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养护龄期、制度对聚合物水泥防水涂料涂膜拉伸性能的影响

来源: 作者:董松 张智强 时间:2012-05-19 点击:
导读:养护龄期、制度对聚合物水泥防水涂料涂膜拉伸性能的影响 董松1,2,张智强 2 (1.广州市建设工程质量监督站,广州510030,2.重庆大学建筑材料工程系,重庆400045) 聚合物水泥防水涂料涂覆后,复合体系中水泥遇到乳液中的水即发生水化反应,形成一定量的水泥凝
养护龄期、制度对聚合物水泥防水涂料涂膜拉伸性能的影响
董松1,2,张智强 2
(1.广州市建设工程质量监督站,广州510030,2.重庆大学建筑材料工程系,重庆400045)      

聚合物水泥防水涂料涂覆后,复合体系中水泥遇到乳液中的水即发生水化反应,形成一定量的水泥凝胶体;而聚合物乳液本身属于胶体分散体,其中的聚合物颗粒向料浆中分散,吸附在水泥及其水化产物和其它填料的表面。随着水分的消耗和逸失,聚合物颗粒之间慢慢地靠拢而相互凝聚在一起,进一步固化即形成连续的涂膜结构。聚合物水泥防水涂料弥补了水泥基材料柔性不足以及聚合物乳液成膜后浸水再溶胀、防水性差的缺陷,提高涂膜的拉伸性能。既有有机材料高韧高弹的性能,又有无机材料耐久性好的优点,达到了两者性能上的优势互补。聚合物水泥防水涂料作为一种新型的防水涂料,通过水泥的水化,聚合物乳液的失水交联成膜,形成坚韧高强的防水涂膜。本文阐述了养护龄期和不同养护制度对涂膜拉伸性能的影响,并分析产生这些影响的原因。

1原材料 试验方法及配制工艺
1.1原材料
1.1.1乳液
乳液主要质量指标如下:
外观:乳白色液体(蓝色荧光);固含量:47%一49%:黏度:200~1800 mPa·S(25℃):pH值:7.5— 9.0。

1.2.2粉料
粉料主要由白水泥(32.5R,白度2级)、滑石粉、方解石粉等填料所组成。

1.2试验方法
试验方法主要参照行业标准JC/T 894—2001 聚合物水泥防水涂料》。

1.3配制工艺
首先,将乳液放在搅拌机上进行搅拌,约1~2min,目的是使乳液中的颗粒分散均匀。在搅拌的同时,再缓缓加入分散剂和缓凝剂,搅拌大约2min,再依次加入消泡剂、增稠剂和成膜助剂。待加完这些助剂后,为了使助剂在乳液中均匀分散,再继续搅拌2~3 min。最后,再将预先混合均匀的水泥和无机填料缓慢加入乳液中,并高速搅拌约5min,直至涂料中不含有大颗粒状固体为止。然后取出涂料,静置2~3 min后,在水泥不混入气泡的情况下便可成膜。为了便于脱模,涂覆前在模具表面需用凡士林处理。用玻棒使涂膜平铺,并将表面刮平,在标准条件下养护至规定龄期。固化后涂膜厚度为(2.0±0.2)mm。其生产工艺流程如图1所示:
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      图1聚合物水泥基复合防水涂料的配制工艺

2结果与讨论
2.1养护龄期对涂膜拉伸性能的影响
试验中比较了三种丙烯酸乳液聚合物水泥基防水涂料涂膜随龄期增长拉伸性能的变化。如图2所示:SA和SA+C两类涂膜的拉伸强度在6o天之前随着龄期的增长是在不断增长的,6o天之后拉伸强度趋于稳定;对于201涂膜,30天是其涂膜拉伸强度增长的分水岭,之前不断增长,之后基本上不变。从三类涂膜拉伸强度的增长趋势来看,趋于稳定时拉伸强度值大概是7天时的强度值的1.7倍。而断裂伸长率与拉伸强度的关系好像是“此消彼涨”的一对矛盾。SA和201两类涂膜在6o天前、SA+C涂膜在35天前随着龄期增长断裂伸长率不断下降,之后断裂伸长率趋于稳定.
聚合物水泥基复合防水涂料中水泥的水化是一个渐进的过程。成膜后涂膜中残存的成膜助剂、增塑剂等随时间的推延缓慢地挥发,因此涂膜的拉伸强度随龄期的增长而增大 但到一定时间后,拉伸强度就不再大幅度增长,只是平稳发展;断裂伸长率随龄期的增长,开始时下降,后来也就平稳发展了。如图2和图3。
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2,2养护制度对涂膜拉伸性能的影响
养护制度的差异也影响着涂膜的拉伸性能。实验中比较了防水涂料标准养护(温度 23~C±2℃;相对湿度RH:45% 0%)、混凝土标准养护( 20℃±3℃;RH:90%)、冬季室内自然养护( 5~10℃,RH:65%左右)、夏季室内自然养护( 28~35℃,RH:85%左右)四种不同的养护条件下涂膜的拉伸性能。处于夏季室内自然养护条件下的涂膜拉伸性能最好,拉伸强度和断裂伸长率都最高。在防水涂料标准养护环境中的涂膜断裂伸长率较高,其次是混凝土标准养护环境中的,最差的是冬季室内养护环境中的。对拉伸强度来说,较高的是混凝土标准养护环境中的,其次是防水涂料标准养护环境中的,最差的也是冬季室内养护环境中的。
复合防水涂料中包含无机材料和有机高分子两个体系,这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,见图4、图5。
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3结论
随养护龄期的增加,拉伸强度上升,断裂伸长率下降,但当超过一定龄期之后,这种变化趋于平缓和稳定。外界的温湿度环境对涂膜的拉伸性能也有一定的影响:在相对较高温度和相对潮湿环境中有利于涂膜性能的发挥。
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