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聚合物水泥防水涂料標準的制定

發(fā)布時間：2014-08-09

   聚合物水泥防水涂料標準的制定
   前言
   聚合物水泥防水涂料，（又稱JS復合防水涂料），自1995年投產(chǎn)以來，至今已有20余個省、市近100家生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)能力約5萬t，2000年實際產(chǎn)量約 1.2萬t，已廣泛應用于國內(nèi)屋面、地下室、廁浴間、外墻等上千項建筑防水工程，施工面積約400萬m2 。該防水涂料經(jīng)過幾年工程實踐考驗，施工部門反映技術(shù)性能良好，防水效果較突出，為此已被建設部編入“住宅建筑推薦用防水材料產(chǎn)品目錄”。但迄今為止該產(chǎn)品只有企標或地方規(guī)范，尚無統(tǒng)一的行業(yè)標準，各廠企標試驗方法與技術(shù)指標極不統(tǒng)一，直接影響了產(chǎn)品的性能提高與推廣應用。

    為了促進JS復合防水涂料的進一步發(fā)展，加強產(chǎn)品的質(zhì)量控制，1999年11月，國家建材局下達了《聚合物水泥防水涂料》行業(yè)標準的編制計劃，由河南建筑材料研究設計院、北京金湯建筑防水技術(shù)開發(fā)有限責任公司負責起草。該標準已于2001年4月在北京由全國輕質(zhì)與裝飾裝修建材標委會主持審議通過，不久將頒布執(zhí)行。該標準的貫徹實施，將對該產(chǎn)品質(zhì)量的提高、市場的規(guī)范以及指導設計施工、擴大推廣應用發(fā)揮重要作用。
一、標準制定的根據(jù)與原則
    1、積極采用國際標準與國外先進標準，以提高標準的科學性與可比性。
    經(jīng)檢索與查新，國際標準和主要先進國家標準中均無有關(guān)聚合物水泥防水涂料的產(chǎn)品標準，故本標準主要試驗方法參照采用了日本JIS A 6021《屋面用防水涂料》標準。試驗項目和技術(shù)指標大部分也是參考了日本JIS A 6021和韓國“混入水泥的聚合物防水材料（標準提案）”的性能指標以及新加坡“水泥基防水膜”標準技術(shù)指標，參考的具體項目在“技術(shù)內(nèi)容說明”一章中闡述。
    2、實事求是，符合國情，使標準具有較強的實用性。
    制定本標準時，綜合考慮了生產(chǎn)、施工與使用部門的需要，考慮了地上與地下防水工程不同應用部位的需要。所定試驗項目與技術(shù)指標一方面與 GB 50270《屋面工程技術(shù)規(guī)范》和新修訂的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》等國家標準相協(xié)調(diào)，同時也考慮了與其它防水材料（包括防水涂料）標準的一致性，使之具有較強的實用性。
    3、制定的標準，應既有先進性，又要考慮企業(yè)的實際條件，使之具有可操作性。
    本標準的制定，一方面參照采用了國外同類產(chǎn)品的標準化資料，同時又兼顧了國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)的實際條件與水平，并充分體現(xiàn)了JS涂料的性能與特點。設立的技術(shù)指標作到寬嚴適度、科學合理，選取的試驗方法先進適用、繁簡相宜，具有可操作性。
     4、本標準用來檢驗與評價材料的質(zhì)量，意在確定產(chǎn)品的最低性能，有關(guān)施工技術(shù)與應用規(guī)程不屬于本材料標準的范圍。
二、標準的主要內(nèi)容與說明
    1、產(chǎn)品分類與適用范圍
    本標準主要按產(chǎn)品用途和所用原料與性能分為I型和II型，I型為聚合物乳液用量較多，水泥用量較少的高聚灰比產(chǎn)品，特點是斷裂伸長率較大，拉伸強度和粘結(jié)強度較低，可承受較大的基層裂縫變形，主要適用于非長期浸水環(huán)境下的建筑防水工程，如屋面、墻面等部位。II型為水泥用量較多，聚合物乳液用量較少的低聚灰比產(chǎn)品。特點是拉伸強度和粘結(jié)強度較高,主要適用于長期浸水環(huán)境下的建筑防水工程，如廁浴間、地下室等部位。

     2、試驗項目與試驗方法的確定
    （1）試驗項目的確定
    本標準共設立了8個試驗項目，其中有涂料固化前的固含量與干燥時間測定、涂膜本體拉伸強度、斷裂伸長率及其熱、堿、紫外線處理后的保持率與伸長率測定，以及潮濕基面粘結(jié)強度、低溫柔性、不透水性和抗?jié)B性測定。
    上述項目是參照國外標準并結(jié)合國內(nèi)工程應用需要和企業(yè)現(xiàn)況確定的。所列項目大多是國內(nèi)多數(shù)企業(yè)標準中選用的，也是北京市防水材料產(chǎn)品認證規(guī)范和廣東省防水工程規(guī)范等地方標準中列有的。有關(guān)干燥時間、拉伸強度（包括熱、堿、紫外線處理條件）和斷裂伸長率（包括熱、堿、紫外線處理條件）以及不透水性、粘結(jié)強度等試驗項目，在日本、韓國、新加坡的標準化資料中均設有類似項目。
    為滿足地下工程需要，專門設立了抗?jié)B性試驗。本標準選定的技術(shù)要求項目帶有一定的普遍性，可表征產(chǎn)品的防水和施工性能，同時又考慮了地下工程的特殊要求。
    （2）試驗方法的確定
    本標準的試驗方法主要采用現(xiàn)行的國家標準GB/T-16777-1977《建筑防水涂料試驗方法》，該標準大部分試驗方法引用日本標準JIS A 6021《屋面用防水涂料》。本標準還參照新修訂的JIS A 6021，即將處理后的拉伸強度以保持率表示，斷裂伸長率以實測值表示。有關(guān)制備涂膜試片時采用的烘干處理方法亦是參照JIS A 6021規(guī)定進行的。
     涂膜抗?jié)B性試驗方法主要是參考JC 474-9296《砂漿、混凝土防水劑》中的透水壓力比試驗的有關(guān)規(guī)定，考慮到聚合物水泥防水涂料的特點和長期浸水環(huán)境的要求，本標準對試件制備程序、養(yǎng)護方式和試驗結(jié)果表述作了適當?shù)难a充與改動。例如：
    1）取消了基準試件，直接用在0.3~0.4Mpa壓力下透水的砂漿試件作抗?jié)B性試驗；
    2）為便于觀察在抗?jié)B條件下涂膜在潮濕基面上的粘接效果，本標準規(guī)定涂膜做在背水面上；
    3）增加潮濕環(huán)境養(yǎng)護條件的規(guī)定，試件放入水泥養(yǎng)護箱（室）進行養(yǎng)護；
    4）試驗終點判定改為3個試件有2個透水即中止試驗。
     潮濕基面粘接強度試驗方法主要是參照GB/T 16777第6章標準條件下粘結(jié)強度的測試方法,為在潮濕環(huán)境下應用，對上述方法作了一定的改動，即：
    1）  半“8”字形砂漿塊涂膜前應浸水24h，以保證砂漿塊處于飽和吸水狀態(tài)；
    2）  為模擬潮濕環(huán)境條件，采用水泥標準養(yǎng)護箱（室）作為養(yǎng)護條件；
    3）  試驗時由電動抗折機改用拉力試驗機，采用50mm/min拉速，與抗折機10N/S速度相當；
    4）增加了試驗結(jié)果的計算方法。
     3、產(chǎn)品的技術(shù)要求及其指標的說明
    本標準對聚合物水泥防水涂料的外觀、固體含量、干燥時間、拉伸性能、低溫柔性、不透水性、潮濕基面粘結(jié)強度和抗?jié)B性提出了技術(shù)要求（見表1）。
  表1 物理力學性能
序號  試驗項目技術(shù)指標

I型 II型
1 固體含量/ %, ≥ 65
2 干燥時間表干時間/h, ≤ 4
實干時間/h, ≤ 8
3 拉伸強度  無處理/ %, ≥   1.2 1.8
加熱處理后保持率/ %, ≥  80 80
紫外線處理后保持率/ %, ≥   80 80
堿處理后保持率/ %, ≥   80 80
4 斷裂伸長率  無處理 / %, ≥  200 80
加熱處理/ %, ≥   150 65
堿處理/ %, ≥  150 65
紫外線處理/ %, ≥   150 65 1)
5 低溫柔性,Φ10mm 棒  -10℃無裂紋  －
6 不透水性,0.3Mpa,30min  不透水不透水1)
7 潮濕基面粘結(jié)強度/Mpa, ≥  0.5 1.0
8 抗?jié)B性（背水面）<, SPAN lang=EN-US>2), /Mpa, ≥   －  1.6

注：1）如產(chǎn)品用于地下防水工程，該項目可不測試；
      2）如產(chǎn)品用于地下防水工程，該項目必須測試。
    （1）固體含量
    該項目指兩組分混合后的固體含量，是用戶計算用料量和涂膜厚度的指標。其指標值主要是參照GB 50270《屋面工程技術(shù)規(guī)范》中揮發(fā)固化型合成高分子防水涂料的質(zhì)量要求和驗證試驗結(jié)果確定的。
    （2）干燥時間
    涂膜干燥時間是揮發(fā)固化型涂料的重要施工性能指標，直接關(guān)系上、下道工序的銜接。實際施工時受氣溫、濕度、風速等環(huán)境條件的影響，涂膜干燥時間會有很大差別，因此標準條件的干燥時間僅有相對意義。其指標值是參照新修訂的《地下工程技術(shù)規(guī)范》并根據(jù)驗證試驗結(jié)果確定的。
    （3）拉伸性能
    拉伸性能是指在標準條件下和經(jīng)熱、堿、紫外線處理后的拉伸強度與斷裂伸長率。該項目是衡量防水涂料質(zhì)量優(yōu)劣的重要性能指標，也是防水涂料最重要的使用性能之一。特別是幾種處理條件,在新修訂的日本JIS A 6021標準中已被作為耐久性相關(guān)因素而受到重視。
    a、拉伸強度
    此項性能在日本和韓國、新加坡標準資料中都作為該涂料的重要指標。本標準參照日本JIS A 6021標準中的丙烯酸酯橡膠類產(chǎn)品指標、韓國及新加坡等標準化資料以及我國GB 50207和《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》等國家標準中的技術(shù)要求，結(jié)合驗證試驗結(jié)果確定了具體的性能指標。如考慮到該產(chǎn)品的性能特點和實際工程應用需要，將I型產(chǎn)品的拉伸強度定為低于II型產(chǎn)品，其指標水平高于GB 50270標準中II類合成高分子防水涂料不小于0.5Mpa 的規(guī)定。本標準將熱、堿、紫外線處理后的拉伸強度保持率定為不小于80%，此指標水平與日本JIS A 6021中指標相當，其中堿處理后的拉伸強度保持率高于日本標準不小于60% 的規(guī)定。
    b、斷裂伸長率
    此為涂膜延伸性的主要指標，考慮到I型產(chǎn)品主要用于屋面和墻面，斷裂伸長率指標應大于II型產(chǎn)品。表1中規(guī)定的指標水平低于45 GB 50270中II類合成高分子防水涂料不小于400%的規(guī)定，也低于日本標準不小于300%的規(guī)定，其中II型產(chǎn)品斷裂伸長率指標介于韓國和新加坡之間，但與我國《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》要求指標相當。熱、堿、紫外線處理后的斷裂伸長率指標，基本是參照驗證試驗結(jié)果和實際工程應用需要確定的。其中II型產(chǎn)品的性能要求符合《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》國標中規(guī)定的指標。對于斷裂伸長率指標，在征求意見過程中，有的企業(yè)反映指標偏大，要求較嚴，建議降低指標，但用戶提出“在地下工程中，墻板開裂情況十分普遍，原因不只是沉形，更多的是收縮變形和在側(cè)向壓力下的變形，某種情況下，地下室墻面裂縫的數(shù)量及寬度不亞于屋面”，因此在地下工程中要求用具有一定延伸率的防水涂料。對上述不同看法，曾多次聽取了《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》標準修訂專家們的意見，最終根據(jù)以“標準審議會”討論結(jié)果確定了表1中所得的該項指標。該指標經(jīng)實際工程應用，如發(fā)現(xiàn)不夠完善，可在下次修訂時加以調(diào)整。

    參照新修訂的JIS A 6021，斷裂伸長率以實測值表示，這種用絕對值的表示方法，對于活動接縫來說，更能直接反映工程的防水效果。
    （4）潮濕基面粘結(jié)強度潮濕基面粘結(jié)強度是一項表JS防水涂料性能特性的試驗，在一定程度上反映處于潮濕環(huán)境的涂膜的耐水性，其技術(shù)指標主要是參考驗證試驗的結(jié)果確定的。
三、正確理解與嚴格運用標準中的有關(guān)規(guī)定
     在貫徹實施標準時，應嚴格執(zhí)行、正確理解與運用試驗方法中的有關(guān)規(guī)定，是取得可靠數(shù)據(jù)的有力保證。
    1、制備涂膜試片時，應進行烘干處理
    JS復合防水涂料屬水乳型涂料，其固化方式是靠水分的揮發(fā)和水泥水化的雙重作用，而形成涂膜。在標準條件養(yǎng)護168h6后，涂料尚未得到充分固化，尚存殘余水分，此時測得的數(shù)據(jù)不能真實地反映其性能。經(jīng)對比試驗表明，試件養(yǎng)護168h與試件再在50℃干燥箱中烘干24h分別進行的拉伸性能試驗，試驗數(shù)據(jù)差異較大
     注：1）涂膜脫模后在標準條件下養(yǎng)護7天。
           2）涂膜脫模后在標準條件下養(yǎng)護7天，然后在 50℃干燥箱中處理1天。
    由表2、3看出：涂膜經(jīng)50℃加熱1d后，由于排除了殘留水分，涂料得以充分固化，故拉伸強度值較未經(jīng)干燥處理的試件增幅較大。I型產(chǎn)品強度值增加幅度為23%~110%，平均增幅71/ ；II型產(chǎn)品平均增幅46%。經(jīng)加熱處理后的斷裂伸長率則有所下降。試驗表明：烘干比較真實地反映了這類產(chǎn)品的特性，因此本標準參照日本JIS A 6021和國內(nèi)其它水乳型防水涂料標準、規(guī)定制備涂膜試片時，在標準條件下養(yǎng)護168h后再在50℃烘箱中加熱24h，一方面能得到更加準確可靠的數(shù)據(jù)，同時亦可縮短試驗周期。
     2、堿處理項目中試件應先泡堿后裁啞鈴試片
    本標準中在做堿處理后的拉伸性能（包括拉伸強度和斷裂伸長率）試驗時，要注意兩點規(guī)定：一是浸堿后由于試件略有膨脹，故應將試樣裁成長條形試片先泡堿，后裁啞鈴試件，以保持試件尺寸的準確性與穩(wěn)定性。二是泡堿后試件仍要吸收一定量的水分，故試件從溶液中取出，經(jīng)清洗擦干后，仍須在50℃干燥箱中干燥6h，以排除殘留水分,保證試驗數(shù)據(jù)的準確性與真實性。
     3、潮濕基面粘結(jié)強度試驗，不作烘干處理
    （1）為了考察涂膜在潮濕基層上的粘結(jié)性，粘結(jié)條件需盡可能接近實際使用條件，故本試驗對粘結(jié)好的試件養(yǎng)護時不采用烘干處理。
    （2）粘結(jié)涂膜層厚度宜薄（應為0.5mm左右），若涂層過厚，實際測得的數(shù)據(jù)難以保證其真實性。
    （3）潮濕基面刷涂試樣對接后，停放時切勿錯位，試驗前應準確測量對接部分粘接層面積，以計算粘結(jié)強度。
    4、嚴格執(zhí)行標準中對試驗條件的規(guī)定，例如干燥時間的測定，對試驗時的相對濕度要求為(50±5) %，較其它試驗要求嚴格，原因是此處濕度的變化將對干燥時間的數(shù)值產(chǎn)生較大的影響。又如在拉伸性能試驗中，經(jīng)烘干處理后的試件，均需取出冷卻至室溫才能進行測定。
    5、制備厚薄均勻的試件,是數(shù)據(jù)準確的關(guān)鍵本標準涉及的產(chǎn)品由于是水乳型涂料，加之I型和II型產(chǎn)品聚灰比不同，其稠度不一，因此制備厚度均勻的試片，是使試驗數(shù)據(jù)準確的重要環(huán)節(jié)。特別是對于聚灰比較小的II型產(chǎn)品，加粉料時宜先用手工混合攪拌略勻后，再用機械繼續(xù)攪拌，易形成均勻漿液；由于漿料稠度較大，無法刷涂，最好采用刮刀或抹刀刮涂，否則易造成厚薄不均。另外需注意一次制備涂膜試片時尺寸不宜太大。
四、本標準的特點
     長期以來，傳統(tǒng)的或是新型的防水材料，其產(chǎn)品標準基本是按材料或性能分類，制定的技術(shù)指標也多以滿足屋面防水工程的要求為主，缺乏針對地下工程防水特需的技術(shù)指標，致使地下工程需要的防水材料選擇性較小，也使防水專家在制定《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》時，推薦推廣應用新型防水材料方面感到困難。本標準的制訂，在一定程度上解決了使用部門長期困惑的難題。首次從屋面和地下防水部位的不同要求角度，對聚合物水泥防水涂料產(chǎn)品性能進行分類，即按用途分為I型和II型。按防水部位應用時的差異來區(qū)分產(chǎn)品的性能，其優(yōu)越性在于：
   （a）有利于企業(yè)生產(chǎn)適用性、針對性更強的產(chǎn)品，使企業(yè)為用戶服務的目標更加明確，更易擴大產(chǎn)品的推廣應用。
   （b）有利于企業(yè)的成本核算，可用不同價位的原材料制造不同性能、不同用途的產(chǎn)品，可在一定程度上節(jié)約原材料。
   （C）由于分類明確、用途清楚、指標具體，使用部門可對號入座，致使用戶選材既方便又放心。
五、結(jié)語
   聚合物水泥防水涂料產(chǎn)品行業(yè)標準的制訂，統(tǒng)一了產(chǎn)品名稱，規(guī)范了技術(shù)指標，確立了試驗方法，使企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量有章可循，企業(yè)間的產(chǎn)品水平有了可比尺度，上檔次有了目標，整頓市場有了技術(shù)依據(jù)。本標準的特點與應用結(jié)合十分緊密，所定技術(shù)指標既為 GB50207 國標修訂提供了科學數(shù)據(jù)，又與新修訂的《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》中的指標取得了協(xié)調(diào)一致，這將極大地促進產(chǎn)品的擴大推廣應用。
  JS復合防水涂料是近幾年開發(fā)的新型防水材料，產(chǎn)品行業(yè)標準系首次制訂，需在生產(chǎn)與實踐中進一步總結(jié)經(jīng)驗,發(fā)現(xiàn)問題，以便不斷修正與提高。在標準征求意見時，有人提出希望簡化制膜養(yǎng)護過程，縮短測試周期，此次由于缺乏試驗數(shù)據(jù)的積累，該問題留待下次修訂時予以完善。

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