0 前言

利用聚合物改性水泥材料, 能有效改善柔韧性、粘接强度等重要应用性能[1, 2], 由此可在十分宽泛的刚性) 刚柔并济) 柔性的材料范畴内, 根据应用要求, 选择适宜的改性程度, 以尽可能发挥材料的各项性能优势。改性过程中可能选择不同的聚合物, 但研究表明, 利用特殊开发的丙烯酸胶乳改性的水泥基柔性材料具有良好的稳定性和耐水性, 较适宜用来进行水泥基防水材料的改性[3]。目前国内聚合物改性水泥材料在防水应用中, 主要局限于高改性程度的弹性涂膜材料和低改性程度的刚性砂浆两个极端范畴, 而对于介于其间的、刚柔并济的聚合物改性水泥材料的研究和应用较少报道, 无标准可遵循。本文在研究水泥材料改性的基础上, 结合防水部位的应用特点, 讨论了聚合物改性水泥材料的适用性问题, 重点在于刚柔并济的中度改性材料的应用性讨论。
 

1 聚合物改性程度对材料性能的影响

聚合物改性水泥材料的柔性、强度等物理性能, 随聚合物加量的增加将有一系列变化。水泥材料的性能不仅和聚合物加量及其与水泥的比例有关, 还受多种因素影响。严格定义聚合物对水泥材料的改性程度的度量指标存在一定困难, 目前较通行的指标是聚灰比( 聚合物干量与水泥量之比)。在固定砂灰比的情况下, 利用不同聚灰比的聚合物改性水泥材料, 可使水泥基材料取得由刚性向柔性材料转变的突破, 关于这一点作者已进行过论述[1 ]。以下讨论的内容将限定在水泥基柔性材料的范畴。一般而言, 材料的优良柔性是防水应用所希望的。但是, 事物总是一分为二的。利用聚合物(主要为聚合物胶乳)改性水泥材料, 在提高材料柔性的同时, 也是以逐步损失水泥材料的某些良好应用性能, 如耐水性、强度、透汽性等为代价的。

1. 1 聚合物改性对水泥基材料强度和耐水性的影响

图1 为不同聚灰比改性条件下, 柔性水泥材料在空气中养护和在水中浸泡后的抗拉强度性能比较。

由图1 可见, 随着聚灰比的增加, 聚合物改性水泥材料的柔性增加, 抗拉强度相应减少。但值得注意的是, 聚合物改性水泥柔性材料, 长期浸水后的强度在不同程度上均有所下降。对于较高改性程度, 如聚灰比为2. 0 时, 3 d 浸水后的抗拉强度甚至低于0. 5MPa。对于只有间歇耐水要求, 并且无外力作用的普通屋面防水应用而言, 耐水性矛盾并不突出, 相反, 人们注意的焦点是材料的抗裂性能。这也是通常聚合物改性水泥基防水材料追求高延伸率的原因。但对于有长期耐水要求的地下工程和可能长期潮湿的厕卫间应用, 材料的耐水性均应予充分考虑, 较高聚合物改性程度的水泥基材料在此应用条件下应该慎重。同时也应注意到, 改性程度适宜的聚合物水泥材料兼具较好的耐水性和良好的柔性, 既可发挥聚合物抗裂的应变性, 又能充分发挥水泥基材料良好的耐水性, 并且与砂浆的亲和性良好。淄博松山新技术开发有限公司的中等延伸率聚合物改性水泥基防水材料, 通过包括厕卫间防水、地下工程防水和水池防水等大量应用, 证实了适宜改性程度的聚合物改性水泥基材料优异的防水和耐水性。
1. 2 聚合物改性对水泥基材料透汽性的影响

图2 为不同聚灰比改性条件下, 柔性水泥材料水蒸气渗透性能的比较。

由图2 可见, 随着聚灰比的增加, 材料的水蒸气渗透阻力系数增大。其原因是聚合物加量增加时, 水泥材料的孔隙将被聚合物胶膜更多地封闭, 从而增加水蒸气透过阻力。在谈到聚合物改性水泥基防水材料的防水透汽特性时应注意到, 改性程度越高的材料, 其透汽性相对越小。在强调水性材料可在潮湿基面施工这一特性时, 应注意实际的水蒸气透过要求。厕卫间和地下工程防水通常基层含水率较大, 对聚合物改性水泥基防水材料成膜后的透汽性要求也相对增高。对此, 设计适宜的改性程度也很必要。从聚合物改性水泥材料的改性程度对耐水性和透汽性影响可见, 在某些应用要求时, 高改性程度的追求是有害无益的。

2 聚合物改性柔性水泥基材料的适用性探讨

综上所述, 聚合物改性程度对材料的各项应用性能均有不同程度的影响。但必须强调, 材料的某些性能优势或缺点应该是针对应用要求而言的, 防水应用部位不同, 对材料的性能要求也有所差异。应用性能要求应该是防水材料性能设计的基础。以屋面和厕卫间防水二者进行比较, 其防水性能存在不同要求, 主要差异如表1 所示。

如果简单概括上述差异的话, 相对于为屋面防水设计的高延伸率的聚合物改性水泥基防水涂料, 厕卫间用聚合物改性水泥基防水涂料的设计原则应该是: 相对适中的柔性和更好的耐水性要求。这一点在中等延伸率聚合物改性水泥基防水材料的成功应用中被证实是正确的。根据防水应用部位的特点和要求来设计防水材料自身的性能, 既可有针对性地满足技术要求, 同时也可以在一定程度上节约材料成本。但目前我国防水材料标准的制定尚未考虑应用部位的差异。一般而言, 材料标准中的技术性能要求以考虑屋面防水的特点和要求为主, 这对于防水材料生产企业进行适宜的材料性能设计是不利的。有消息透露, 近期拟制定的聚合物改性水泥基防水涂料行业标准, 可能会考虑和引入防水部位的差异性要求。参加讨论的专家有此建议, 应该说是防水材料标准制定的一个进步。