新型速凝橡胶沥青防水涂层厚度的演变研究

何维宾，蔡淑娟，柴 宏

（1.宁夏建设工程质量安全总站，宁夏 银川 750001；2.北方民族大学材料科学与工程学院，宁夏 银川 750021）

0 引言

速凝橡胶沥青防水涂料是一种近年来正在发展的新型材料，它既具备传统防水卷材的强度和柔韧性［1］，还兼有良好的包裹性、自愈性［2］，且施工简便、可快速固化成膜［3］。因此，这种防水涂料具有广泛的应用范围，包括：地下建筑物基础［4］、屋顶［5］、地铁［6］、隧道［7］、水处理厂［8］、钢结构屋顶［9］、人工湖、城市管廊［10］等，且应用量逐年增加。

从目前的建材市场和企业标准看，速凝橡胶防水涂料的防水成效、耐久性、寿命等与涂层厚度有着很大的关系，涂层厚度越厚，防水成效和耐久性越好；反之，涂层厚度越薄，防水成效和耐久性、可靠性越差。工程验收实际中，对防水层厚度测量方式、测量时间缺乏统一的标准，一定程度上给这种性能优异的防水材料后期可靠性和耐久性带来了冲击。速凝橡胶防水涂料作为水乳性涂料，其含水量较大（约 30 %～45 % 左右）［11］，自然状态下凝结成形，析出水分［12］。王志强等在速凝橡胶沥青防水涂料在变形缝处的研究中，通过试验发现了涂层厚度随时间延长而减小的规律［13］。但缺少 2.7 mm 以下的中、薄涂层厚度的试验和分析。而目前的工程领域设计、施工单层厚度仅有 1.2～3 mm 不等。因此，有必要研究不同厚度涂层随时间的变化规律。

1 试验方案

1.1 试验设备

半导体温度计、刮板、厚度计、直尺、涂膜模框、标准针等。在涂膜制备前，试验样品及所有试验器具在标准试验条件下放置 24 h 以上［14］。

1.2 试件

选取刷涂试样，在标准试验条件下，称取所需的试验样品量，将试验样品搅拌均匀，在不混入气泡的情况下倒入模框中。混凝土试件形状 70 mm×70 mm×20 mm（见图 1），模框形状为 50 mm×50 mm。样品分 2～3 次涂覆［15］，最后一次将表面刮平，在标准养护箱内按照设计的温湿度进行养护［16］。

图1 试件图

1.3 试验条件

针对西北地区的气候特点，设定 3 个典型温度 4、23、30 ℃ 进行试验，分别对应 A、B、C 3 组试验，每组 5 个不同涂层厚度的试件（涂层厚度分别设计为 1.2、1.5、2.0、2.5、3.0 mm）［17］，如表 1 所示，研究不同涂层厚度在不同温度下随时间的变化规律。湿度统一选择 50 %。试件养护条件为在标养箱内养护，采用人工制冷、加热、加湿方法保持养护箱内的环境满足试验要求。

表1 试件表

凝固成形后进行脱模，并用刀具将涂膜四周不规则部分切除，保留尺寸为 40 mm×40 mm 进行厚度测量，如图 2 所示。

2 试验现象与分析

2.1 试验现象

由观察得知，试件在刮涂后 30 min 左右凝固成膜，试件表面在成型初期由于两种组分的作用［19］，胶膜表面析出一定的水分，在干燥过程中，涂膜颜色由灰色逐渐转变为黑色，状态由酸奶状逐渐转变为奶酪状。1 d 左右，涂膜厚度较刮涂时有明显的变化。通过对不同厚度涂膜的养护、测量，得到了这种速凝橡胶沥青防水材料在不同温度（4、23、30 ℃）条件下，涂层厚度随时间、温度的变化规律，如图 2 所示。

2.2 试验分析

由实验发现，各温度区间时，速凝橡胶沥青防水涂料随着时间的推移进行凝结固化，厚度较初始刮涂厚度总体呈下降趋势，且环境温度越高，下降越快。

1）对 4 ℃ 附近养护的速凝橡胶防水涂料试件分析。先期涂层厚度随时间的推移有一定的下降，降幅约 4 %。另观察可见，5 个试件在初凝期完成了一定的凝结。但后期随着时间的发展，试件涂层厚度多次出现了不同程度的上下波动，反映出这种防水涂料在温度进入 4 ℃ 后固化过程不理想。观察的 14 d 涂层厚度总减少约 9 %。

2）对 23 ℃ 附近养护的速凝橡胶防水涂料试件分析。第一天涂层厚度随时间的发展快速下降，且降幅大于 4 ℃ 附近养护的速凝橡胶防水涂料试件，涂层厚度减少约 20 %。7 d 之后，涂层厚度趋于稳定，涂层厚度总减少约 30 %。

3）对 30 ℃ 附近养护的速凝橡胶防水涂料试件分析。第一天涂层厚度随时间的发展更快，涂层厚度减少约 25 %。6 d 左右，涂层厚度趋于稳定，涂层厚度总减少约 33 %。

4）研究设计厚度相同的试件在不同温度下厚度的演变，如图 3 所示。分析发现相同厚度涂层，环境温度越高，曲线斜率越大，反映出厚度变化速率越快。图 3（a）中 23 ℃ 曲线在 30 ℃ 曲线下方，主要是由于初始刮涂厚度差引起的。

3 结语

图3 不同厚度涂层在不同温度下的演变

总体来看，速凝橡胶沥青防水涂料随着时间的推移进行凝结固化，厚度较初始刮涂厚度总体呈下降趋势。当温度低至 4 ℃ 以下时，速凝橡胶沥青防水涂料凝结固化过程不稳定，为了保障正常凝结，应避免受冻。5 ～30 ℃ 常温下，速凝橡胶沥青防水涂料在第一天厚度下降最大，同时，一周之内仍有部分下降，但一周之后，涂层厚度基本没有明显下降。因此，在施工后一周测量、验收的厚度值较符合实际。

设计单位在进行防水设计时，对涂层厚度应明确是初始厚度还是最终厚度。施工、监理、检测等单位合理确定验收时机和验收标准，确保速凝橡胶沥青防水涂料能够充分发挥其防水优势。