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聚合物水泥防水涂料拉伸性能影响因素的探讨

来源:武汉三源特种建材有限责任公司技 作者:罗雷,杨奇玮,李明霞 时间:2016-05-16 点击:
导读:探讨了不同的聚合物乳液、乳液用量、液粉比、水泥种类、水泥用量以及不同级配填料等因素对聚合物水泥防水涂料拉伸性能的影响。结果表明,按照m(乳液)∶m(消泡剂) ∶m(杀菌剂)∶m(水)=80∶0.5∶0.5∶20 的配比制备液料,m(水泥) ∶m(石英砂) ∶m(
双组分聚合物水泥防水涂料(JS 防水涂料)是一种具有挥发固化和反应固化双重特点的防水涂料,其成膜机理是:粉料、液料按一定比例搅拌混合后,聚合物微粒与水泥颗粒之间相互包裹,随着水分的挥发,聚合物微粒逐渐凝聚粘结在一起,形成连续的弹性薄膜;另外,水泥与水接触后发生水化反应,生成钙矾石和硅酸钙凝胶体;随着反应的进行,水分持续挥发与消耗,聚合物微粒慢慢凝聚,并与水泥水化的胶凝体互穿,形成连续的三维立体网络互穿结构。JS 防水涂料具有有机材料的柔韧性、防水性和无机材料的耐水性、耐久性以及良好的耐候性,并且施工简单、性价比高、防水可靠、无毒无污染,现已被广泛应用于厨卫间、外墙、地下、隧道及洞库等防水工程。
双组分JS 防水涂料由液料和粉料两部分组成,液料主要是指聚合物乳液,它关系到JS 防水涂料的耐水性、硬度和柔韧性等;无机粉料在JS 防水涂料中的作用是使涂膜增加硬度、呈现颜色和遮盖力,减缓紫外线破坏和提高涂料的耐久性。本文主要就聚合物乳液的选择、粉料的组成对JS 防水涂料性能的影响做了一些研究。
 
1 实验部分
1.1 原材料与仪器
1)原材料
32.5 普通硅酸盐水泥、42.5 普通硅酸盐水泥(1#)、52.5 普通硅酸盐水泥:华新水泥;42.5 普通硅酸盐水泥(2#):洋房水泥;石英砂(100~200 目)、石英粉(325 目):安徽产;重质碳酸钙(325 目):湖北产;消泡剂CD-3:德国巴斯夫;杀菌剂LXE、增稠剂:罗门哈斯。聚合物乳液:市售,详见表1。
聚合物乳液详情
2)仪器
JJ-1 定时电动搅拌器:江苏金坛市中大仪器厂;NDJ-5S 黏度计:上海方瑞仪器有限公司;101-2A 电热恒温鼓风干燥器:上海东星建材实验设备有限公司;WDW-50 微机控制电子万能试验机:上海华龙。
1.2 试验方法
将聚合物乳液、消泡剂、杀菌剂、水按照一定比例称量后倒入烧杯中,在300~500 r/min下机械搅拌5~8 min 制得液料。
将水泥、石英砂、石英粉、重质碳酸钙及其他助剂,混合均匀后制得粉料备用。将液料和粉料按一定配合比在500 r/min下机械搅拌5 min 后静置消泡,制得JS 防水涂料。将制得的JS防水涂料在模具中分2~3 次涂刷,每次涂刷间隔12~24 h,制得(1.5±0.2)mm 厚的涂层,在温度(23±1)℃、相对湿度(50±10)%的条件下养护96 h,再在40℃的鼓风烘箱中干燥48 h,取出置于干燥器中冷却至室温备用。按GB 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》进行相关性能测试。
 
2 结果与分析
2.1 液料对拉伸性能的影响
2.1.1 聚合物乳液的选择
聚合物乳液的性能决定了JS 防水涂料的柔韧性、粘结性和致密性等。JS 防水涂料既要有较高的弹性,也要有良好的抗拉性能,同时还要有较高的粘结性能。市场上聚合物乳液的品种很多,单体种类和用量、乳液聚合时乳化剂的种类和用量、乳液聚合工艺的不同等,均会导致即使是相同类型的聚合物乳液,其性能差别依然很大。本研究所用的聚合物乳液的性能对比见表2。
试验用聚合物乳液性能对比
玻璃化温度(Tg)是JS 防水涂料用聚合物乳液的典型物理特性之一,从表2 可以看出,乳液F 与乳液H 的玻璃化温度较高,不适于北方寒冷地区的施工需求;乳液G 为VAE 乳液,其耐水性和耐久性比苯丙乳液差;乳液D、乳液E 本身的VOC 较高,环保性较差。乳液E 与水泥混合后释放出较多氨气。乳液C 制得的JS 防水涂料拉伸性能指标较高,但是乳液本身的耐水性较差;乳液A、乳液B、乳液D 三种乳液相比,在相同配比的条件下,乳液A 的单价最高,导致制得的JS 防水涂料的成本最高,乳液B 成本最低。同时乳液B 的各方面性能均符合JS 防水涂料的要求,在应用方面优势更大。
2.1.2 聚合物乳液的用量
在本研究中,液料由聚合物乳液、水、消泡剂组成,液粉比为1∶2(质量比,下同),主要探讨了聚合物乳液B 占液料质量的75%~95%时,对制得的JS 防水涂膜拉伸性能的影响,结果见图1。考虑综合性能与成本,聚合物乳液B 用量在80%时,制得的JS 防水涂料的性能满足标准要求。因此,选用聚合物乳液B,占液料质量比为80%进行后续研究。
乳液用量对拉伸性能的影响
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