数值表明，同一聚合物水泥防水涂料分3次涂覆制备的试样其试验结果符合相应的技术指标要求，而分2次涂覆制备的试样试验结果不符合要求。在涂膜厚度一定的情况下，涂覆次数越多，成膜密实度越好，膜内部存在的气泡较小、呈封闭状态，试件的拉伸性能越高。用放大镜对涂膜裁片的截面观察发现，涂层薄（厚度不超过0.5mm）的涂膜内部存在的气泡较小、呈封闭状态；涂层厚（厚度在0.6~0.8mm之间）的涂膜内部气泡相对较大，有时气泡几乎贯穿整个涂层，但涂层表面看似密实。由此可见，不同的涂覆方法，能导致聚合物水泥防水涂料产品试验结果的不同，并影响到对产品合格性的评定。在目前常用建筑防水涂料标准中，GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》以及GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》，在试样制备时涂覆次数都是不确定的。在对这些产品进行检验时，建议应采用一种方法或者指明两种方法出现争议时以2次涂覆的为准，（厚度不足1.5mm时，涂3次）。原因之一可以缩短试验时间；原因之二确保标准中的技术指标，提高产品质量。GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》(二次或三次)GB/T16777-2008《建筑防水涂料试验方法》[一次或多次（最多三次）]①涂膜的养护条件对试验结果的影响。（3）养护条件（温湿度）和养护时间的影响JS防水涂料中包含无机材料和有机高分子两个体系，两体系在不同的条件下各自发展并相互作用,相互牵制。干燥环境可加速水分的蒸发,有利于涂料的成膜，潮湿环境则有利于水泥的水化，较高的温度可以保证聚合物中高分子链段的自由移动,涂膜更加柔韧；温度较低时，高分子链的运动受冻结，无机材料发挥着主导作用，所以处于较高温度和相对潮湿环境中的涂膜有较理想的拉伸性能，而处于较低温度和相对干燥环境中的涂膜则拉伸性能较差，因此实验室的温湿度对防水涂料成膜质量起着至关重要的作用。标准中规定实验室标准试验条件为：温度(23±2)℃，相对湿度（50±10）%。涂膜后，在标准条件下养护，约4小时，涂膜即实干了。下雨天，天气潮湿，湿度过大不利于水分的蒸发，涂膜表面有一层水，表干、实干时间增长（24h过后都没干）。养护条件标准条件下养护23±2℃，RH50±10%非标准条件下养护23±2℃，RH60±10%样品号样品1样品2样品3样品1样品2样品3拉伸强度，MPa2.22.83.92.83.45.1断裂伸长率，%8976131868896数据偏少②制备涂膜试片时,应进行烘干处理。在标准条件养护96h后,涂料尚未得到充分固化,尚存残余水分,此时测得的数据不能真实地反映其性能。有试验表明试件养护144h（6天）与试件在标准条件养护96h后再在40℃干燥箱中烘干48h分别进行的拉伸性能试验,试验数据差异较大。按照标准规定，养护7d后即可进行性能测试。延长养护时间进行测试发现，14d测得的断裂延伸率较7d时有所降低，拉伸强度提高。因为JS防水涂料中水泥水化是一个渐进的过程，成膜后涂膜中残存的成膜助剂、增塑剂等助剂随时间的延长而缓慢挥发，利于涂膜拉伸强度的提高、断裂延伸率降低。继续延长养护时间，由于水泥己基本充分水化，且体系中残存的助剂已基本挥发完，因此，涂膜的拉伸性能趋于平缓，变化不明显。③养护时间的影响养护时间延长，防水涂膜的拉伸强度提高，柔韧性降低。时间／d拉伸强度／MPa断裂伸长率／％71．45314141．71299281．94290养护龄期对涂料性能的影响（4）试验环境条件的影响。标准试验条件：温度(23±2)℃，相对湿度（50±10）%。养护、干燥处理后的涂膜必须放在干燥器中，以防涂膜吸收空气中水气，影响拉伸性能。在标准条件下及时进行拉伸性能试验。在进行聚合物水泥防水涂料的物理性能试验项目前,首先要进行试样涂膜的制备,这是非常关键的一道程序，涂膜质量好坏直接关系到试验项目结果的准确性，因此，作为检测工作者，在积极贯彻实施标准时，应严格执行、正确理解与运用所制定的试验方法中的有关规定，以保证得到可靠的试验数据。在检测试验过程中应注意以下几个问题：总结（1）根据任务单的配比比例，准确的称量聚合物乳液和粉料的质量。（乳液应搅拌均匀后称取。）（2）先低速后高速机械搅拌5min，搅拌均匀，不允许有结块，静置1~3min，去除气泡。（3）第1层涂布尽量涂平且薄涂，第1层涂覆实干后涂第2层，方向与第1层垂直，用刮板来回将涂料来回刮几次，去除气泡。涂模前模版须涂脱模剂，以便脱模。（4）严格按照标准规定的环境条件进行涂膜的养护和试验。