MMA防水涂料在水工混凝土防护中的试验

臧志刚，宋立元

（1.辽宁江河水利水电新技术设计研究院有限公司，辽宁沈阳110003；2.辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳 110003）

1 概况

MMA防水涂料是由高性能的甲基丙烯酸甲酯（MMA）和固化剂等助剂配制（常用A，B，H3种组份的配比表示）而成的高分子聚合物弹性材料。该涂料可在常温或低温下迅速固化成为具有优异耐磨、耐腐蚀的高耐久性无缝涂膜，固化后形成的高硬度膜具有杰出的湿热稳定性和抗紫外线性能。它粘度低，能够自行渗入到防护体微细裂缝和孔隙中，并且在防护体表面形成一道高强度薄膜，不仅可以阻挡水分的侵入，而且还对防护体表面起到了很好的封闭防护作用。主要在有机玻璃、建筑装饰、地坪防水、工业制件等领域应用广泛[1-3]。

该涂料能够全面提高混凝土的抗渗性能，但还需要研究其与混凝土之间的粘结性能，以及它对混凝土抗冻性能的影响。下文合辽宁营口某拦河闸防护工程，采用华南某公司提供的MMA防水涂料与砂浆试块粘结强度、抗冻性能作对比试验及现场示范应用研究。该产品基本性能，见表1。

2 粘结强度试验

2.1 试验依据

试验参照日本工业标准JISA6024，以抗折强度作为粘结强度指标。

2.2 试件制备

水泥砂浆试件成型为40 mm×40 mm×160mm的棱柱体，水泥、标准砂、水配合比分别为：（450±2）g/锅，（1350±5）g/锅，（225±1）g/锅。

表1 MMA防水涂料基本性能

试件成型后24 h脱模，然后放入装满水的盒中在标准养护箱（温度(20±2)℃、湿度（95±5）%内养护28 d以上。次试验的MMA防水涂料由A，B，H种配比组成，3种组份的配比分别为100∶100∶6，100∶100∶10，100∶100∶14。

2.3 试验过程

1）将养护28 d以上的砂浆试件从标准养护箱中取出，并在室温下晾干，随后用抗折试验机将试件折断；

2）将试验机上折断的砂浆试件按照原样拼接在一起，然后用胶带在砂浆试件断裂处包裹密封固定，封闭之前要在断裂面间预留出3 mm左右的缝隙；

3）裂隙内灌浆前用小刀把试件注浆面的胶带划开，然后将配制好的不同配比的MMA防水涂料从开口处注入缝隙中，晾置20 min后，对未满的裂缝再次填补直至饱满；

4）在常温下分别养护7 d和14 d，然后在砂浆抗折机上分别测定其抗折强度，并观察断裂面情况。

2.4 试验结果及分析

试验粘结强度用水泥砂浆抗折强度指标表示，水泥砂浆抗折强度按DL/T 5126-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》第6.2节砂浆抗折强度试验所述公式计算，即：

式中：fb——抗折强度，MPa；P——破坏荷载，N；L——支撑圆柱之间的距离，mm；b——棱柱体正方形截面的边长，mm。

通过试验并换算得3种配比的MMA防水涂料的粘结试验结果，见表2。

表2 不同配比合成的MMA防水涂料的粘结强度

由试验结果可知，MMA防水涂料随着配合比中H组份的增加，材料的表干固化时间稍微缩短，但粘结强度逐渐减小。其中，以配比为A∶B∶H=100∶100∶6的MMA防水涂料的粘结强度最大。表明在现场施工时，要严格控制MMA的各组份配比，配比直接影响其粘结质量。

3 抗冻性能试验

3.1 试验依据

试验按SL352-2006《水工混凝土试验规程》第4.23节混凝土抗冻性试验的内容进行。试验仪器为混凝土快冻试验台（HTD-B）。

3.2 试件制备

按照规程制作标准抗冻试件，尺寸为100 mm×100 mm×400 mm的棱柱体，混凝土试件的配合比，组成材料为水泥、细骨料、粗骨料、水、引气减水剂，用量分别为：370，155，730，1 005 kg/m3，0.8%。

在标准养护室养护28 d后，选一个较平整的矩形侧面，用钢刷打磨除去表面灰浆、杂物、油渍等，在室温下晾干。然后将3种不同配比的MMA防水涂料均匀涂抹于试件表面，每种配比的材料涂抹2块试件，每块涂抹2遍，厚2～3 mm，时间间隔4 h。

3.3 试验过程

1）将混凝土抗冻试件一矩形侧面打磨处理，晾干后将MMA防水涂料直接涂覆在其表面，置于室温下养护14 d；

2）将3块分别涂抹不同配比MMA防水涂料的试件放入混凝土抗冻试验台，进行300次冻融试验；

3）对另3块用混凝土钻心取样试验机钻透涂层并钻到混凝土内10～15 mm。每面钻取4处，钻头尺寸为ϕ5 cm；

4）然后将拉拔试验仪的试验铁块粘于钻好的MMA防水涂料的表面，7 d后，用拉拔试验仪检测MMA防水涂料与混凝土基面的黏结强度；

5）试件冻融300次以后，采用3）和4）步骤的方法，测试MMA防水涂料与混凝土基面的黏结强度。

3.4 试验结果及分析

试验对MMA防水涂料涂覆面测定4个黏结强度值，然后取其平均值作为试验结果值。试验结果及破坏面状况，见表3。

表3 MMA防水涂料冻融前后与混凝土黏结强度及破坏状况

由试验结果可知，配比为100∶100∶6的MMA防水涂料与混凝土基面之间的黏结强度在冻融作用前后变化较小，表明该配比的涂料抗冻性能良好，可以满足多数工程混凝土修补防护需要。其他两组配比的MMA防水涂料经冻融循环后黏结性能下降明显，单面涂层的混凝土试件甚至发生涂层脱落、失去黏结能力情况。

4 现场示范应用

2014年，MMA防水涂料在辽宁营口某拦河闸混凝土翼墙得到了示范应用。工程运行3年多来，被MMA防水涂料防护的混凝土构件表观质量已明显优于未被防护的构件，随着时间的推移，其提升混凝土耐久性的效果将日渐突出。

5 结语

通过试验与现场应用表明，具有良好配比的MMA防水涂料能够对混凝土产生良好的憎水保护层，可有效防止混凝土抗渗、抗冻融剥蚀，对混凝土表层的防护效果明显加强。当前该材料尚未在水利工程中推广普及，随着试验和示范应用的不断深入，MMA防水涂料必将在水利工程中得到更广泛的应用。

［1］陈理辉.混凝土结构裂缝的修补与结构加固［J］.建材技术与应用，2009（11）：24-26.

［2］代芳.甲基丙烯酸甲酯在聚合物混凝土中的应用［J］.建材技术与应用，2008（10）：10-11.

［3］蒋正武.混凝土结构的表面防护技术［J］.新型建筑材料，2004（2）：12-14.

［4］杨金鑫,张伶俐,周子鹄,等.MMA防水涂料在城际高铁防水中的应用及其存在问题浅析［J］.中国建筑防水，2011（21）：11-15.