防水材料吸水性與抗凍性（十）

更新時間：2017-07-28

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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(jié)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(jié)合起來進行研究。
試驗方法與結(jié)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(shù)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(zhì)量以g/m²表示。吸水率是指吸收的水分質(zhì)量與吸水前試件的質(zhì)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?zhí)r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(shè)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(nèi)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(chǎn)工藝只能起部分控制作用。
真空吸水法是根據(jù)卷材的吸水性而設(shè)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(nèi)的空氣抽去，使其產(chǎn)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(chǎn)工藝過程。
根據(jù)橋面防水層的使用環(huán)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(yè)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(guī)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(guī)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(jīng)受冬季凍融的考驗，要求其涂膜有一定的抗凍性?？箖鲂允峭磕そ?jīng)受反復(fù)凍融循環(huán)而不破壞的能力，以破壞的凍融循環(huán)次數(shù)來表示的。
防水涂膜毛細孔中的水分一般在-17℃左右才能結(jié)冰，結(jié)冰后體積膨脹，對毛細孔造成很大的膨脹壓力，經(jīng)過反復(fù)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(guī)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(nèi)，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(huán)，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(jié)果：
* 涂膜A-吸水率2.3%-凍融循環(huán)20次-無開裂-表層變軟，局部出現(xiàn)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(huán)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(fā)軟。
* SBS改性瀝青-吸水率1.2%-凍融循環(huán)20次-無開裂。
* 2mm厚卷材-吸水率9.5%-凍融循環(huán)20次-吸水率9.5%-凍融循環(huán)20次后試件起鼓-剝落-胎體膨脹發(fā)軟。
* 3mm厚卷材-吸水率1.9%-凍融循環(huán)20次-無起鼓-無剝落
試驗結(jié)果分析
試驗中涂膜A和B屬同一家產(chǎn)品，對涂膜A養(yǎng)護時間為7天，模擬施工中的正常養(yǎng)護；對涂膜B養(yǎng)護時間為1天，模擬施工中因工期安排而無法充分養(yǎng)護的情況。同樣，一布四涂中的一個試件模擬了現(xiàn)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(chǎn)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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)可以明顯區(qū)分不同防水材料的吸水率和抗凍性。
試驗發(fā)現(xiàn)，涂膜在施工后不充分養(yǎng)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(fā)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(fā)。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(dǎo)致吸水率也增加。
一布四涂防水層中的聚酯胎布在施工現(xiàn)場邊鋪設(shè)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(xiàn)場經(jīng)常可以發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(zhì)量有重要意義。當(dāng)然，如果一布四涂防水層的胎布選擇不當(dāng)或涂料本身滲透滲透能力不強，也會導(dǎo)致質(zhì)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(guān)，與卷材的致密性有關(guān)。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(chǎn)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(chǎn)生；生產(chǎn)操作中漏胎現(xiàn)象和胎體未浸透現(xiàn)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(yīng)進行吸水率和抗凍性試驗。參考國外標準，結(jié)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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防水材料吸水性與抗凍性（十）