热熔法对弹性体改性沥青防水卷材性能影响的研究

边学俊，戈兵，孙俊，李丽，付文军，李兴超

（1.中国建筑科学研究院有限公司，北京 100013；2.国家建筑工程技术研究中心，北京 100013；3.建研院检测中心有限公司，北京 101200）

0 引 言

弹性体改性沥青防水卷材（以下简称SBS 防水卷材）是指以聚酯毡、玻纤毡等为胎基，以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）共聚热塑性弹性体改性沥青为涂盖料，两面覆以聚乙烯膜、细砂或矿物粒料而制成的长条片状、可卷曲的防水材料[1]。SBS 防水卷材以其优异的耐腐蚀性和耐老化性能，广泛应用于工业与民用建筑的屋面和地下防水工程，在保护建筑安全、保障建筑寿命等方面发挥了重要作用[2-3]。热熔法是SBS防水卷材较常用的施工方法，其原理是利用火焰烘烤防水卷材沥青涂盖层，实现卷材与基层、卷材与卷材之间相互粘结以及多层防水卷材之间的叠合粘结[4-5]。热熔法需严格控制卷材热熔程度，热熔程度不当会降低卷材性能和接缝质量，严重影响防水层质量及耐久性[6]，因此，控制热熔程度是保证热熔施工质量的关键措施之一。

1 试 验

1.1 原材料

本文以市售4 种型号、16 种配方的SBS 防水卷材为研究对象，试验用卷材规格型号及编号如表1 所示。分析轻度、适度和过度热熔对卷材整体防水层性能的影响，不同热熔程度控制要求如表2 所示，研究热熔处理前后卷材的性能变化，为热熔法施工后卷材的检测及防水工程质量问题的鉴定提供数据参考。

表1 试验用卷材型号及编号

表2 热熔程度及控制要求

1.2 试验方案

1.2.1 不同热熔程度处理对SBS 防水卷材性能的影响

在16 组卷材中取4 种不同型号的卷材（卷材1、卷材5、卷材9、卷材13），每种卷材裁剪3 组试样，用喷灯分别对每组试样进行轻度、适度和过度热熔。然后参照GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》和GB/T 328.10—2007《建筑防水卷材试验方法第10 部分：沥青和高分子防水卷材不透水性》进行不透水性、接缝剥离强度和搭接缝不透水性试验。

1.2.2 热熔处理后SBS 防水卷材前后的性能变化

从16 组卷材中各裁剪2 组试样，其中1 组进行适度热熔处理，另1 组不做处理，参照GB 18242—2008 中规定的试验方法，进行耐热性、低温柔性、不透水性、最大峰拉力、最大峰时延伸率、热老化后低温柔性试验。

2 试验结果分析

2.1 不同热熔程度处理后SBS 卷材的性能比较

表3为4 种卷材经过不同程度热熔处理后，不透水性、搭接缝不透水性、接缝剥离强度的试验结果。

表3 不同程度热熔处理后卷材的性能

由表3 可以看出，经轻度热熔后，4 组防水卷材的不透水性均满足GB 18424—2008 要求，搭接缝不透水性、接缝剥离强度不满足GB 55030—2022《建筑与市政工程防水通用规范》的要求；经适度热熔后，4 组卷材的不透水性、搭接缝不透水性、接缝剥离强度均满足上述标准的要求；经过度热熔后，4组卷材的接缝不透水性满足标准要求，不透水性、接缝剥离强度不满足标准要求。

经分析可知，当热熔程度较小时，由于卷材欠烧，试件表面沥青未充分融化，即使SBS 防水卷材本身仍具备良好的防水功能，但其搭接边热熔粘结结构的防水功能已经失效；当热熔程度过大时，卷材过烧，极易出现针孔，导致透水，即使搭接缝性能仍能满足标准要求，但因其本身防水性能已经降低甚至丧失，导致防水层整体防水功能失效。由此可见，适度的热熔处理对卷材本身防水性能的保持和搭接缝质量的保证至关重要。

2.2 SBS 防水卷材适度热熔处理前后的性能变化

2.2.1 拉伸性能

拉伸性能试验参照GB/T 328.8—2007《建筑防水卷材试验方法第8 部分：沥青防水卷材拉伸性能》，热熔处理后卷材的拉伸性能保持率如图1、图2 所示。

图1 卷材的最大峰拉力保持率

图2 卷材的最大峰时延伸率保持率

由图1、图2 可见，热熔处理后卷材的拉伸性能保持率基本在95%～105%内。经计算，纵向最大峰拉力保持率平均为100.4%，横向最大峰拉力保持率平均为99.1%；纵向最大峰时延伸率保持率平均为100.6%，横向最大峰时延伸率保持率平均为99.6%。由此可见，适度的热熔处理仅使卷材的沥青涂盖层熔融，未对胎基的力学性能产生影响。

2.2.2 耐热性

耐热性参照GB/T 328.11—2007《建筑防水卷材试验方法第11 部分：沥青防水卷材耐热性》进行测试，裁取115 mm×100 mm 试件，在规定温度下垂直悬挂于烘箱中，2 h 后观察试验现象及测试试件两面涂盖层相对于胎体的位移。

试验结果显示，热熔处理前后的SBS 防水卷材均无流淌、滴落，试件两面涂盖层相对于胎体无明显位移，均符合GB 18242—2008 的技术要求。试验结果表明，适度的热熔处理对SBS 防水卷材的耐热性无影响。

2.2.3 低温柔性

低温柔性参照GB/T 328.14—2007《建筑防水卷材试验方法第14 部分：沥青防水卷材低温柔性》进行测试，裁取125 mm×25 mm 试件，上表面和下表面分别绕浸在冷冻液中的机械弯曲装置中并弯曲180°，然后检查试件涂盖层的裂纹，试验结果如表4 所示。

表4 卷材的低温柔性

由表4 可以看出，16 组卷材低温柔性均符合GB 18242—2008 的技术要求。

SBS 防水卷材低温性能的优劣直接关系到材料的使用寿命，尤其在我国严寒地区，一旦热熔后卷材低温性能衰减，卷材在使用过程中承受基层变形能力变差，材料发硬容易开裂，从而失去防水效果。为进一步量化热熔处理对SBS 防水卷材低温性能的影响，测试其热熔处理前后的冷弯温度，在标准要求的基础上，每隔6 ℃试验每个试件，从开始导致破坏的最低温度开始，每隔2 ℃试验5 个试件，直到至少有4 个试件无裂缝，试验结果见图3。

图3 卷材的冷弯温度

由图3 可见，热熔处理后SBS 防水卷材的冷弯温度较处理前有所升高，最大升高温度为2 ℃。分析其原因，可能是由加热面油份挥发引起。

2.2.4 不透水性

不透水性试验参照GB/T 328.10—2007 中方法B 进行。设定水压0.4 MPa，保持时间120 min，观测试件是否保持不渗水。试验结果发现，热熔前后所有试件均未渗水。由此可见，本研究中选取的SBS 防水卷材的耐积水性优异，热熔处理仅使其下表面沥青涂盖层熔融，并未对其胎基抗渗性能造成影响。

2.2.5 热老化后低温柔性

热老化试验参照GB 18242—2008 规定的试验方法进行，将试件水平放入80 ℃烘箱中，在此温度下处理240 h，结束后测试其低温柔性，结果见表5。

表5 卷材热老化后的低温柔性

由表5 可以看出，16 组卷材经过热老化后，卷材1~6、卷材8~15 低温柔性均符合GB 18424—2008 要求；卷材7 和卷材16 无处理试件低温柔性符合GB 18424—2008 要求，经过热熔处理的试件低温柔性不符合GB 18424—2008 要求。测试所有试件的冷弯温度，试验结果见图4。

图4 卷材热老化后的冷弯温度

由图4 可见，热老化后，经热熔处理的SBS 防水卷材冷弯温度有所升高，最大升高2 ℃。其中，卷材7 和卷材16 低温柔性不合格可能是因为卷材原始的低温性能刚好满足GB 18424—2008 要求，经过热熔处理后，卷材的冷弯温度升高，超过GB 18424—2008 中规定的温度，试件出现裂缝。

综上所述，在本次研究中，适度的热熔处理并未对卷材的力学性能、耐高温性能和防水性能造成影响，仅使卷材的低温性能出现轻微衰减，经过适度热熔处理后的卷材，其性能仍满足GB 18242—2008 的要求。因此，在防水工程质量验收时，可基于拉伸性能、耐热性、低温柔性、不透水性及接缝剥离强度、接缝不透水性，开展热熔施工后防水层的质量检测，对施工后防水层的性能及施工质量做出评价。

3 结 论

（1）在热熔施工中，SBS 防水卷材欠烧和过烧均会导致卷材整体防水性能下降或失效，适度的热熔处理，即当改性沥青层达到熔融状态时，卷材本体拉伸性能、耐热性、不透水性均未发生衰减，防水层的防水效果最佳。这就要求施工人员必须具备丰富的施工经验或经过专业的培训，并采用合适的工装以保证热熔程度，才可以从施工源头减少防水工程渗漏问题的发生。

（2）SBS 防水卷材经适度的热熔处理后，冷弯温度稍有升高，但仍能达到GB 18424—2008 要求。在设计选材时，尤其在严寒地区，应选用冷弯温度较好的SBS 防水卷材，以防热熔施工后卷材耐低温性能下降，无法抵抗基层变形等因素而产生断裂，从而失去防水效果。

（3）本研究认为，当热熔施工后卷材防水层出现渗漏问题时，以拉伸性能、耐热性、不透水性、低温柔性及接缝不透水性和接缝剥离强度为参数，对热熔施工后的卷材本体及防水层性能进行检测及评定，是实现防水工程质量问题责任鉴定的有效手段。