JSA-101聚合物水泥防水涂料(简称JSA防水涂料)是以丙烯酸酯聚合物乳液和水泥为主要原材料,加入其它外加剂制得的双组分水性防水涂料。这种涂料既有水泥类胶凝材料强度高、易与潮湿基面粘结,又兼有聚合物涂膜弹性大、防水性能好的优点。JSA 防水涂料以水作为载体,既克服了沥青、焦油、有机溶剂型防水涂料污染环境的弊端,又是一种无毒无害、可湿作业、施工简单的绿色环保型建筑防水材料。
1 聚合物水泥防水涂料的成膜机理
JSA 防水涂料是由丙烯酸酯聚合物乳液与水泥、填料等复合而成的双组分水性防水涂料。复合体系中水泥遇到乳液中的水即发生水化反应,形成一定量的水泥胶凝体;而聚合物乳液本身属于胶体分散体,其中的聚合物颗粒向浆料中分散,吸附在水泥及其水化产物和其它填料表面。随着水分的消耗和逸失,聚合物颗粒之间慢慢地靠拢而相互凝聚在一起,进一步固化形成连续的涂膜结构。这种膜以聚合物网络结构为主体,水泥及其水化产物和其它填料被聚合物膜包裹在其间,水泥的硅酸盐网络结构已不连续,因此涂膜具有良好的柔韧性。该涂料弥补了水泥基材料柔性不足以及聚合物乳液涂膜易溶胀、防水性差的缺陷,其既有有机涂料高韧高弹的性能,又具有无机材料耐久性好等优点,二者达到性能上的优势互补,起到“复合叠加”效应。同时还具有粘结强度高、无毒、无味、无环境污染等优点。
2 实验部分
JSA-101 聚合物水泥防水涂料,液料和粉料的配比为:I 类为10∶15,II 类为10∶20
2.1 原材料选择及其分析
2.1.1 丙烯酸酯乳液
丙烯酸酯乳液的品种、性能及用量对涂膜性能起决定性作用。使用丙烯酸酯乳液改性水硬性无机材料,借助于丙烯酸酯网状交联结构,改善了涂膜的耐久性。丙烯酸酯乳液中存在— COOH 基团,通过带有— OH 基团的助剂对其进行改性,使原有线性结构在成膜过程中形成立体网状结构,增强了分子键能,减少了大分子降解的可能性,同时降低了水分子进入高分子链间造成涂膜溶胀的程度,增强了涂膜的耐水性。经过多次试验后,我们选用巴斯夫的丙烯酸酯乳液。
2.1.2 成膜助剂
成膜助剂在一定程度上能够起到增加涂膜柔韧性的作用,这是因为它可以削弱分子间的次价力,增加分子链运动,降低高分子的结晶性,从而大幅度增加材料的伸长率,降低其强度。由表1可见,由于成膜助剂的加入,即使在很低的液粉比(10∶15)的情况下,涂膜仍具有很高的弹性。
表1 成膜助剂对涂膜性能的影响
2.1.3 增塑剂
增塑剂是一种暂时性的增塑剂。它的作用在于:①促使乳胶粒子的塑性流动和弹性变形,改善其聚结性;②降低涂料的最低成膜温度。试验结果(增塑剂的加量按乳液的量为基准)见图1。由图1 可知,随着增塑剂掺量的增加,涂料的拉伸强度缓慢地减小,断裂伸长率逐渐增大。这是因为:①增塑剂有利于聚合物颗粒的软化,使之更加容易产生塑性流动和弹性变形,颗粒之间凝聚在一起,形成完整连续的高分子网络结构;②增塑剂也提高了乳液对水泥和滑石粉等填料的润湿性,使两者的界面结合更加紧密。
图1 增塑剂掺量对涂膜拉伸强度及断裂伸长率的影响
2.1.4 消泡剂
涂料搅拌混合过程中容易产生大量气泡使涂膜产生气孔和应力集中,导致涂膜力学性能下降,留下渗漏隐患。添加适量的消泡剂,能明显减少气泡造成的缺陷,有效提高了涂膜的性能。消泡剂的添加量约为总配方的2‰~3‰。
2.1.5 分散剂
使用分散剂就是为了使水泥等填料微粒在一定的剪切力作用下,能够充分的分散,形成聚合物-水泥等无机填料粒子的均匀分散体,使得涂料具有良好的流动性、稳定性和匀质性。分散剂的量按水泥的用量为基准。试验结果表明,添加0.5%~1%的分散剂,可以起到很好的分散效果,能提高施工效率和涂膜质量。
2.1.6 白水泥
水泥的加入不但可提高涂料的拉伸强度,而且可以降低涂料的成本。但如果水泥的量太多,涂膜的断裂伸长率就会降低。
2.2 基本配方(见表2)
2.3 涂料性能的测试
涂膜性能测试按JC/T 894-2001《聚合物水泥防水涂料》的标准进行,I 型和II型涂料的主要技术指标如表3 所示。
3 应用
JSA 防水涂料施工简单,操作方便,可在潮湿的或干燥的砖石、砂浆混凝土、金属、木材、各种保温层、各种沥青、橡胶、SBS、APP、聚氨酯等防水层基面上施工,施工后形成一完整无接缝的具有较高强度和弹性的防水涂膜。
3.1施工准备
(1) 防水涂膜施工前,应按设计要求先对基面及薄弱部位进行检查。基面有缺陷或积水等现象,必须进行处理,并确定合格后方可施工。
(2) 备好基面、取料配料以及滚涂、刷涂用工具。
3.2 基层处理
(1) 基面如有空鼓、松动、起砂、掉灰、裂缝、积水等缺陷,应事先进行处理。基面的砂浆残留物及分割缝内的灰渣,粉尘应清扫干净,保持施工面清洁、无灰尘、无油污、无明水。
(2) 基面要求表面平整、光滑、牢固,并达到一定的强度、整体性和适应变形能力。基面严重不平处须先找平,不得有起砂、蜂窝麻面、砂眼、孔洞、裂缝、起壳和渗漏。如基面起砂可先涂一遍JSA 稀涂料,基面有裂缝可先在裂缝处涂一层抗裂胶,渗漏处须先采用“速凝型水不漏”进行堵漏处理,重要建筑物基面裂缝处理后,在沿裂缝两侧宽10 mm范围内涂以嵌缝密封材料。
(3) 对屋面的女儿墙、伸缩缝、地下室的阴阳角、穿墙管、厕浴间的上下水管道、地漏、地面排水坡度等存在不符合设计要求的部位,应在防水层施工前做好妥善处理。
3.3 配料
(1) 按规定比例取料,用搅拌器充分搅拌均匀,直至料中不含团粒(搅拌时间5 min 左右)
(2) 防水涂料的涂层本色为象牙白色,加颜料后可成为彩色涂层。
(3) 在斜面、顶面或立面上施工,为使料能够挂住、不流淌,应少加水或不加水;平面施工时,为使涂膜平整可适当多加些水。
3.4 涂膜施工
防水涂膜至少三遍涂膜成活
(1) 底涂 :提高涂膜与基层的粘结力。当基层潮湿或在不吸水的干净的基面上使用时,可不做底涂。底涂用量为0.3 kg/m2。
(2) 第一道涂层,涂料用量0.8 kg/m2,成膜厚度约为0.4 mm,干燥后再涂第二道涂层。
(3) 第二道涂层,涂料用量0.5~0.8 kg/m2,干燥后再涂刮下一道涂层。防水层内可设尼龙网格布进行加筋增强处理。
(4) 面层涂层采用加水稀释的面涂料滚涂一道,以提高涂膜表面的平整、光洁效果。表面需要粘贴装饰面层时,可以在滚涂后撒布干净粗中砂。
3.5 检查验收
防水层施工完毕后,应认真检验整个工程的各个部分,特别是一些薄弱环节,发现问题并查明原因,及时进行修复。
(1) 防水层外观 :整个防水层应无鼓泡、起壳、细微裂纹、翘边分层、流淌等现象。如发现上述现象,应用刀片局部割破涂层,检查基面情况,重新修复基面后用涂料涂覆修复。
(2) 防水层厚度 :涂层厚度应符合设计要求,最小厚度不得小于设计厚度的80%。防水工程在完工7 d后,应对涂层厚度进行检查,施工面积每100 m2抽查不应少于1 处,整个工程不应少于3 处。检查方法可采用针刺法或割破法,割破法可从现场割取20 mm×20 mm实样用卡尺测量或测厚仪测量,割取过的防水层应及时修补。
(3) 蓄水试验 :对屋面、厕浴间、厨房等应进行蓄水试验和修整。蓄水试验要等涂层完全干固后方可进行,一般情况下需48 h以上,在特别潮湿又不通风的环境中则需更长时间。厕浴间、厨房防水做完后,蓄水24 h不渗漏为合格 ;屋面防水做完后,排水系统应畅通,不渗漏为合格。经建设单位和监理验收合格后,方可施工保护层
3.6保护层施工
室外及易碰触、易踩踏部位的防水层应做保护层,保护层(或饰面层)的施工,须在防水层完成2 d后进行。JSA 防水涂料本身就含有水泥成分,易与水泥砂浆粘结,如做水泥砂浆保护层,可在其面层上直接抹刮粘结。抹砂浆时,为了方便施工,可在防水层最后一遍涂覆后,立即撒上干净的中粗砂,待涂层干燥后,即可直接做水泥砂浆保护层。在防水层上还可采用粘贴块体材料做保护层,主要采用的块体材料有瓷砖、马赛克、大理石等。粘贴块体材料的粘结剂可用JSA防水涂料调成腻子状来充当。
3.7 施工注意事项
(1) 涂膜防水层施工时,施工人员不得穿带钉的鞋作业。
(2) 涂膜未固化前严禁在上面行走,并应切实采取措施保护防水层不受人为破坏。
4 结论
(1) JSA防水涂料是由聚合物乳液和水泥等无机填料复合而成的双组分涂料。它的性能受聚合物乳液的用量、水泥的品种及用量和填料的品种及用量等因素的影响。
(2) 防水涂料可以形成高弹性的整体防水涂料,其应变性能优异,是一种环保型的新型防水材料。
(3) 该涂料以丙烯酸乳液为主体液料与无机复合粉料复配而成,通过聚合物乳液和无机复合材料形成互穿网络结构成膜,集合了有机材料和无机材料的优点。