聚合物水泥防水涂膜开裂性能研究

彭方灵，林宏伟，林 涛，高博洋，胡京波

（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京100123）

0 前言

聚合物水泥防水涂料，又称JS防水涂料，是以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组分水性防水涂料[1]。聚合物水泥防水涂料是使用最广泛的水性防水涂料，主要用于建筑物厕浴间、厨房、阳台、地下室等区域的防水[2]聚合物水泥防水涂料产品根据《聚合物水泥防水涂料》标准（GB/T 23445—2009）中的物理力学性能要求，可分为I型、II型和III型三种[3]。其中以II型材料应用最为广泛。实际施工应用中常出现开裂等质量问题，本文从主要利用一个实验模型，系统性量化分析了聚合物水泥防水涂料的抗开裂性能，提供现场施工解决方案。

1 实验部分

1.1 实验原料

聚合物水泥防水涂料：聚合物水泥防水涂料液料；聚合物水泥防水涂料粉料。

1.2 试验条件

温度：23±2℃；相对湿度：50±2%。

1.3 主要设备与仪器

防水涂料实验模型：自制，材质为水泥压力板、厚度10mm；其中圆弧角处理时圆弧半径为30mm，总长度为60cm，倒角处理时，倒角角度为45°，总长度为60cm，圆角处理及倒角处理的材质均为1:2水泥砂浆，网格布整强处理采用的网格布为耐碱网格布，100g/m2，网格布整强处理的总长度为60cm，具体尺寸详见图1。

1.4 试验方法

图1 防水涂料试验模型

（1）基层清理，先将基层清理干净，做到表面无灰尘、无杂质。

（2）基层湿润，本次实验测试两种基层条件，一种为干燥基层，一种为潮湿基层，其中干燥基层不做湿润处理，潮湿基层的提前1h开始用清水湿润基层2～3遍，到达饱和面干状态（即基层不在吸水，但表面不明水）。

（3）材料搅拌：将粉料倒入液料中，搅拌5min，静置5min再使用。

（4）材料涂刷：采用毛刷涂刷施工，总共涂刷厚度为1.5mm，采用2遍涂刷时，每遍涂刷0.75mm，采用3遍涂刷时，每遍涂刷0.5mm，每遍涂刷间隔24h，网格布增强处理部位，网格布在第一遍涂刷结束后铺贴网格布。

（5）养护：温度：23±2℃，相对湿度50±2%下自然养护24h。

（6）记录开裂情况：养护24h后观察涂膜开裂情况，并统计裂缝长度及个数（三维角统计个数，二维角统计裂缝延米数）。

2 结果与讨论

2.1 涂膜厚度对开裂性能的影响

按照《住宅室内防水工程技术规范》（JGJ 298—2013）要求，厨卫间平面厚度不小于1.5mm，立面厚度不小于1.2mm，工地实际施工过程中，一般涂刷2～3遍，本次实验分别按照2遍达到1.5mm厚、3遍达到1.5mm厚，进行涂刷，每遍间隔24h。

得到实验结果如表1所示。结果分析：

表1 聚合物水泥防水涂料不同涂膜厚度时的抗开裂性能

表2 聚合物水泥防水涂料在不同基层条件时的抗开裂性能

（1）薄涂多遍可以有效避免涂料开裂。聚合物水泥防水涂料虽然具有一定的抗流挂性能，但如果涂料一次涂刷过厚也会出现流挂现象或者局部滑移的趋势，势必会在阴角部位产生材料堆积现象，由于聚合物水泥防水涂料主要靠水分挥发成膜，材料堆积会导致材料厚度不均干燥速度不一致，收缩不一致，收缩应力不均衡等问题，很容易在薄弱部位产生开裂现象。而薄涂多遍可以有效避免涂料在阴角部位堆积料过多的问题，每遍涂膜较薄，涂料固化干燥速度相对一致。实干后的后一遍涂刷，不但没有影响到前一遍涂料的成膜效果，而且优异的同材质粘接效果相当于力学性能的完美复合叠加，从而有效避免了阴角开裂现象的出现。

（2）开裂部位主要集中的阴角部位，大面及阳角部位未出现开裂现象，主要是由于大面和阳角部位一般不会出现堆料现象，厚度一致、干燥速度一致。

2.2 基层条件对开裂性能的影响

聚合物水泥防水涂料为水性涂料，潮湿基面及干燥基面均可施工，本次实验分别测试潮湿基面及干燥基面时涂料的开裂情况，具体结果如表2所示。

结果分析：

（1）潮湿基面开裂现象明显优于干燥基面，主要是由于干燥基层会吸收涂料中的水分，导致涂料中水泥水化的速度慢于涂料干燥的速度，出现干燥收缩产生的应力大于涂料本身的抗拉力。

（2）圆弧处理可以有效避免裂缝的产生，倒角处理可以降低裂缝发生的概率，但是很难完全避免裂缝的发生，圆弧处理可以很好的做到平面与立面平滑的过度无折角出现，可以有效避免涂料在阴角部位堆料过多的问题，因此不会出现开裂现象，而倒角处理如果处理不好，在倒角部位会出现折痕，也容易导致产品堆料现象，导致涂料开裂。

（3）使用胎体增强材料可以有效减少阴角开裂，但是很难避免，主要是因为网格布可以提高涂料的抗拉强度，当涂料抗拉强度大于材料收缩应力就不会出现裂缝，因此可以有效的降低涂料在阴角部位开裂现象，但是由于阴角部位很难将网格布完全展铺平整，在褶皱部位，网格布还没有到达受力状态涂料就开裂了，此时网格布没有起到增加涂料抗拉强度的作用。

3 结论

（1）聚合物水泥防水涂料在大面、阳角部位基本不会出现开裂现象，开裂主要集中在阴角部位。

（2）薄涂多遍可以有效避免阴角开裂，施工3～4遍达到1.5mm时基本可以避免开裂现象的发生。

（3）圆弧处理可以有效避免裂缝的产生，倒角处理可以降低裂缝发生的概率，但是很难完全避免裂缝的发生。

（4）使用胎体增强材料可以有效减少阴角开裂，但是很难避免。

（5）潮湿基面抗开裂效果优于干燥基面。