发布时间：2022-05-14所属分类：建筑师职称论文浏览：1次
摘 要： 摘要：研究了丁苯类(PSB150)、苯丙类(FX7000)及 EVA 类(5010N)3 种不同类型可再分散乳胶粉及其掺量、3 种不同黏度羟甲基丙基纤维素醚及其掺量对湿铺防水卷材专用水泥基粘结剂抗压强度、抗折强度、压折比、拉伸粘结强度及其与防水卷材剥离强度的影响。结果表明，随着胶
摘要：研究了丁苯类(PSB150)、苯丙类(FX7000)及 EVA 类(5010N)3 种不同类型可再分散乳胶粉及其掺量、3 种不同黏度羟甲基丙基纤维素醚及其掺量对湿铺防水卷材专用水泥基粘结剂抗压强度、抗折强度、压折比、拉伸粘结强度及其与防水卷材剥离强度的影响。结果表明，随着胶粉掺量的增加，抗压强度和压折比逐渐减小，抗折强度、拉伸粘结强度及其与防水卷材剥离强度逐渐提高，胶粉掺量≥6%时，变化趋于平缓;3 种胶粉中的丁苯类(PSB150)的综合性能最佳。随着纤维素醚掺量的增加，湿铺防水卷材专用水泥基粘结剂的抗压强度、抗折强度、压折比及其与防水卷材剥离强度逐渐降低，保水率及拉伸粘结强度逐渐提高，稠度先增大后减小，纤维素醚掺量≥0.2%时，稠度变化趋于平缓;3 种纤维素醚中，以黏度为 10 000 mPa·s 的纤维素醚综合性能最佳。
关键词：湿铺防水卷材;粘结剂;可再分散乳胶粉;羟甲基丙基纤维素醚
0 前 言
湿铺防水卷材可在潮湿基面施工，施工时不需要进行热熔，受基层和施工环境的影响较小，并且湿铺防水卷材减少了施工步骤，缩短了施工周期[1]。在湿铺防水卷材施工时通常会采用普通水泥加水搅拌成水泥净浆作为粘结剂，当基层产生形变时，容易开裂或与基层粘结不牢，形成窜水通道，影响防水效果。另外，水泥净浆当使用在剪力墙等吸水率较大的基层时，失水过快会导致水泥水化不足，常会造成防水卷材与基层脱离，影响防水效果。为提升水泥基材料的柔性及其与水泥基层的粘结力，可掺入可分散乳胶粉类的聚合物进行改性。同时会添加一定量的纤维素醚来提升保水性，提高材料的施工性。本文通过测试水泥基粘结剂抗压强度、抗折强度、压折比、拉伸粘结强度及其与防水卷材的剥离强度，研究了 3 种不同类型的可再分散乳胶粉及掺量、3 种不同黏度的纤维素醚及掺量对水泥基粘结剂性能的影响，为湿铺防水卷材专用水泥基粘结剂的研究提供参考。
1 试 验
1.1 试验材料
水泥：P·O42.5，河北远大环保科技有限公司;湿铺自粘卷材：1.5 mm 厚，SAM-921 ES 型，北京东方雨虹防水股份有限公司;羟甲基丙基纤维素醚：黏度分别为 10 000、40 000、100 000 mPa·s，山东赫达股份有限公司;可再分散乳胶粉：来源及主要技术性能见表 1。
1.2 试验仪器
LBY-V1 型拉拔试验机：北京天誉科技有限公司;YAW300C 水泥抗折抗压一体机：济南永邦试验仪器有限公司;万能试验机(精度 1 级)：美斯特工业系统(中国)有限公司。
1.3 试验方案
(1)固定水泥用量为 100 g，拌合水为 40 g，分别采用 EVA 类 5010N、苯丙类 FX7000 和丁苯类 PSB150 胶粉，掺量分别为水泥质量的 0、2%、4%、6%、8%、10%，制备水泥基粘结剂，并测试材料的性能，考察不同类型可再分散乳胶粉及掺量对水泥基粘结剂性能的影响。
(2)固定水泥用量为 100 g，拌合水为 40 g，胶粉掺量 6 g，不同黏度的羟甲基丙基纤维素醚掺量分别占水泥质量的 0、 0.1%、0.2%、0.3%、0.4%，制备水泥基粘结剂，测试材料的性能，考察纤维素醚黏度及掺量对水泥基粘结剂性能的影响。
1.4 试验方法
根据 GB/T 29756—2013《干混砂浆物理性能试验方法》成型及测试水泥基粘结剂的抗压、抗折强度，计算压折比。按照 JGJ/T 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法》成型并测试与水泥试块拉伸粘结强度、保水率及稠度。依据 GB/T 35467— 2017《湿铺防水卷材》成型及测试湿铺防水卷材施工后与基层的剥离强度。
2 结果与讨论
2.1 胶粉类型及掺量对水泥基粘结剂力学性能的影响
2.1.1 对抗压、抗折强度和压折比的影响(见图 1～图 3)
由图 1 可以看出，水泥基粘结剂的抗压强度均随着胶粉掺量的增加而降低，且丁苯类胶粉 PSB150 对水泥基粘结剂抗压强度的降低程度要稍小于 5010N 和 FX7000。因为可再分散乳胶粉含有一定量的表面活性剂，在搅拌过程中会引入大量的微小气泡，当胶凝材料水化固化后，内部就会存在大量的气孔，造成抗压强度降低。另一方面，EVA 类和苯丙类胶粉中的不饱和酸酯单体在碱性环境下发生水解反应，释放出 RCH2COO- ，在溶液中与 Ca2+反应生产有机钙盐，降低了 C-SH 中的 Ca/Si 比，减少了体系中的 Ca(OH)2 的含量，降低了材料的强度[2]。
由图 2、图 3 可以看出，随胶粉掺量的增加，水泥基粘结剂的抗折强度逐渐提高，压折比逐渐减小，可再分散乳胶粉掺量≥6%时，抗折强度提高幅度减小，且压折比减小的趋势也变缓。这是由于在水泥水化过程中，随着体系中的水分不断减 少，聚合物颗粒不断被挤压，凝结成连续网状体，最后在水泥水化物表面及水泥浆体固化后产生的毛细孔中形成连续的薄膜，填充了水化产物中的孔隙，增大了体系的柔性[3]。
2.1.2 对拉伸粘结强度的影响(见图 4)
由图 4 可以看出，随着胶粉掺量的增加，水泥基粘结剂的粘结强度先提高后趋于平缓。当在水泥基层批刮后，聚合物微粒会随着浆体中的水分迁移至与水泥基层接触的界面上，由于聚合物颗粒粒径小于水泥空隙孔径，聚合物颗粒可以随着水分迁移至水泥基层的孔隙中，在孔隙及毛细管内成膜，并牢牢地吸附在基体表面，提高了与水泥基层的粘结强度。
3 种可再分散乳胶粉中的最低成膜温度从高到低依次为 5010N>FX7000>PSB150，因此，聚合物粒子在初期成膜时 PSB150 的成膜性优于 FX7000 和 5010N。掺丁苯类 PSB150 乳胶粉的水泥浆体柔韧性更佳，宏观上表现为抗折强度整体高于掺 5010N 和 FX7000 的，与基层的粘结强度从高到低依次为 PSB150>FX7000>5010N。
2.1.3 对防水卷材与水泥基粘结剂剥离强度的影响(见图 5)
由图 5 可见，随着胶粉掺量的增加，水泥基粘结剂与防水卷材的剥离强度先增加后趋于平缓，且掺 PSB150 胶粉的剥离强度最高。原因是掺乳胶粉的水泥浆体引入了大量微小气泡，起到“滚珠”作用，触变性增加，流动性比水泥净浆高。在施工中经过辊压，掺入胶粉的浆体更易填充基层和防水卷材中的凹凸不平处，使卷材与水泥浆体、水泥浆体与基层之间形成微观上的“完全润湿”。当水泥浆体水化完成固化后，卷材与水泥粘结层、水泥粘结层与基层形成了微观上的“满粘”，形成物理榫卯结构，宏观上粘结牢固，力学性能上表现为粘结剥离强度提高[4]。
另外，SAM-921 ES 型自粘防水卷材的粘结层主要是改性沥青，含有饱和碳碳、碳氢、芳环、环烷烃等官能团结构。 PSB150 和 FX7000 中存在苯乙烯和不饱和官能团共轭体系，电子云分布在整个共轭体系中，可以与沥青质中的芳环及 SBS 类聚合物的电子云之间形成色散力，宏观上表现为掺 PSB150 和 FX7000 的水泥基粘结剂与防水卷材的剥离强度要高于掺 5010N 胶粉的。此外，PSB150 的 Tg 值比 FX7000 低，Tg 值越低，胶膜柔性越强，相应地掺 PSB150 的水泥粘结剂与防水卷材剥离强度比掺 FX7000 的要高。
2.2 纤维素醚黏度及掺量对水泥基粘结剂性能的影响
2.2.1 对保水率和稠度的影响(见图 6、图 7)
由图 6 可见，随着纤维素醚掺量的增加，水泥基粘结剂的保水率不断增大;相同掺量时，纤维素醚的黏度越大，对游离水的束缚能力越大，保水率越大。
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由图 7 可见，随着 10000、40000 mPa·s 纤维素醚掺量的增加，水泥基粘结剂的稠度先增大后减小。主要是因为纤维素醚的加入可以引入微小气泡，起到“滚珠”作用，起到了触变润滑的作用，因而稠度变大;随着纤维素醚掺量进一步增加，体系黏度增大，稠度变小。高黏度纤维素醚对于体系的黏度增加要强于低黏类，对于体系束缚力更强，使得体系的流动性降低，稠度逐渐减小。
2.2.2 对抗压、抗折强度和压折比的影响(见图 8～图 10)
由图 8～图 10 可见：(1)随着纤维素醚掺量的增加，水泥基粘结剂的抗压强度逐渐降低，黏度 100 000 mPa·s 的纤维素醚对水泥基粘结剂抗压强度的影响更为明显。主要原因是纤维素醚可以引入微小气泡，并且在气泡的液膜形成定向吸附，提高了气泡液膜的强度，起到稳泡的作用，使得固化后的体系孔隙率增大，抗压强度降低。(2)随着纤维素醚掺量的增加，水泥基粘结剂的抗折强度降低。主要是因为纤维素醚大分子在水泥水化物和空隙中沉积，影响了水化发展，但是这些柔性聚合物不能聚集凝结成为连续膜，不具有韧性，因此对抗折强度起到降低作用。
2.2.3 对拉伸粘结强度的影响(见图 11)
由图 11 可见，随着纤维素醚黏度及掺量的增加，拉伸粘结强度呈先提高后降低的趋势。主要原因是纤维素醚的加入可以束缚体系中的游离水，可以保证水化进程所需的水分，保证了水泥水化强度。但是，掺量过大时，体系稠度过大，和基层界面接触面积变小，润湿性变差，与基层的拉伸粘结强度降低。 2.2.4 对防水卷材与水泥粘结剂剥离强度的影响(见图 12)
由图 12 可见，随着纤维素醚黏度及掺量的增加，剥离强度呈逐渐降低趋势。主要原因在于，防水卷材表面为沥青材质，随着纤维素醚黏度及掺量的增加，体系黏度增加，保水性增强，与防水卷材接触界面的水分存在时间较长，降低了与防水卷材的粘结强度。此外，体系稠度增加时，体系的润滑性及触变性不断降低，造成浆体对防水卷材胶层的润湿性变差，与卷材层的接触面积变小，粘结强度降低。
3 结 论
(1)随着胶粉掺量的增加，水泥基粘结剂的抗压强度和压折比逐渐降低，抗折强度、拉伸粘结强度及其与防水卷材的剥离强度逐渐提高，掺量为≥6%时，变化均趋于平缓;3 种胶粉中，以丁苯类 PSB150 的综合性能最佳。
(2)在相同胶粉掺量下，随着纤维素醚掺量的增加，抗压强度、抗折强度、压折比及其与防水卷材的剥离强度逐渐降低，保水率及拉伸粘结强度逐渐提高;掺黏度为 10 000、40 000 mPa·s 的纤维素醚的水泥基粘结剂的稠度先增大后减小，掺 100 000 mPa·s 纤维素醚的水泥基粘结剂的稠度逐渐变小，掺量≥0.2%时，变化趋于平缓;3 种纤维素醚中，以黏度为 10 000 mPa·s 的纤维素醚综合性能最佳。——论文作者：李祥祥，林涛，范福祥
参考文献：
[1] 张陆阳.不同粘结料对湿铺防水卷材与基层剥离性能的影响[J]. 中国建筑防水，2018(17)：6-8.
[2] 朱晓鲲.可分散聚合物粉末在干混砂浆中的应用[J].山西建筑， 2007(1)：172-173.
[3] 李悦.聚合物改性水泥砂浆的研究进展[J].功能材料，2016，47 (7)：7038-7045.
[4] 徐茂震.自粘聚合物改性沥青防水卷材性能探究[J].新型建筑材料，2016，43(1)：52-55.
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