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技术解读

聚合物水泥防水涂料粉体组成及性能探讨

文章出处: 人气:1587 发表时间:2022-12-06

王家乡、黄军 云南欣城防水科技有限公司 2021-12-28 19:53

欣城防水


摘 要

本文主要介绍了聚合物水泥防水涂料的防水机理、不同粉料的作用、以及不同粉料的组成对聚合物防水涂料性能的影响。当聚合物水泥防水涂料中添加一定比例的石英砂后,其外观和物理性能都得到了一定的改善,这不仅节约了生产成本,也为探索建筑个性化的市场环境下聚合物水泥防水涂料的研发和应用提供了新的研究方向。


关键词:



聚合物乳液、石英砂、网络结构、强度、延伸率


引言

聚合物水泥防水涂料俗称JS复合防水涂料(以下简称JS防水涂料)是由聚合物乳液为主要液料,加上水泥、填料等粉体组合的双组分建筑防水涂料,按其物理性能可以分为I型(柔性)、II型(刚型);其中I型适用于地下室、厨卫间、水池等防水工程,II型适用于工业与民用建筑屋面、外墙等防水工程[1]。然而不同的粉体组成对其性能却有一定的影响,为了探明其影响,本文通过对乳液中添加石英砂,不同含量的水泥、重钙后,检测其涂料粉刷后的外观和物理性能,其结果可为JS防水涂料中粉料的添加提供一定的理论依据。



一、防水机理

JS防水涂料以液料中聚合物乳液和粉料中水泥、石英砂、填料等混合,聚合物乳液中离子在涂料水分挥发后在表层形成一道聚合物防水膜层,而水泥遇水后与石英砂、填料等产生水化反应,再与高分子乳液交联固化,形成互穿网络结构,增加防水膜层的强度[2]。

通过高分子聚合物乳液与水泥等材料的反应结合,保证JS防水涂料既有有机高分子材料的柔性网络,又有无机胶凝网络结构。在保持了无机硅酸盐材料抗老化能力强、强度、硬度大,粘接力强等特点的基础之上,引进了有机高分子材料变形性好、结构封闭性、易涂刷等优点,使刚柔防水结合在化学建材的研究中得到了圆满的体现。



二、粉体中材料的作用与选择

1、水泥

水泥在体系中可以液料中的水产生水化反应,形成无机胶凝网络结构,对体系贡献强度和硬度;同时又能与聚合物乳液形成交叉网络结构,形成致密防水膜的同时增加了体系的拉伸强度。

JS防水涂料体系常用低碱度硅酸盐水泥,因其吸水率低、水化后强度高、体系稳定等广泛应用于各防水厂商和建筑工地,同时低碱度水泥可有效避免涂层泛碱效应,避免涂层施工后表面泛白等现象。

2、石英砂

石英砂的加入可大幅提升水泥水化反应后的强度,同时增加涂层表面粗糙度,尤其在需要做防水保护层和粘贴瓷砖的情况下使用效果最佳,在立面施工时同无石英砂体系区别最明显。

石英砂宜选用级配石英砂,70-200目级配效果最好,其中细石英砂/粉可有效封堵体系中空隙,粗石英砂可提升体系强度和表面粗糙手感,增加保护层粘接力。

3、填料

体系中较多使用200-400目重质碳酸钙粉作为粉体填料,既降低了生产成本,细微的粉体亦可以增加体系的密室性,使防水膜层更加致密,防水效果更好。

通常填料添加量建议20%-40%最佳,过多会使涂层表层更加光滑(外露型JS可适当提高填料比例),减低涂层与保护层、瓷砖的粘接力;过少难以达到降低生产成本的目的。

4、助剂

因施工条件、环境要求、成本控制等多方面原因,粉料体系中经常会加入不同助剂以满足施工及使用要求,如减水剂、纤维素、触变剂等。

减水剂的加入可使粉体搅拌所需的用水量减少,宏观表现为体系液粉比降低,即同样液料条件下粉体添加量增加,部分减水剂的加入,可提升体系的开放时间。

纤维素的加入会提升一部分涂料施工开放时间,增加涂料施工的顺畅性,但是同时也会降低粉体的添加量。

触变剂的加入可保证体系其他性能不变的情况下增加搅拌好的涂料的触变性能和开放时间。

具体助剂的添加类别和添加量需要对不同客户要求和大量实验论证。



三、石英砂对涂料性能的影响

本实验通过对乳液中是否添加石英砂进行了实验对比(表1),结果显示:石英砂的加入,在同环境、同比例条件下,可大幅提升JS防水涂料的拉伸强度和断裂延伸率,同时在浸水和热处理之后,涂料的强度保持率、断裂延伸率均优于无石英砂对照组实验(表2)。

此外,级配石英砂的加入,增加了成品涂层的砂质感,提升了涂料表层比表面积,对于需要做外装饰层、瓷砖层、外保护层的工程来说,增加了涂料比表面积的同时提升了涂料和外层材料的粘接面和粘接力,有效降低因防水涂层太过于平整导致的装饰层脱落等现象(图1)。


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 A成品外观                            B成品外观


 图1 不同含量粉料对JS防水涂料外观性能的影响




四、结论

防水层是建筑修建过程中不可或缺的部分,因建筑设计要求、施工要求的不同,需要对产品工艺、配方等进行更改,尽可能实现建筑多样化发展,满足客户、施工的需求[3]。我公司致力于以满足客户需求为导向,产品多样化、多功能化发展,以系统防水、安全施工、便捷施工为目标,在防水建材、防水工程中以尽绵薄之力。



本文作者:王家乡、黄军


引用文献:

[1]聚合物水泥基复合防水涂料性能及适用标准探讨[J].刘淑梅,刘文杰.新型建筑材料.2001(03)

[2]建筑用防水涂料适用性解析[J].褚锦锋.四川建材.2020(06)

[3]我国防水涂料的研究进展[J].杜新胜.蒙延佩.上海涂料.2017(03)