新型速凝橡胶沥青防水涂料与基材之间的粘接强度关系研究

蔡淑娟，柴 宏，何玉矛

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

近年来，速凝橡胶沥青防水涂料作为一种新型防水材料，其优势显著[1]:一是包裹性好，像皮肤一样包裹在基材表面[2]；二是具有自愈功能，在被尖锐物体刺伤后，能够通过自我蠕动，实现伤口愈合[3]；三是机械化施工作业，施工速度快，效率高[4]。因此，其防水成效具有质的提升，应用范围也很广泛[5]。既可以用在工程渗漏问题治理上，也可以用在地下室、屋面、卫生间、人工湖、桥涵、城市管廊等防水上[6]，且应用量呈快速增长态势[7]。

当然，与传统防水材料相比，速凝橡胶沥青防水涂料生产企业各自为阵，其原材料、配合比等方面不尽相同[8]，应用历史不长，针对该类防水材料的研究也没有完全到位，设计、施工以及后期使用阶段的运营维护缺乏成熟的经验和可参考资料。因此，在该类产品的生产加工、材料使用性能、施工、使用等方面亟需开展更多的研究。

目前，速凝橡胶沥青防水涂料的常见使用基材为钢筋混凝土[9]，从工程实施经验看，速凝橡胶防水涂料的防水成效、耐久性、寿命等与混凝土基材的粘接强度有着很大的关系[10]，无论从理论上还是经验上讲，速凝橡胶防水涂料与混凝土基材的粘接强度越大，防水成效和耐久性越好，反之，粘接强度越小，防水成效和耐久性、可靠性越差[11]。与此同时，工程验收实际中，对速凝橡胶防水涂料与混凝土基材的粘接强度验收无法进行现场实际检测，只能依赖于材料生产厂家的型式检验以及进场材料检测。而对于具体工程实施的作业环境、基面条件、物理状态等与粘接强度的关系，需要做进一步研究和规范[12]。鉴于此，本此选取常见的混凝土作为速凝橡胶沥青防水涂料的基材，以此作为研究对象，选取试验设备，设计和制作试件并进行试件养护，观察、测量后，进行数据分析。

1 试验方案

1.1 试验设备

主要包括标养室、拉伸试验机、电热鼓风烘箱、拉伸专用金属夹具(上夹具、下夹具、垫板)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[13]。

1.2 试件制作

混凝土试块6组，每组3个：尺寸70 mm×70 mm×20 mm，选用C30普通硅酸盐混凝土浇筑，倒入膜框振实抹平。其中：A组试件表面较粗糙且有孔隙，B组、C组、D组试件表面在初凝前收光，然后移入养护室，1天后脱模。E组、F组试件表面用砂浆抹平收光，砂浆选用42.5的普通硅酸盐水泥砂浆。然后将所有试件放入标养室中养护10 d。再将A组、B组、C组、E组试件在50 ℃烘箱中干燥1天，取出在标准条件下放置备用。D组、F组试件在水中养护[13]，刷涂速凝橡胶沥青防水涂料前，从水中取出，用毛巾擦干水分。

(a)养护 (b)成形试件

取配置好的刮涂型速凝橡胶沥青防水涂料，在A-F组试件上的50 mm×50 mm膜框内刮涂(1.5±0.2)mm厚的涂料(其中3号混凝土试件在刮涂前人为踩踏基面模拟沾灰工况)[14]，在标养室养护120 h后脱模，再放入40 ℃电热鼓风烘箱中养护2 d，取出后在标准试验条件下养护4 h备用[15]。

表1 试件制作表

将养护好的试件涂层裁切为40 mm×40 mm。

图2 裁切后的涂层试件

2 试验结果与分析

2.1 观感质量

由观察得知，A-F号不同试件基面刮涂速凝橡胶防水材料后，其基面与防水涂料的粘接强度、效果存在有较明显的差异：

A组试件混凝土基面上的速凝橡胶防水涂料边角局部存在鼓起缺陷。这主要是因为A组试块表面粗糙造成的。

B组试件混凝土基面上的速凝橡胶防水涂料有边角存在翘起现象，用手试探后，粘接也不牢靠。这主要是由于混凝土基面上的脚印上沾有浮尘，不洁净。这反映出混凝土基面上若存在人为踩踏、浮尘等不洁净现象，则对粘接强度有着明显的影响。

试件B、D、E、F四组混凝土基面上的速凝橡胶防水涂料观感质量较好。但具体粘接强度如何，需要通过试验来做进一步研究。

2.2 粘接强度

经对6组不同试件基面与速凝橡胶防水涂料的粘接强度进行试验，得到了6组不同试件的粘接强度数据，为了便于对比，将A、B、C、D四组放在一张表中对比，研究不同混凝土基面与速凝橡胶防水涂料的粘接强度关系。再将B、E、F三组放在一张表中进行对比，研究混凝土基面、砂浆抹灰基面及其不同物理状态下与速凝橡胶沥青防水涂料的粘接强度关系。由图3分析发现，A、B、C、D四组试件的粘接强度存在一定的层级关系，反映出粘接强度与基层表面的物理状态存在较显著的关系。B组曲线在最上端，反映出混凝土表面抹平收光形成的基面粘接强度最好。C组曲线在最下端，且低于JC/T2317-2015规范规定的0.4 MPa下限值[15]，反映出基面不洁净对粘接强度影响很大，粘接质量达不到规范要求。D组曲线位于B组之下、A组之上，反映出混凝土基材表面浸湿状态下的粘接强度小于干燥状态下的粘接强度，不过收光平整的混凝土表面即使浸湿，其与防水涂料的粘接强度也高于0.4 MPa，能够满足规范要求。A组试件粘接强度曲线在0.4 MPa附近徘徊，反映出表面平整度、洁净度不佳时，混凝土基层与喷涂防水粘接质量难有保障。

图3 不同物理状态下混凝土基面与防水涂料的粘接强度

图4 混凝土基面、砂浆基面与防水涂料的粘接强度

由图4分析发现，B、E、F三条粘接强度线均位于0.4 MPa规范基准线之上，说明这三组试块分别代表的混凝土表面直接收光、混凝土表面砂浆抹平以及砂浆抹平后浸湿三种状态下与速凝橡胶沥青防水涂料的粘接强度均能满足规范要求。同时，三条曲线中，B曲线最高，说明混凝土表面收光后的粘接强度要好于砂浆找平；F曲线位于E曲线下方，说明干燥的砂浆找平基面粘接强度好于浸湿状态。

3 结论

(1)混凝土表面不洁净、粗糙时，其与防水涂料的粘接强度不能满足规范要求。

(2)混凝土基面与防水涂料的粘接强度要好于砂浆。

(3)在混凝土基面施工完毕、速凝橡胶防水涂料施工前，应对基面进行一定的保护，防止受到污染，若已经造成污染或无法避免粉尘的沾附，需在防水涂料施工前进行清理，如正常途径清理仍无法保障表面洁净，可结合基面找平，利用砂浆进行抹灰处理。

(4)无论是混凝土基面还是砂浆找平后的基面，虽然浸湿状态下的防水涂料粘接强度能够满足规范规定的0.4 MPa，但较干燥状态下的粘接强度要低。

4 结语

通过制作混凝土试件，得到不同的基面，模拟具体工程实施的作业环境、基面条件、物理状态等，研究了不同基面上速凝橡胶沥青防水涂料与基材的粘接强度变化，经过试件养护，观察、测量后，进行数据分析，发现了一些较有价值的成果和结论，提出了不同基材界面特征状态下施工，获得的防水工程质量存在较大区别的意见，也就是速凝橡胶沥青防水材料前对基材界面的洁净度、粗糙限度有较高要求，需要引起注意，而基面是否浸湿对粘接强度影响不是很大，为工程施工、验收提供了较有价值的参考，为保障这种防水材料的防水成效和使用寿命提出了有意义的意见和建议。