聚合物水泥防水涂料的制备及其拉伸性能.pdf

中国科技核心期刊 钎 癯 建巍 粉 聚合物水泥防水涂料的制备 及其拉伸性能 李成吾 杜晓宁 刘艳辉 沈阳理工大学 材料科学与工程学院 辽宁 沈阳 I10159 摘要 为提高聚合物水泥防水涂料抗开裂能力 通过改变水泥 石英砂 重质碳酸钙在乳液聚合物中的用量 试验研究了聚合 物水泥防水涂料的拉伸 性能 结果表明 随着水泥 重质碳酸钙用量的增加 涂 膜拉伸 强度提高 断裂伸长率减小 随着石英砂用量 的增加 涂膜拉伸强度降低 断裂伸长率增大 当液料 水泥 石英砂 重质碳酸钙的用量分别 为 100 份 4O 份 25 份 3O 份时 制备 的聚合物水泥防水涂料拉伸性能符合 GB厂 r 23445 2009 聚合物水泥 防水材料 的要求 关键词 聚合物 水泥 防水涂料 拉伸性能 中图分类号 TU 56 1 65 文献标识码 A 文章编号 100 1 702X 2015 0 l一 0072 02 P rep a ration a n d ten si le p rop erti e s o f p oly m er c em en t b ased w a terpr oof c oati n g L I C he ngw u D U X i aoni ng L IU Y an h ui C ollege of M ateri al Sc i enc e an d E ngi neeri ng Shenyang Li gong U ni versi ty Shenyang 1 10159 L i aoni ng Chi n a A b stra c t B y c hangi ng am ount of c em en t quartz sand heavy c al c i um c arbonate added i n polym er em ulsi on tensi le properti es of polym er c em ent based w aterp roof c oati ng was studi ed to i mprove c apac i ty of c rac ki ng resi stanc e T he results show that tensi le strength i nc reased and break i ng elongati on dec reased w i th the i n c reasi ng of the c on tent of c ement and heavy c alc i um c arbonate T ensi le stren h d ec reased an d breaki ng elongati on i nc reased w i th i nc reasi ng of the c ontent of quartz sand W hen th e d i vi si ons of polymer em ulsi on c ement q uartz sand heavy c M c i um c arb onate w ere 100 40 25 30 respec ti ely tensi le properti es of polymer c e ment based w aterproof c oati ng w ere i n ac c ordanc e w i th the provi si ons of G B fr 2 3445 2009 Polymer c ement w aterp r f c oati ngs K ey w o rds polym er c em ent w aterp roof c oati ng tensi le properti es 随着房地产 地下轨道交通和隧道的快速发展 大量防水 材料投入使用 然而 由于防水材料施工存在缺陷以及环境因 素 材料自身质量等问题的存在 导致防水材料出现裂纹 开 裂进而使材料在潮湿 多水环境下服役行为受限 并且带来了 较大的安全隐患 聚合物水泥防水材料是一种以聚丙烯酸酯乳液 乙烯一 醋酸乙烯酯共聚乳液等聚合物乳液与各种添加剂如水泥 石 英砂 无机填料组成的无机粉料通过合理配比 复合制成的一 种水性建筑防水材料 由于其良好的耐候性及施工简单 无 施工环境污染等优点 31 近年来被广泛应用于建筑行业中 基金项 目 沈阳市科技局资助项 目 F12 179 9 00 收稿 日期 2014 09 26 作 者简介 李成 吾 男 1962 年 生 内蒙 古赤峰人 副教授 从事高分 子材料 的开发与应用研究 地址 沈阳市沈河 区南塔街 117 号 沈 阳 理工大学科技园 E m ai l li c hwu789 126 c orn 72 新型建筑材料 2015 1 本文研究了水泥 石英砂 重质碳酸钙与乳液的比例对涂 膜拉伸强度及断裂伸长率的影响 1原材料与实验方法 1 1原材料 丙烯酸乳液 S400F 德国巴斯夫化学有限公司 固含量 58 47 黏度700 mPa S pH 值为7 8 42 5 级硅酸盐水泥 江 苏天山水泥集团有限公司 消泡剂NXE 日本诺普科公司 分 析纯 杀菌剂LXE 罗门哈斯生物化学有限公司 分析纯 石 英砂 山东石英砂厂 200 目 重质碳酸钙 重钙磐石矿业有限 公司 400 目 减水剂C SP 粉末状聚羧酸系减水剂 上海天 格化工有限公司 1 2 防水涂料制备 分别将乳液 消泡剂 杀菌剂按照m 1L液 m 消泡剂 m 杀菌剂 100 0 5 0 5 的比例放入烧杯中 在500 r ra i n 的机 械搅拌下 搅拌5 rai n 制得液料 将水 泥 石英 砂 重质碳酸 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 李成吾 等 聚合物水泥防水涂料的制备及其拉伸性能 钙 减水剂按照预定的份数放入BJ一 100 型混合器内 混合 5 mi n 制得粉料 将粉料和液料按照配比 在500 r m i n 的机械 搅拌下 搅拌5 mi n 制得聚合物水泥防水涂料 1 3 测试方法 试样制备 将防水涂料放入聚四氟乙烯模具中 于真空干 燥箱内 在25 条件下干燥 48 h 后制成 1 5 0 2 mm 厚涂 膜 于标准条件下静置96 h 再将涂膜在 40 2 oC砂浆标准 养护箱中处理48 h 然后置于干燥器中冷却至室温 裁成 120 m mx25 mm 的尺寸进行性能测试 拉伸试验采用深圳瑞格尔生产的RGT一 10 型电子万能试 验机 参照GB T 16777 2008健筑防水涂料试验方法 进行 2结果与讨论 2 1 水泥用量对防水涂料拉伸性能的影响 固定液料 100 份 石英砂 重质碳酸钙各30 份 研究水泥 用量对涂料拉伸性能的影响 结果见图1 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 50 55 水泥 份 图 1 水泥用量对防水涂料拉伸性能的影响 由图1 可以看出 当水泥用量由25 份增加到30 份时 涂 膜的拉伸强度增加趋势明显 由1 8 MPa 提高到2 1 M Pa 此 时 增加的水泥量大部分参与水化 使涂膜的硬度增大明显 当水泥用量由30 份增加到40 份时 涂膜的拉伸强度也随之 提高 但趋势平缓 此时 由于增加的水泥用量只有一小部分 参与水化以增强涂膜的强度 其余大部分都充当填充作用 水 泥用量由40 份增加至55 份时 拉伸强度提高趋势加强 此时 聚合物乳液不能完全包裹住水泥 由图1还可以看出 当水泥用量增加时 涂膜的断裂伸长 率基本呈现线性降低的趋势 水泥用量由25 份增加至55 份 涂膜的断裂伸长率由236 O 降至 196 3 当水泥用量大于 45份时 涂膜的断裂伸长率过低 影响涂膜的柔韧性 聚合物 水泥防水涂膜既具有较高的强度 又具有一定韧性的原因为 聚合物乳液失水而成为具有粘结性和连续性的 弹性 膜层 水 泥吸收乳液中的水而硬化 从而使柔性的聚合物膜层与水泥 硬化体相互贯穿而牢固地粘结成一个坚固而有弹性的防水 层 柔性的聚合物填充在水泥硬化体的空隙中 使水泥硬化体 更加致密而富有弹性 涂膜具有较好的延伸率 水泥硬化体又 填充在聚合物相中 使聚合物具有更好的户外耐久性和更好 的基层适应性 综合考虑 水泥用量40份为实验最佳参考值 2 2石英砂用量对防水涂料拉伸性能的影响 固定液料 100 份 水泥4O 份 重质碳酸钙30 份 研究石 英砂用量对防水涂膜拉伸性能的影响 结果见图2 2 30 2 2 5 220 量 2 15 2 10 堡 205磐 20 0 19 5 图2石英砂用量对防水涂料拉伸性能的影响 由图2 可以看出 随着石英砂用量增加 涂膜的拉伸强度 呈降低趋势 当石英砂用量由10份增加到20 份时 涂膜的拉 伸强度随之下降 拉伸强度由3 12 M Pa 降低到2 62 M Pa 基 本呈线性下降趋势 当石英砂用量由20 份增至3O份时 涂膜 的拉伸强度降低趋势减弱 由2 62 MPa 降为2 28 M Pa 当石 英砂 用量为30 40份时 拉伸强 度降低明显 由2 28 MPa降 为1 54 MPa 由图2还可以看出 石英砂用量的增加可改善涂膜的柔 性 当石英砂用量为 10 15 份时 断裂伸长率增长缓慢 由 197 4 增长为200 7 当石英砂用量为15 40 份时 涂膜断 裂伸长率由200 7 增加到227 3 基本呈线性增长 石英砂 填充在涂膜中 使水泥的水化作用减弱 对应的断裂伸长率增 加明显 增加涂膜表面的光滑度 增强涂膜与基材的粘结强 度 综合考虑 石英砂用量25 份为实验最佳参考值 2 3重质碳酸钙用量对防水涂料拉伸性能的影响 固定液料 100 份 水泥40 份 石英砂25 份 研究重质碳 酸钙用量对防水涂料拉伸性能的影响 结果见图3 23 5 23 0 22 5 2 10 世 195 19 0 图 3 重质碳酸钙用 量对 防水涂料拉伸性能的影 响 下转第 76 页 N EW BU I LD IN G M A TER IA LS 73 96 糌 晕 蔷 啪 瑚 0 8 6 4 2 0 8 3 2 2 2 2 2 l 莹 趟蹑晕 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 吴莉珍 等 SBS 改性彭州石化沥青防水卷材的研制与应用 改性沥青的高温储存稳定性和抗永久变形能力 91 为了提高稳定性和耐老化性能 体系添加了无机稳定剂 氧化锌 通过加入自 主开发的沥青改性复合助剂 采用 化学复合 法 改性工艺 可改善防水卷材的使用效果和寿命 及其耐老 化性能 1 4调整反应操作工艺参数 影响改性沥青性质的工艺因素有很多 除了改性剂种类 和用量外 还与发育温度 发育时间 反应温度 反应时间等加 工工艺有关 Ol 需要反复试验和验证工艺方案和工艺流程 优 化确定改性沥青的生产工艺条件 2 SBS 改性彭州石化沥青防水卷材应用 SBS 改性彭州石化沥青防水卷材生产技术可以推广应用 于低档防水卷材生产厂家 通过技术转让和推广 指导相关企 业开展技术改造及产品更新换代 该技术还可进一步扩大服 务领域 针对各类建材厂 橡胶厂 建筑公司 防水工程公司以 及有关企业改产或转让项目 该产品可广泛应用于工业和民 用建筑的屋面 地下室 卫生间 要回填土的墙体外墙等防水 工程以及屋顶花园 道路 桥梁 隧道 停车场 游泳池等工程 的防水防潮 应用前景广阔 参考文献 1 吉永海 郭淑 华 李锐 SBS 改性沥青 的相 容性和 稳定性机理 石油学报 石油加工 2002 18 3 23 24 2 蔡婷 马君毅 沥 青组分 试验 的研 究 与分 析 J 山西建 筑 2005 3 111一l13 3 姜庆 林 SBS 改性剂与基质沥青 的配伍性研究 J 公路 2006 2 16 1 164 4 张玉贞 王翠红 黄小胜 聚合物 SBS 改性沥青相容性研究 J 石 油沥青 2000 14 2 1 5 5 王涛 才洪美 张玉贞 SBS 改性沥青机理研究 J 石油沥青 2008 22 6 10 14 61张 明涛 陈华鑫 改性沥青改性剂 的选择和 剂量 的确定 J 内蒙 古 公路与运输 2004 1 3 5 7 申海霞 段红 彩 SBS 对改性沥青 低温延 度的影 响 J 石油沥青 200 9 23 6 36 40 8 庞凌 赵志军 马莉驿 等 AH 一 90 及 PG70 28 改性沥青老化性 能研究 J 武汉理工大学学报 2007 29 5 371 374 91毛三鹏 熊 良铨 多聚磷酸在 SBS 改性沥青 中的应 用研 究 J 石 油 沥青 2010 24 5 28 31 10 付海 英 谢雷 东 寇大营 等 力 口 工 工艺对 改性 沥青 的性能影 响 J 交通科技 2005 2 97 100 A 上接第 73 页 由图3 可以看出 当重质碳酸钙用量由l5 份增 JI U20 份时 涂膜的拉伸强度由1 97 MPa 增加到2 19 M Pa 上升趋 势较明显 当重质碳酸钙用量由20 份增加到35份时 拉伸强 度Fh2 19 MPa 增加至2 52 M Pa 上升趋势稍有减弱 当重质 碳酸钙用量大于35 份时 拉伸强度继续提高 当重质碳酸钙 用量为45 份时 拉伸强度达到2 67 M Pa 涂膜的硬度过大 承 受其它饰面材料时容易开裂 影响防水效果 由见图3 还可以看出 随着重质碳酸钙用量由20 份增加 到30 份时 涂膜的断裂伸长率下降平缓 由221 2 降低为 2l1 2 其断裂伸长率均符合GB rI 23445 2009 综合考虑 重质碳酸钙30 份为实验最佳参考值 综上 当液料 水泥 石英砂 重质碳酸钙的用量分别为 100 份 40 份 25 份 3O 份时