防水材料吸水性與抗凍性（十）

時間：2017-7-28閱讀：3913

評價目的
吸水性屬于防水材料的抗水性指標，若防水材料吸水率較高，不僅不透水性能失去意義，而且，其抗凍性必然較差，則防水層可能在寒冷季節使用過程中遭受凍融破壞。因此，有必要將吸水性和抗凍性和抗凍性結合起來進行研究。
試驗方法與結果
吸水性是反映防水材料與防水層的孔隙度或致密性的一個技術指標，可用吸水量或吸水率表示。吸水量是指防水卷材在的水溫下侵泡一定時間后，所吸收的水分質量以g/m²表示。吸水率是指吸收的水分質量與吸水前試件的質量之比，以百分表表示。屋面防水工程中對瀝青卷材吸水率的測試方法通常有兩種，即常壓吸水法和真空吸水法。屋面防水工程對紙胎瀝青卷材要求吸水率不大于1.5%，對高聚物改性瀝青卷材和防水涂膜的吸水率均沒有要求。
常壓吸水法是模擬使用條件設計的測定吸水性的方法，主要反映卷材在使用過程中的抗水性能，故試件必須封邊，以防橫斷面吸入水分。但由于封邊試件只能反映油氈蓋層的孔隙度和致密性，反映不出試件內部浸漬程度是否*，因此常壓吸水法只適用于使用性能的測定，而對油氈生產工藝只能起部分控制作用。
真空吸水法是根據卷材的吸水性而設計的一種測定方法。主要取決于卷材本身的孔隙度，通過其毛細管吸入水分，為縮短試驗時間而加速吸水。為此，采用真空吸水法先將孔隙內的空氣抽去，使其產生負壓，此時注入清水迫使試件孔隙快速吸水。真空吸水法不封邊，能更準確地反映油氈的浸漬飽和程度及致密性，以控制生產工藝過程。
根據橋面防水層的使用環境可知，盡管在防水層施工過程中會將卷材的邊緣部密封，但是，在瀝青混合料碾壓作業中熱集料仍可刺破甚至穿透胎體，因此，滲入水仍可到達胎體。所以，橋面防水材料的吸水率測試不能照搬屋面防水的方法。英國橋面防水規范BD47/99中采用的吸水率測試方法是，將一定尺寸的防水層直接浸入水槽，在（23±2）℃浸泡28天然后取出稱重，以吸水率不大于7%為合格。在本研究的吸水率試驗中，采用英國橋面防水規范的方法，試件尺寸100mm×100mm。
防水涂料用于防水工程以后，在大氣中要經受冬季凍融的考驗，要求其涂膜有一定的抗凍性。抗凍性是涂膜經受反復凍融循環而不破壞的能力，以破壞的凍融循環次數來表示的。
防水涂膜毛細孔中的水分一般在-17℃左右才能結冰，結冰后體積膨脹，對毛細孔造成很大的膨脹壓力，經過反復凍融，則可能造成涂膜毛細孔管壁的破壞，而使涂膜失去防水能力。所以在抗凍性試驗中規定冷凍溫度為-20℃±2℃是比較合理的。
抗凍性試驗是將聚合物瀝青防水涂料刷在水泥砂漿板（100mm×50mm×10mm）上成一定厚度的涂膜試件。本試驗中考慮實際工程中乳化瀝青類防水涂膜厚度不超過1mm，改性瀝青防水涂膜厚度不超過2mm，故試驗中防水涂膜厚度不超過1mm，改性瀝青類防水涂膜厚度不超過2mm，故試驗中防水涂膜厚度分別為1mm和2mm；屋面防水工程要求的厚度2mm。之后置于20℃±10℃的水浴箱中浸泡24h；使試件毛細孔充滿水。然后再將試件置于-20℃±10℃的低溫冰箱內，冷凍2h后，再放入20℃±10℃的水浴箱中2h，進行融化。這樣冷凍、融化各2h為一循環，其涂膜的耐凍性越好，一般要求抗凍20次不開裂，對其它涂膜和卷材則沒有抗凍性要求。
對防水材料的吸水率和抗凍性試驗結果：
* 涂膜A-吸水率2.3%-凍融循環20次-無開裂-表層變軟，局部出現小裂紋。
* 涂膜B-吸水率12.6%-在20次凍融過程中，由局部開裂到全部剝落。
* 一布四涂-吸水率6.7%；7.4%；37.8；-凍融循環20次后-吸水率小的試件無開裂，但輕微鼓起-37.8%吸水率的試件剝落-胎體膨脹發軟。
* SBS改性瀝青-吸水率1.2%-凍融循環20次-無開裂。
* 2mm厚卷材-吸水率9.5%-凍融循環20次-吸水率9.5%-凍融循環20次后試件起鼓-剝落-胎體膨脹發軟。
* 3mm厚卷材-吸水率1.9%-凍融循環20次-無起鼓-無剝落
試驗結果分析
試驗中涂膜A和B屬同一家產品，對涂膜A養護時間為7天，模擬施工中的正常養護；對涂膜B養護時間為1天，模擬施工中因工期安排而無法充分養護的情況。同樣，一布四涂中的一個試件模擬了現場施工中涂料沒有充分浸透胎布的情況。試驗中，2mm厚卷材試樣取自建材市場中小廠家的屋面防水產品，可以明顯判斷涂覆材料未能充分浸透胎體；3mm厚卷材試樣取自橋面防水卷材。
zui初的試驗方案對吸水率測試方法采用屋面防水工程的方法，即將試件邊緣密封浸水24小時后稱重，發現正常試件的吸水率幾乎為零，難以對不同防水材料的吸水率和抗凍性作出判斷。采用試件原樣而不密封浸水28天后再進行吸水率和抗凍性測試，發現可以明顯區分不同防水材料的吸水率和抗凍性。
試驗發現，涂膜在施工后不充分養護，極易遭受凍融破壞。原因是涂膜的強度是在涂料中水分的*蒸發后才能充分形成，若過早在防水層上鋪筑面層，不僅防水層易受施工損傷，而且，造成涂料中的水分難以蒸發。涂膜中含水量過大會使涂料中的填料不能被瀝青類材料*包裹，導致吸水率也增加。
一布四涂防水層中的聚酯胎布在施工現場邊鋪設邊浸透涂料，目前的施工方法基本上依靠人工涂刷，由于工期較長，操作工人易疏忽，在現場經常可以發現局部存在涂料不能充分浸透胎布的情況。試驗表明，胎布若充分浸透涂料則可以有效保證防水層的使用質量，也即防水層的吸水率較低能夠抵御凍融破壞，因此，精心的施工和嚴格管理對保證一布四涂防水層質量有重要意義。當然，如果一布四涂防水層的胎布選擇不當或涂料本身滲透滲透能力不強，也會導致質量隱患。
卷材的不透水性和吸水性與其聚合物瀝青涂蓋材料有關，與卷材的致密性有關。隨著涂蓋量的增大，吸水性降低，不透水性提高。如果卷材在生產中，胎體的干燥成都不夠，胎體中的水分易造成涂蓋層針眼的產生；生產操作中漏胎現象和胎體未浸透現象，都是造成卷材透水或吸水率大的原因。再者涂蓋材料中填料含量太多，也能造成吸水率過大。
由以上分析，無論對于卷材還是涂膜，無論采用何種原材料，均應進行吸水率和抗凍性試驗。參考國外標準，結合試驗分析，認為吸水率指標在本文所采用實驗方法中小于7%為合格。

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