SBS改性沥青防水卷材拉伸性能检测的影响因素

林如涛，林晓靖，郑 炼，吴传灯

（福建省建筑科学研究院 福建省绿色建筑技术重点实验室，福建 福州 350025）

防水卷材作为重要的防水材料，在工程中被广泛的应用。按照材质的不同，防水卷材可分为沥青防水卷材、高聚物改性沥青防水卷材和合成高分子防水卷材等。目前，应用较多的是高聚物改性沥青防水卷材。这类卷材具有耐热度高、低温柔度好、延伸率大的特点，主要有弹性体改性沥青防水卷材和塑性体改性沥青防水卷材2种[1]。20世纪80年代以来，弹性体改性沥青防水卷材作为国家重点推广的新型建筑防水材料，得到了快速发展[2]，我国学者对弹性体改性沥青防水卷材的性能及性能优化进行了大量的研究。

杨将[3]通过试验研究了热熔施工过程中黏接温度对SBS、APP改性沥青防水卷材接缝剥离强度的影响，得出不同类型产品的最佳热熔黏接温度，即SBSⅠ型产品的最佳热熔黏接温度为170℃，SBSⅡ型产品的最佳热熔黏接温度为180℃；田金凯等[4]在生产普通SBS改性沥青防水卷材的基础上运用正交实验的方法对所选原材料进行优化组合，成功研制出道桥用SBS改性沥青防水卷材；苏醒等[5]将竹木粉代替部分无机填料应用于改性沥青防水卷材中，制备了具有更好耐热性和尺寸稳定性的改性沥青防水卷材。

随着SBS改性沥青防水卷材在工程中的广泛应用，对该材料的质量检测变得尤为重要。目前，SBS改性沥青防水卷材主要根据国家标准GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》检测。检测时，受环境、养护、仪器、操作水平等的影响，检测结果存在差异。因此，本文根据GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》对SBS改性沥青防水卷材进行试验研究，分析养护温度和拉伸速度对SBS改性沥青防水卷材力学性能的影响，得出检测过程中应注意的操作，为SBS改性沥青防水卷材力学性能的检测提供参考。

1 试验原料、仪器与方法

1.1 试件原料

SBS改性沥青防水卷材，PY类Ⅰ型，惠州东方雨虹建筑材料有限公司。

1.2 试验仪器

微机控制电子万能试验机，WDW-30，长春科新试验仪器有限公司；钢直尺，0～300 mm，杭州杨家墩五金制尺厂。

1.3 试验方法

试验方法是：①依据GB 18242—2008在距样品边缘100 mm以上的位置裁切300 mm×50 mm的试件，纵横向各5个试件，纵向5个试件和横向5个试件为1组，共8组试件。②将其中3组试件分别放置在温度为（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃，相对湿度为50%～55%下进行养护，将其余5组试件放置在温度为（23±2）℃，50%～55%的相对湿度下养护，养护时间24 h。③将养护后的试件夹持在微机控制电子万能试验机上，设置原始标距L0为200 mm，调整试件长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上，开动试验机，拉伸试件至断裂，记录拉伸过程中的最大峰拉力和最大峰拉力时对应的距离L。其中，养护温度为（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃的 3 组试件，拉伸速度为 100 mm/min，其余5组试件的拉伸速度分别为80 mm/min、90 mm/min、100 mm/min、110 mm/min、120 mm/min。④将得到的最大峰拉力分别求平均值得到不同条件下各试件的纵横向最大峰拉力。根据GB 18242—2008的要求，最大峰拉力结果修约到5 N，为较精确研究，本次试验将结果修约到1 N。⑤根据公式100×（L－L0）/L0分别计算每组试样的最大峰时延伸率，结果修约到1%.

2 试验结果与分析

2.1 不同养护温度对拉伸性能的影响

养护温度为（19±2）℃、（23±2）℃、（27±2）℃的 3组试件的试验结果如表1所示。图1为养护温度对卷材拉伸性能的影响曲线。

结合表1、图1可得，随着养护温度的升高，SBS改性沥青防水卷材的纵横向最大峰拉力均减小，与标准GB 18242—2008规定的（23±2）℃的情况相比，当养护温度为（19±2）℃时，纵横向最大峰拉力分别为标准温度的102%和101%；当养护温度为（27±2）℃时，纵横向最大峰拉力分别为标准温度的99%和90%，因此，养护温度对纵向最大峰拉力的影响比较小，但对横向最大峰拉力的影响不可忽视。随着养护温度的升高，SBS改性沥青防水卷材的纵横向最大峰时延伸率逐渐增大，与标准GB 18242—2008规定的（23±2）℃相比，当养护温度为（19±2）℃时，纵横向最大峰时延伸率分别为标准温度的79%和65%；当养护温度为（27±2）℃时，纵横向最大峰时延伸率均为标准温度的115%，所以，养护温度对SBS改性沥青防水卷材的最大峰时延伸率的影响比较大。这是由于温度对SBS改性沥青防水卷材中的沥青和聚酯胎的力学松弛有较大影响，温度升高，分子链段热运动增加，松弛过程加快，在拉伸过程中表现为韧性提高，SBS改性沥青防水卷材的最大峰时延伸率增大，最大峰拉力减小；温度降低，材料中的分子链断裂缓慢，松弛过程变慢，材料的弹性降低，表现为脆性提高，因此，SBS改性沥青防水卷材的最大峰时延伸率减小，最大峰拉力提高。

表1 不同养护温度下最大峰拉力和最大峰时延伸率试验结果

图1 养护温度对拉伸性能的影响

2.2 不同拉伸速度对拉伸性能的影响

不同拉伸速度的五组试件的试验结果如表2所示，图2为拉伸速度对卷材拉伸性能的影响曲线。

表2 不同拉伸速度下最大峰拉力和最大峰时延伸率试验结果

图2 拉伸速度对拉伸性能的影响

从表2和图2中可以看出，随着拉伸速度的加快，SBS改性沥青防水卷材的纵横向最大峰拉力均逐渐增大。当拉伸速度由80 mm/min加快到100 mm/min时，最大峰拉力增加的幅度比较大；当速度超过100 mm/min时，最大峰拉力的增加趋于缓和，最大峰时延伸率则随着拉伸速度的增加而减小。这是由于高分子材料及沥青和沥青混合物均存在时温等效性[6-7]，即在高温下短时间内与低温下长时间内可以观察到同一个力学松弛现象。因此，拉伸速度的加快，荷载的作用时间缩短，其力学松弛结果与在低温下的拉伸试验等同，拉伸速度的提高不利于材料分子链的断裂和材料内部缺陷的发展，在拉伸过程中表现为最大峰拉力的提高和最大峰时延伸率的降低。根据标准GB 18242—2008的要求，PY类Ⅰ型的SBS改性沥青防水卷材最大峰时延伸率大于等于30%.当拉伸速度提高到110 mm/min和120 mm/min时，最大峰时延伸率接近30%，因此，对SBS改性沥青防水卷材进行检测时，拉伸速度的控制异常重要，特别是当卷材性能处在临界范围时，更应严格按照标准要求速度试验，以确保试验结果的可靠性。

3 结论

通过对SBS改性沥青防水卷材不同养护温度下的拉伸试验研究，得出养护温度对最大峰拉力和最大峰时延伸率有一定的影响。最大峰拉力随着养护温度的升高而减小，最大峰时延伸率随着养护温度的升高而增大。通过对SBS改性沥青防水卷材在不同拉伸速度下的拉伸试验研究，得出拉伸速度对最大峰拉力和最大峰时延伸率有较大的影响。最大峰拉力随着拉伸速度的增加而增大，当拉伸速度大于标准要求的100 mm/min时，最大峰拉力随拉伸速度的变化趋于平缓，

最大峰时延伸率随着拉伸速度的增加而减小。因此，对SBS

改性沥青防水卷材的力学性能检测，应确保养护温度和拉伸速度在标准范围内，同时，应注意拉伸试验机拉伸速度是否设定正常，确保检测在标准规定的速度下进行。

［1］王燕君.对检测SBS弹性防水卷材的研究［J］.门窗，2015（5）：237.

［2］张军.一种耐高温、超低温SBS改性沥青防水卷材的研制［J］.中国建筑防水，2016（14）：10-13.

［3］杨将.SBS、APP改性沥青防水卷材最佳热熔粘接温度的研究［J］.中国建筑防水，2016（13）：7-9.

［4］田金凯，杜勇，仝保云.道桥用SBS改性沥青防水卷材的研制［J］.中国建筑防水，2007（12）：4-7.

［5］苏醒，郑烷.竹木粉在改性沥青防水卷材中的研究应用［J］.中国建筑防水，2010（20）：17-20.

［6］赵培仲，文庆珍，朱金华.时温等效方程的研究［J］.橡胶工业，2005，52（6）：142-145.

［7］张肖宁.沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用［M］.北京：人民交通出版社，2006.