对弹性体改性沥青防水卷材冻融实验的相关探讨

罗耀文

摘    要：弹性体改性沥青防水卷材执行国家标准GB18242-2008，是由聚酯毡、玻纤毡、玻纤增强聚酯毡为胎基，以苯乙烯—丁二烯—苯乙烯（SBS）热塑性弹性体作石油沥青改性剂，两面覆以隔离材料所制成的一种性能优异的防水卷材。

关键词：弹性体改性沥青防水卷材;冻融;拉伸性能

1  引言

在弹性体改性沥青防水卷材进行地下施工以及有蓄水需求的施工时，由于北方冬季温度低，弹性体吸水后，可能会因为水结冰体积增大，对性能造成影响。所以在GB 18242—2008标准中，将浸水后质量增加作为重要检测项目。本文旨在探讨浸水冻融对弹性体主体材料拉伸性能的影响，以及可否在防水卷材的实验室检验中，引入相关实验。

2  实验部分

2.1  试件

弹性体防水卷材在试验中会因为胎基的不均匀性出现微小的差异性。为减小对试验的干扰，在选取样品时，采用了大样本的方式。首先从多个品牌中取样，从中选取拉伸数值偏差较小的卷材。其次，对此卷材进行多倍取样，进一步降低对试验结果的干扰因素。最终，选定了三个品牌的产品。

2.2   主要仪器设备

用于试样浸泡的恒温水槽、精度为0.01g的电子天平、电热恒温鼓风干燥箱以及样品的悬挂晾置装置。

2.3   实验方案

在试验前，按照GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》的试验方法，对三个品牌的卷材，进行浸水后质量增加的检测。

防水卷材在吸水后，随着外界温度的变化会产生冻融现象。在这个过程中，低温和浸水是两个实验干扰因素。因此我在实验中做了四组对比实验。

常温（23±2）℃养护条件下，拉伸性能试验。

常温（23±2）℃养护条件下，浸水后拉伸性能

-20℃～常温条件（23±2）℃，冷冻循环实验。

-20℃～常温条件（23±2）℃，冻融循环实验。

其中，常温（23±2）℃拉伸性能试验，养护时间为24h。

常温（23±2）℃浸水后拉伸性能，为浸水10d，擦干后悬挂晾置5h后进行实验。

-20℃～常温条件（23±2）℃冷冻循环实验，以12h冷冻，12h常温养护为一个周期，共进行十次冷冻循环。冷冻循环结束后，在常温条件（23±2）℃下养护24h，然后进行拉伸性能试验。

-20℃～常温条件（23±2）℃冻融循环实验，以12h冷冻，12h浸水养护为一个周期，共进行十次冻融循环。冷冻循环结束后，擦干净试样表面水分，在常温条件（23±2）℃下悬挂晾置24h，然后进行拉伸性能试验。

3  实验分析

3.1  三个品牌样品浸水后质量增加结果（见表1）

3.2  拉伸实验对比结果

为保证拉伸试验的准确性，减少夹具滑脱造成的影响，我们在实验中使用了引伸计夹持试样，用以测量卷材变形。在夹具夹持样品时，为增大摩擦力，在样品夹持部位垫上一层高分子丙纶防水卷材。实验时，拉伸设备夹具间距为200mm，引伸计间夹距为180mm。拉伸速度100mm/min。数字修约及保持率计算方法，依据GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》（见表2）。

从表2中，我们可以看到在试样经过浸水、冷冻循环以及冻融循环后，防水卷材的拉伸性能，并未产生显著变化。浸水后的拉力数据，有两组出现了轻微上浮，初步判断为主体材料的不均匀性造成的。后续，我们将结合改性沥青涂盖层与水有无反应，以及对拉伸性能造成的变化，进行进一步的研究。

SBS弹性体材料有较好的弹性恢复性能，聚酯氈胎基因为浸透改性沥青，所以吸收的水分虽然会因为结冰，体积增大，但是短时间对胎基并不足以形成不可逆的结构性破坏。吸收的水分，在结冰过程中，对胎基造成的形变，以弹性形变为主。

4  结束语

在我们实验室的检测过程中，实验周期的长短是个重要因素。因为防水卷材在生产后，长期放置会产生自然老化。材料本身性能的降低，会对单一因素的判断造成干扰。另外检测结果的实效性，也决定无法在实验室进行长周期实验。

在本次实验中，浸水、冷冻及冻融循环均为10d实验周期。在10d实验周期内，浸水、冷冻及冻融循环，均无法提供参考性指标。因此将浸水、冷冻、冻融实验引入实验室检测，不具备必要性。

在试验中我们也发现了一些新的问题，随着冻融循环的进行，样品的体积和厚度都有一定的变化。这在实际应用中，可能导致热熔粘结面出现毛细渗水现象。后续，我们将对防水卷材热熔粘结面，进行冻融后的防窜水研究。

参考文献：

[1] GB 18242—2008.中国国家标准化管理委员会[S].