聚合物水泥防水涂料的应用及其乳液选择

来源: 建筑网  2017-12-08 08:29

摘要:防水涂料前言聚合物水泥防水涂料(以下简称JS防水涂料),作为新型防水涂料适用范围较广,可在潮湿或干燥的砖石、砂浆、混凝土、金属、木材、硬塑料、玻璃、石膏板、沥青、橡胶、SBS,APP、聚氨醋等基层上施工,对于各种新旧建筑物、构筑物均可使用。JS防水涂料在国外已有较长的应用历史,日本对该涂料的开发和应用较早,水平也较高。1991年,我国开始研制这种防水涂料,并于1994年底开发成功。该材料于1995年底通过建设部部级鉴定实际年产量达1.2万t,以3kg/m2(涂层厚度约1.4mm)计,应用面积达400万m2.

聚合物水泥防水涂料(以下简称JS防水涂料),作为新型防水涂料适用范围较广,可在潮湿或干燥的砖石、砂浆、混凝土、金属、木材、硬塑料、玻璃、石膏板、沥青、橡胶、SBS,APP、聚氨醋等基层上施工,对于各种新旧建筑物、构筑物均可使用。JS防水涂料在国外已有较长的应用历史,日本对该涂料的开发和应用较早,水平也较高。1991年,我国开始研制这种防水涂料,并于1994年底开发成功。该材料于1995年底通过建设部部级鉴定实际年产量达1.2万t,以3kg/m2(涂层厚度约1.4mm)计,应用面积达400万m2.

1、JS防水涂料的性能及特点[1]

1.1JS防水涂料的性能JS防水涂料是将一定比例的有机聚合物乳液(如丙烯酸酷乳液、乙烯一醋酸乙烯乳液、丁苯胶乳及各种助剂组成)和无机粉料(如高铝高铁水泥、石英粉及添加剂等)均匀共混搅拌,经无机粉料的水化反应以及水性乳液交联固化复合形成高强坚韧的防水涂膜。由于是由有机材料和无机材料复合而成,该涂膜兼有了这2类材料的优点,即具有弹性高、延伸率大、耐久性和耐水性好的特点。

1.2JS防水涂料的特点JS防水涂料因原料选材和配方设计机理的独特,形成了该涂料独有的性能特点。其主要特点为:

(1)能在潮湿或干燥的多种材质的基面上直接施工;

(2)对基层的微裂缝追随性强,涂层坚韧高强;

(3)涂层耐水性、耐候性、耐久性优异;

(4)可添加颜料,以形成彩色涂层;

(5)无毒、无害、无污染、施工简单,工期短;

(6)与外层水泥砂浆及各种粘结材料结合牢固。

2、JS防水涂料在工程上的应用[3]

2.1厕浴、厨房间防水厕浴、厨房间如果不作防水设防,一旦发生渗漏水对高档装饰的损坏将是严重的。因节点多、管道多,用卷材防水显然不合适,涂料防水是最适宜的。但传统的一些防水涂料均要求具有干燥的基层,而且容易剥落或有污染。因此,厕浴、厨房间选择JS防水涂料是较理想的。

2.2外墙防水补漏近年来,建筑物外墙渗漏水己成为严重的质量通病,尤其是沿海高层建筑以及条型面砖外墙的渗漏水已严重影响到人们的生活、工作;墙面及室内空气的潮湿使霉菌繁殖,既会造成室内物体霉变,又恶化居住环境,影响人体健康,并对高档装饰造成极大损失,但至今未找到合适的外墙面防水涂料。JS防水涂料既有较大韧性、又有很高的粘结性,涂层又可以做得很薄。在墙体材料为空心砖、轻质墙体、多孔材料及当地基本风压不大于0.6kPa的条件下,一般的工业与民用建筑外墙面上涂刷厚涂膜就有较好的效果。经调整配比,还可做为面砖粘结层,其防水效果更佳。目前,用它来修补条型面砖勾缝漏水也获得了良好的防水效果。

2.3坡瓦屋面防水目前,建筑屋面常以坡瓦面作为檐口、顶部的装饰,即在现浇混凝土面上贴波型瓦或瓷砖作为饰面,因常不做防水设防,发现渗漏往往很难处理。由于JS防水涂料既适应复杂不平整基层,粘结力又强,耐候性好,不会发生下滑现象,非常适合坡屋面防水。

2.4屋面天沟、女儿墙、压顶的防水目前,刚性细石混凝土防水和卷材防水屋面的天沟、女儿墙、压顶大多由于刚性防水层开裂、卷材防水搭接口多,可靠性差。JS防水涂料很适用于天沟、女儿墙、压顶等部位的防水,涂层掺入一定颜色刷成彩色防水层,还能美化屋面环境。

2.5地下工程和储液池工程防水地下建筑和储液池均以结构本体混凝土自防水为主并作辅助防水,辅助防水宜用柔性材料作迎水面设防。结构混凝土刚性好,受温差变形小,但毛细孔和混凝土干缩会产生裂缝导致渗漏,J5防水涂料的延伸性、防渗性和耐水性完全能满足技术要求。同时地下工程和储液池混凝土拆模或找平层硬结后就可以立即进行涂敷施工,可大大加快施工进度。由于该防水涂料无毒、无臭、不污染环境,也很适用于水池内的防水。

3、JS防水涂料用乳液的选择乳液的品种、性能及用量对涂膜性能起决定性作用。正确选择乳液的品种,对JS防水涂料的配制非常重要。在选择乳液时,必须遵循下列基本规律。

3.1乳液的选择

3.1.1根据聚合物的玻璃化温度来选择乳液聚合物物理性能对硬化后JS防水涂料性能有重要影响。用于JS防水涂料乳液的典型物理特性是其玻璃化温度,当温度高于Tg时,材料行为类似橡胶,受载时产生弹性变形;

当温度低于Tg时,材料行为像玻璃易于产生脆性破坏。热固性聚合物Tg值相对较高,弹性体聚合物T9值较低,热塑性聚合物居于两者之间。用于JS防水涂料的聚合物乳液抢值的重要意义在于其弹性或塑性将对防水涂料的性能产生影响气。

3.1.2根据果合物的最低成膜温度来选择乳液聚合物的另一个特征是其最低成膜温度,它是聚合物形成连续膜的最低温度。如果水泥水化温度低于该值,所供给的能量不足以开始成膜,这时聚合物将以间断的颗粒形式存在于防水涂料中。只有当水泥水化温度高于乳液的最低成膜温度,乳液才可以形成均匀膜结构分布于水化产物之间,才能在有应力时起到架桥作用,有效吸收和传递能量,从而抑制裂缝的形成和扩展。用于JS防水涂料的聚合物乳液其最低成膜温度应比养护温度低气。

3.1.3根据聚合物的离子稳定性来选择乳液水泥在水化过程中形成的水化物常含有活泼的等离子,聚合物乳液必须具有很高的离子稳定性,否则,聚合物乳液会因破乳而失效。因此,JS防水涂料用聚合物乳液的离子稳定性要高。这可以在乳液聚合过程中,通过控制阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的配比来达到。一般来说,在乳液聚合过程中,阴离子表面活性剂通常能够提高聚合物乳液的机械稳定性,而非离子表面活性剂能够提高乳液的化学稳定性。因此,防水涂料用聚合物乳液中,通常都含有适量的非离子表面活性剂。

3.2不同类型乳液的选用

3.2.1根据涂膜的粘结性、致密性和耐水性来选择乳液JS防水涂料可分为2类:一类是非反应型的聚合物,如氯丁胶乳、丁基胶乳、醋酸乙烯共聚乳液等,在复合材料结构中,聚合物成膜覆盖于水泥胶凝体表面或水泥水化物填充于聚合物网络之间,有机物和无机物仅为惰性的、机械的相互填充。这种类型的防水涂料,涂膜的粘结性、致密性和耐水性相对较差。另一类则是反应型的聚合物,有2种反应形式:一种是聚合物之间(或与硬化剂)的交联固化反应,从而形成大分子;另一种是聚合物活性基团与水泥水化产物之间发生了化学反应,形成以化学键结合的界面结构,通过界面增强提高材料的性能。通过适当的改性工艺,可大大加强聚合物与水泥水化产物的化学结合。

研究表明:改性丙烯酸共聚乳液可与水泥水化生成的Ca(OH):发生化学反应,生成离子键结合的大分子网络交织结构,且随着水化龄期的延长,水化程度越高,这种反应生成物的量就越大。含有一COOH等官能团的聚合物,能与水泥水化产物中发生作用,从而显著提高材料的强度和耐水性,所以国外将其称为反应型JS防水涂料。

3.2.2根据气候条件来选择乳液

气候条件的不同对JS防水涂料的低温柔性要求也不同。例如在我国南方地区的屋面防水耐低温-10℃可以满足要求,而在北方地区要求耐低温-20℃才可以满足屋面防水要求t6l.一般地,在南方地区is防水涂料用聚合物乳液的玻璃化温度要高于北方地区。

3.2.3从乳液的单体分析来选用乳液

丙烯酸醋乳液从单体结构来看,其耐水性、耐候性和柔韧性都较好;而VAE乳液从单体组成来看,因其含有85%左右的醋酸乙烯,分子极性相对较大,耐水性较差。所以单从单体组成的角度来分析,丙烯酸醋类乳液做防水涂膜要比VAE乳液做防水涂膜在耐水性、耐候性等方面更具有一定的优势。

3.2.4根据乳液与水泥所起的作用点来选用乳液。

丙烯酸醋类乳液本身软,其伸长率大、活性基团少,与水泥的作用点也少,所以可多用水泥等粉料。其缺点是比较难做到2.0MPa以上的拉伸强度,同时断裂伸长率难达到200%以上;也正因为活性基团少,与水泥的作用点不多,所以不适合用作高强度的刚性防水涂料。而VAE乳液采用大量聚乙烯醇作保护体,再加上醋酸乙烯本身的活性,同水泥的作用点多,所以生产厂家均采用减少水泥等填料的配方来作弹性水泥基防水涂料。