大家好,我是来自广西建筑工程质量检测中心的赵法敏。今天在这里跟大家一起来学习防水材料。这里分为两个部分介绍:第一部分是概述,第二个部分是必备参数,包含了防水卷材和防水涂料。
防水材料作为建筑材料的重要部分,属于功能性材料范畴。建筑和构筑物选用防水材料的主要目的在于防潮、防渗和防漏。自上世纪50年代起,我国开始采用沥青油毡这类防水材料,长期主导我国建筑防水市场。随着科技的迅猛发展,我国生产的防水材料产品和质量实现了重大突破。目前建筑防水材料不仅限于传统的沥青材料,还涵盖了高聚物改性沥青防水材料、合成高分子材料等,产品结构发生了显著变化。防水领域已不再局限于传统的沥青油毡,扩展至建筑防水卷材、建筑防水涂料、建筑防水密封材料、刚性防水及堵漏材料等多种类型。
随着我国国民经济的持续增长,防水材料的应用领域不断扩大,已从建筑物的屋面、墙壁面、地下防水延伸至水利、环保、道路等领域的防水需求。接下来,我将介绍常用的改性沥青防水卷材、高分子防水卷材和高分子防水涂料的性能及检测方法。
首先我们看一下实验用到的检测依据,包含了国标528529的拉伸应力和撕裂强度的测定,以及国标328系列的一系列方法标准,也包含了像国标35467湿铺防水卷材到国标16777建筑防水涂料等产品方法标准。
接下来我们来看一下这些产品的技术要求。由于防水材料的种类较多,本课程仅针对教材介绍的以下几种材料做出相关技术要求的简单介绍:
国标35467湿铺防水卷材可溶物含量:PY类(聚酯胎基类)有要求,高分子膜基防水卷材不做要求。拉伸性能试验及撕裂力试验:需记录相关数据。耐热性、低温柔性和不透水性:需熟悉实验条件和技术要求。国标18242弹性体改性沥青防水卷材可溶物含量:与厚度有关,PIG(玻纤增强聚酯毡防水材料)不做要求。耐热性、低温柔性、不透水性:需熟悉实验条件和技术要求,以及拉力和延伸率。国标23411自粘聚合物改性沥青防水卷材分类:分为N类无胎基和PY类聚酯胎基。N类又分为PE聚乙烯膜、PET聚酯膜和D类无膜双面自粘类。其中聚乙烯膜和聚酯膜按性能分为一型和二型两大类。技术参数:包括拉伸性能(拉力、最大拉力时延伸率、断裂延伸率及其拉伸现象)、定杆撕裂强度、耐热性、低温柔性和不透水性。国标18173.1高分子防水片材(均质片)定义:以高分子合成材料为主要材料,各部位表面结构一致的防水片材。均质片按类别分为硫化橡胶类、非硫化橡胶类和树脂类,每种按主要原材料不同分为三个类型。技术参数:拉伸强度、拉断伸长率、撕裂强度、不透水性和低温弯折。国标推荐标准19250聚氨酯防水涂料分类:按组分分为单组分和多组分两种,按基本性能分为一型、二型和三型。技术参数:固体含量、拉伸强度、断裂伸长率、低温弯折性和不透水性。国标23445聚合物水泥防水涂料定义:以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥为主要原料,加入填料及其他助剂配置而成,经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的双组分水性防水涂料。分类:按物理力学性能分为一型、二型和三型。一型适用于活动量较大的基层,二型和三型适用于活动量较小的基层。技术参数:拉伸强度和断裂伸长率。
接下来我们重点学习必备参数的检测方法,内容包括防水卷材的可溶物含量、拉力、延伸率、低温柔度、热老化后低温柔度、不透水性、耐热度、断裂拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度,以及防水涂料的固体含量、拉伸强度、耐热性、低温柔性、不透水性和断裂伸长率。
防水密封材料及其他防水材料在必备参数这里没有要求,其需要学习的参数均在101的可选参数中。
首先我们一起来学习第一部分防水材料中的可溶物含量。用到的标准是国标推荐标准328.262007。标准规定的范围是本部分规定了沥青屋面防水卷材可溶物含量或净涂材料总量的测定方法。可溶物含量指的是单位面积防水卷材中可被选定溶剂溶出的材料质量。净土材料含量是单位面积防水卷材中除表面隔离材料和开机外可被选定溶剂溶出的材料和卷材填充料的质量。
用到的仪器设备有:
测量范围大于100克,精度为0.001克的分析天平。500毫升的索氏萃取器。温度波动范围为2摄氏度的鼓风烘箱。筛孔为315微米或其他规定孔径的筛网。化学纯的三氯乙烯或其他合适的溶剂。直径不小于150毫米的滤纸。
这里我们重点学习一下索氏萃取器的工作原理。可溶物含量的工作原理简单说就是一个固相萃取的过程。固相萃取在生活中传统的方式就是浸泡,比如中药酒的浸泡,更常见的生活场景是泡茶。我们通过水和茶浓度不同将茶中的茶多酚等化学物质提取到水中,并通过多次冲泡后茶会变得没有味道。这里我们就是相当于把泡茶的水瓶替换成有机溶剂,用有机溶剂把防水卷材中的可溶物浸出。这里就体现出索氏提取器最大的优势,就是用最少的有机溶剂就可以达到将防水卷材中的可溶物浸出的目的。
具体的工作原理请大家跟着我的思路看一下右边这两个图。第一个图是索氏提取器的实际布置图,第二个图是索氏提取器的动态演示图。我们从这个动态图的最下边开始,从下往上看,主要分为4个部分:
加热装置:可以是平板加热器、电热套或水浴锅等。提取容器:平底烧瓶或圆底烧瓶。索氏提取器本身球形冷凝管
工作过程如下:
首先把防水卷材用直径不小于150毫米的滤纸裹好,放置于索氏提取器中(箭头4所指位置)。把三氯乙烯溶剂倒入箭头1所指的提取容器中。随后将仪器的各部分进行紧密连接,打开加热装置。有机溶剂随着温度升高变成蒸汽,从箭头1沿着索氏提取器右边箭头2所指的连接管挥发到箭头3所指仪器上部分的球形冷凝管中。蒸汽在水冷作用下变回有机溶剂,慢慢滴回到索氏提取器中(箭头4所指位置)。溶剂和防水卷材发生接触,由于存在浓度差,有机溶剂能把防水材料中的可溶物溶出。随着带有溶出物的有机溶剂在索氏提取器中(箭头4所指位置)页面逐渐上升,直至其页面高于索氏提取器右边箭头5所指的虹吸管最高处时,根据虹吸原理,索氏提取器中提取了防水材料可溶物的有机溶剂会一次性沿着虹吸管回流到箭头1所指的提取容器中,完成一次提取周期。随着这个过程一遍遍进行,索氏提取器中的有机溶剂颜色会逐渐变得越来越澄清,直至透明,这时候我们认为防水材料的可溶物已经提取完毕,也就达到了用最少的有机溶剂提取防水材料可溶物的目的。**
理解了这个工作原理,实验步骤就会简单很多。实验步骤如下:
试件准备:应准备三个试件,试件在取样上距边缘100毫米以上,任意采取,用模板或裁刀裁成正方形,尺寸为100±1毫米×100±1毫米。试件在试验前至少在23±2摄氏度和相对湿度30%至70%的条件下放置20小时。称量:每个试件先进行称量。对于表面隔离材料为粉状的沥青防水卷材,试件先用软毛刷刷除表面的隔离材料,然后称量试件。将试件用干燥的纸包好,用线扎好,称其质量。萃取:将包好的试件放入萃取器中,溶剂为烧瓶容量的1/2到2/3之间,进行加热萃取,萃取至回流的溶剂第一次变为浅色为止。取出与干燥:小心取出滤纸包,不要破裂,在空气中放置30分钟以上,使溶剂挥发,再放入105±2摄氏度的烘箱中干燥两小时,然后取出放入干燥器中冷却至室温。称量与计算:将滤纸包从干燥器中取出,称量其质量。可溶物含量的结果计算和表达式为:可溶物含量 = (用干燥滤纸包扎的试样称其质量 - 从干燥器中取出的滤纸包的质量)×100,单位是克每平方米。取3个试样的平均值作为最终结果。
接下来是沥青防水卷材的第二个参数:拉伸性能。检测依据为国标推荐标准328.82008。实验在23±2摄氏度环境条件下进行。所用到的仪器设备有拉力试验机,试验机要求有足够的量程,至少为2千牛,力值测量至少应符合JJG139-1999的二级,即量值相对误差为±2%。夹具移动速度为100±10毫米每分钟,夹具宽度不小于50毫米。夹具应能随着试件拉力的增加而保持或增加夹持力,并保证试件在夹具中的滑移不超过规定极限值(厚度不超过3毫米的产品滑移不超过1毫米,更厚的产品不超过2毫米)。
拉伸性能试件准备应自备两组试件,纵向5个为一组,横向5个为另一组试件。在试样上距边缘100毫米以上任意位置,用模板或裁刀采取矩形试件,宽度为50±0.5毫米,长度为200毫米加上两倍的夹持长度,长度方向为试验方向。其表面的非持久层应去除。试件在试验前应在23±2摄氏度和相对湿度30%至70%的环境条件下放置至少20小时。
拉伸性能的试验步骤如下:
标记:试验前应在试件上标出初始夹具间距为200毫米。对于自粘聚合物改性沥青防水卷材的N类产品,间距为50毫米,目的是为了防止试件从夹具中滑移超出极限值。夹持:将试件紧紧夹在试验机的夹具中,注意试件长度方向的中线与试验机夹具中心应在一条线上。为防止试件产生任何松弛,推荐加载不超过5牛的力。设定拉伸速度为100毫米每分钟,开始试验。观察与记录:连续记录拉力和对应的夹具或试件间的距离。实验过程中,观察试件中部是否出现沥青涂盖层与胎基分离或沥青涂盖层开裂现象。对于自粘聚合物改性沥青防水卷材的分类产品,要观察其膜断裂前有无沥青涂盖层与膜分离现象,直到断裂。结果处理:记录实验现象和得到的拉力和距离或最大拉力和对应的延伸值。注意去除任何在夹具10毫米以内断裂或在夹具中滑移超过极限值的试件的试验结果,用备用试件重新测量拉伸性能。结果计算:拉力的结果应分别计算横纵向5个试件的最大拉力平均值作为该方向的拉力。计算公式为:F = (纵向或横向各个试件的最大拉力)/5,单位为牛每50毫米。除自粘卷材类产品的拉力结果精确至牛每50毫米外,其余产品的拉力平均值修约到5牛每50毫米。延伸率的结果同样是分别计算横纵向5个试件的最大拉力时的延伸率,取其平均值为该方向的延伸率结果,计算公式为:延伸率 = (断裂时标距 - 初始标距)/初始标距 × 100%,结果应修约到1%。
接下来我们继续介绍高分子防水卷材的拉伸性能。它所用到的标准是国标推荐标准328.9-2007。它所用的仪器设备也是拉力试验机,和刚才的沥青防水卷材一样,这里的速度增加了一个要求,是500±50毫米每分钟,其他的要求基本上都是一致的。
高分子防水卷材拉伸性能的试件自备,除非有其他规定,整个拉伸试验应准备两组试件,一组纵向5个,另一组横向5个。它的尺寸有两种:
方法A:矩形试件,试件尺寸为50±0.5毫米×200毫米。方法B:哑铃形试件,试件尺寸为6±0.4毫米×115毫米。
它们的具体尺寸在下一页。它们表面的非持久层应去除,试件中的网格布织物层等在长度或宽度方向应采取一样的经纬数,应避免切断经试件。在试验前,应在23±2摄氏度和相对湿度50±5%的环境条件下至少放置20小时。
高分子防水卷材拉伸性能的试验步骤如下(以常温23摄氏度拉伸性能为例):
标记:首先应做上标记,在试件狭窄部位的中间位置与纵轴垂直画两条平行的标记线,使标记线间的距离为初始试验长度25±0.5毫米,即初始标距。厚度测量:用测厚仪测量试件标线中间和两端三点的厚度,三个厚度测量值均不得大于厚度中位数的2%,取中位数计算横截面面积。宽度测量:取裁刀狭窄部分刀刃间的距离作为试件的计算宽度,精确到0.05毫米。夹持与调整:调整试验机夹具间距,均质片试件的夹持距离为50毫米,将试件对称地夹在拉伸试验机的上下夹具中,使拉力均匀地分布在截面上。试验速度设置:选择合适的量程和拉伸速度,均质片试件的拉伸速度为500±50毫米每分钟。试验启动与记录:启动试验机进行拉伸试验,在整个试验过程中,连续监控试验长度和力的变化,直到试件完全断裂。记录每个试件的最大拉力和试件断裂时的标距。结果处理:注意如果试件在标线以外断裂,则舍弃该试验结果,并另取一试件重新进行试验。**
高分子防水卷材拉伸性能的结果需要计算拉伸强度和拉断伸长率:
拉伸强度计算公式:拉伸强度 = 最大拉力 / (试件宽度 × 试件厚度)。计算纵横向5个试件的拉伸强度,取中值作为该方向的拉伸强度结果,均质片拉伸强度计算结果应精确到0.1兆帕。拉断伸长率计算公式:拉断伸长率 = (断裂时标距 - 初始标距)/初始标距 × 100%。计算纵横向5个试件的拉断伸长率,取中值作为该方向的拉断伸长率结果,拉断伸长率的计算结果应精确到1%。
第四个参数,我们来学习防水卷材的不透水性试验。在这里按材料来分别进行介绍。首先介绍的是沥青防水卷材的不透水性试验。
不透水性试验的试验前,应在23±5摄氏度的实验环境条件下放置至少6个小时。不透水性试验过程应在23±2摄氏度、相对湿度50±5%的实验环境条件下进行。使用到的仪器设备有电动不透水测定仪,压力范围为0-1.6兆帕,还需配有7孔圆盘和十字开缝盘。
试件自备为试件在卷材宽度方向均匀采取,并至少距离卷材边缘100毫米。SBS、APP和自粘卷材的不透水性试验均为一组3个试件,尺寸为纵向150毫米×横向150毫米。
沥青防水卷材的试验条件为:
SBS、APP卷材Ⅰ型、PY类聚酯粘产品:0.3兆帕。G类玻纤粘产品:0.2兆帕。Ⅱ型产品:均为0.3兆帕。持压时间:均为30分钟。自粘卷材N类Ⅰ型、Ⅱ型产品:0.2兆帕。PY类产品:0.3兆帕。持压时间:均为120分钟。
试验步骤为:
试验准备:试验均按国标推荐标准328.10标准中的方法B进行。SBS、APP卷材及PY类自粘卷材均采用7孔圆盘作为压盘,N类自粘卷材则采用十字开缝盘作为压盘。按不透水仪操作规程进行操作,使三个孔位充满水,彻底排出水管中的空气,擦干孔位的水后,开始安放试件。试件放置:要求试件的上表面饮水(上表面即在现场卷材朝上的面,通常是成卷卷材的里面)。当卷材上表面为细砂矿物粒料时,用下表面饮水;下表面也为细砂时,将下表面细砂沿密封圈一圈除去,然后涂一圈60号-100号热沥青涂平,待冷却1小时后试验。加压与观察:安放好试件并固定好压盘后,用布或压缩空气干燥试件的非盈水面,慢慢加压到规定的压力,达到规定压力后保持压力直至规定时间。试验时观察试件的不透水性,水压是否突然下降,或者试件的非盈水面是否有水。结果判定:所有试件在规定的水压和持压时间里不透水则认为不透水,试验通过。
接下来我们来介绍高分子防水卷材的不透水性试验。试验环境是在23±5摄氏度环境条件下进行,产生争议时应在23±2摄氏度、相对湿度50±5%的环境条件下进行。所用到的仪器设备和刚才的沥青防水卷材是一样的。
试件的制备则需要按照国标18173.1-2012的高分子防水片材不透水性试验制备,制备三块尺寸为140毫米×140毫米的试件。其实验步骤为采用十字开缝盘做压板,装样时应使一个缝的方向与卷材纵向平行。按不透水仪的操作规程进行操作,使三个孔位充满水,彻底排出水管中空气,擦干孔位里的水,开始安放试件。要求试件上表面(及成卷卷材的里面)饮水。安放好试件并固定好压板后,用布或压缩空气干燥试件的非盈水面,并一次性升压至规定压力(0.3兆帕),保持30分钟。观察试件有无渗漏。当所有试件在规定的水压和持压时间里不透水则认为不透水,实验通过。
接下来我们来学习低温柔性的实验。它的原理是从试样采取的试件上表面和下表面分别绕进在冷冻液中的机械弯曲装置上,弯曲180度,弯曲后检查试件涂盖层存在的裂纹。这里也是按照材料的不同分为两部分进行介绍。
首先是沥青防水卷材,它用到的仪器设备有低温试验箱,该试验箱能控制冷冻液的温度在-20摄氏度到-40摄氏度之间,且冷冻液的温度波动不大于0.5摄氏度。箱体至少能容纳整个电动弯折试验仪。电动弯折试验仪的相关要求是:它由一个圆筒或半圆筒弯曲轴、还有两个不旋转的圆筒和电动控制装置组成。弯曲轴的直径为33±0.1毫米,可根据产品标准配备其他的直径,比如20毫米和50毫米的弯曲轴。两个圆筒的直径为20±0.1毫米,弯曲轴处在两个圆筒的中间位置,两个圆筒间的距离可以调节,即圆筒与弯曲轴的间距可调节为试件的厚度。电动控制装置能保证弯曲轴向上移动的速度为360±40毫米每分钟,并且能控制其移动路径为试验结束时试件弯曲面露出冷冻液。还有半导体温度计,其量程需满足产品冷冻温度需要,测量精度为0.5摄氏度。冷冻液可以选用以下溶液的任意混合物:丙二醇和水按体积比1:1混合的溶液(适用于低于零下20摄氏度的温度),或者是乙醇和水的混合物(体积比为2:1)。还有就是能保证试件处于平放位置且完全浸没在试验液体中,并且可以移动且能同时放置一组试件的试件支撑装置。
沥青防水卷材低温柔性试件自备时,需要在距卷材边缘不少于150毫米处采取试件,试件尺寸为纵向150毫米×横向25毫米,每组试件为10个。去除非持久保护膜后,在试件上标记卷材的上下表面。试件在试验前应放置在23±2摄氏度的平面上至少4个小时,相互之间不要接触或粘住,必要时将试件分别放在硅纸上防止粘结。
我们需要根据不同卷材和厚度来选择弯曲轴的直径:
N类自粘卷材:弯曲轴直径为20毫米。2毫米、3毫米厚的PY类自粘卷材:弯曲轴直径为30毫米。4毫米厚的PY类自粘卷材:弯曲轴直径为50毫米。3毫米厚的SBS和APP卷材:弯曲轴直径为30毫米。4毫米、5毫米厚的SBS卷材和F卷材:弯曲轴直径为50毫米。
它们的试样温度如下:
自粘卷材:零下20摄氏度、零下30摄氏度,具体需要根据产品的类别和型号来决定。SBS Ⅰ型卷材:零下20摄氏度。SBS Ⅱ型卷材:零下25摄氏度。F Ⅰ型卷材:零下7摄氏度。F Ⅱ型卷材:零下15摄氏度。
冷冻液温度误差不大于0.5摄氏度。其实验步骤为:
试验箱准备:首先应提前启动低温试验箱,按试验的产品标准要求设定试验温度。然后按试验厚度调节电动弯折仪两个圆筒间的距离,即调整为弯曲直径加两毫米再加上两倍试件的厚度,弯曲轴在圆筒的下方。将调整好的弯折仪放入已冷却的液体中,并使圆筒上表面浸没在冷冻液下约10毫米处,同时放入试件支撑装置,架在圆筒的上方。半导体温度计的位置应靠近支撑装置。试件放置与冷冻:在冷冻液达到规定的适应温度后,将试件平放在支撑装置上,保证冷冻液完全浸没试件,半导体温度计的位置应靠近试件。将试件放入达到规定温度的冷冻液中后需保持在该温度1小时±5分钟。弯曲试验:将试件放在弯折仪的圆筒和弯曲轴之间,并注意检查试件的标记,5个试件上表面朝上,5个试件下表面朝上。若设备满足条件相同的时候,可以同时试验几组试件;若不满足,可以上下表面分别试验。设置弯曲轴以360±40毫米每分钟的速度顶着试件向上移动,试件绕轴弯曲,弯曲轴移动的中点在圆筒上面30±1毫米处,试件的表面完全露出液面。在完成弯曲过程的10秒内,需在适宜的光源下用肉眼检查试件有无裂纹,必要时使用辅助光学设备进行帮助,分别记录每个试件的检查情况,上下表面分开记录。结果判定:假如试件有裂纹,从涂盖层深入到胎基层或完全贯穿无增强卷材,记录为有裂纹或有裂缝,反之就是无裂纹或裂缝。对结果进行判断时,SBS、APP和自粘卷材5个试件中,在规定温度下至少有4个无裂纹或无裂缝,则认为该面通过,上下两面均通过则判断其低温柔性符合要求。**
介绍完沥青防水卷材的低温柔性实验,接着我们学习高分子防水卷材的低温弯折试验。它的试验环境条件为试验前试件应在23±2摄氏度和相对湿度50±5%的环境条件下放置至少20小时。整个试验过程除了低温箱外,试验步骤中所有的操作都应在23±5摄氏度的环境条件下进行。它使用到的仪器设备有低温箱,低温箱能够在0到-40摄氏度之间自动调节,误差为±2摄氏度,并且能使试样在被操作过程中保持恒定温度。箱体至少能容纳整个弯折板。弯折板是可以在平板间任意调节它的角度的。另外还需要一个至少能放大8倍的放大镜。
高分子防水卷材的低温弯折试验的试件制备需要按照国标18173.1-2012标准规定的高分子防水片材均质片的相关规定进行。在状态调节完成的样品上采取试件,其试件形状为矩形,横纵向各两块,试件的尺寸为120毫米×50毫米。将试件沿长度方向弯折180度,使50毫米宽的试件边缘重合齐平,并用定位夹或10毫米宽的胶布将边缘固定,以保证其在试验中不发生错位。弯曲试件时,应使一块试件的上表面弯曲朝外,另一块上表面弯曲朝内。
开始试验后,首先需要提前启动低温试验箱,按试件的产品标准要求设定试验温度,均质片的低温要求为零下40摄氏度。将弯折仪的两平板间距调到试件厚度的3倍。将弯曲固定好的两块试件平放在底板上,试件弯曲重合的一面朝向转轴且距离转轴20毫米。将翻开的弯板和试件一起放进调好规定温度的低温箱,在规定温度下保持1小时后,迅速将弯板的上平板从超过90度的垂直位置压下到水平位置,1秒内合上,保持该位置1秒后将试件取出,整个弯折操作过程应在低温箱中进行。然后观察试件弯折处是否断裂,并用放大镜观察试件弯折处受拉面有无裂纹。
对结果的判定:以所有低温弯折试验后的试件弯折区域表面均无裂纹判定为合格。
下一个实验是耐热性试验。其试验环境条件为试验前试件至少放置在23±2摄氏度的平面上两个小时,相互之间不要接触或粘住,有必要时将试件分别放在硅纸上防止粘结。用到的实验仪器有鼓风烘箱,鼓风烘箱在实验范围内最大的温度波动为±2摄氏度,当门打开30秒后恢复到工作温度的时间不能超过5分钟。热电偶是连接在外面的电子温度计,在规定范围内能测量到±1摄氏度。用到的设备还有悬挂装置、光学测量装置、金属圆插销的插入装置、墨水记号笔以及表面干净光洁的胶合板及硅脂等。
右边的图就是标准中给出的试件悬挂装置和标记装置的示意图。关于耐热性试件自备的要求:
自粘聚合物改性沥青防水卷材N类产品:耐热性试件为纵向100毫米×横向50毫米的三块,试件去除防粘膜后粘贴在干净光洁的胶合板上,用质量为2千克、宽度50-60毫米的压滚反复滚压3次,沿卷材下端在胶合板上做好标记。弹性体和塑性体改性沥青防水卷材以及自粘聚合物改性沥青防水卷材PY类产品:耐热性试件为纵向125毫米×横向100毫米的三块,试件去除非持久保护层,按国标推荐标准328.11-2007中A法进行自备操作。打孔装上金属圆插销的插入装置后,在试件两个表面的整个宽度方向垂直于直边用记号笔分别画一条线。操作时试件平放。试件在试验前至少放置在23±2摄氏度的平面上两个小时,相互之间不要接触或粘结,必要时将试件分别放在硅纸上防止粘结。**
自粘卷材:70±2摄氏度,2个小时。SBS Ⅰ型产品:90±2摄氏度,2个小时。F Ⅰ型产品:110±2摄氏度,2个小时。
试验前需将烘箱预热到规定的试验温度,通过与试件中心同一位置的热电偶控制整个试验期间试验区域的温度波动不要超过±2摄氏度。开始试验后,将制备好的一组3个试样分别装上悬挂装置,涂盖层不要夹到,必要时用比如硅纸这一类的不粘层包住两面,便于在实验结束时除去夹子。将试件垂直悬挂在烘箱的相同高度,试件之间间隔至少30毫米。注意开关烘箱门,放入试件的时间不要超过30秒,避免烘箱温度下降太多。放入试件后加热时间为120±2分钟。加热周期一结束,立即观察并记录实验现象。将试件和悬挂装置一起从烘箱取出,相互之间不要接触,在23±2摄氏度下自由悬挂冷却至少2小时。
对SBS、APP和自粘卷材的PI类产品,除去悬挂装置,在试件的两个表面画标记线及在插销装置的两个销钉孔之间划一条直线,将两个钉孔的中心相连,用光学测量装置在每一个试件的两面分别测量并记录前后两条标记线底部间的最大距离,精确到0.1毫米。对于自粘卷材的N类产品,除去悬挂装置后,用精度不小于0.5毫米的量具直接测量并记录每个试件下滑的距离,胶合板不能重复使用。对于自粘卷材的N类产品,计算三个试件滑动值的算术平均值并精确到0.5毫米作为它的结果。对自粘卷材的PY类和SBS、APP产品,分别计算三个试件上、下表面滑动值的算术平均值,结果精确到0.1毫米作为耐热性耐热度的最后结果。
接着我们对防水卷材的必备参数中最后一个撕裂性能(撕裂强度)来进行学习。同样按不同类型材料来进行讲解。首先是沥青防水卷材,它的撕裂性能将试件放置在试验环境为23±2摄氏度和相对湿度为30%到70%的条件下至少20个小时。整个实验应该在23±2摄氏度的环境条件下进行。操作所用到的仪器设备有拉伸试验机,和上面的拉伸试验类似,对它的要求也是要有足够的承载能力,至少为2千牛,它的拉伸速度要求为100±10毫米每分钟,夹具宽度不少于100毫米,夹具也应该是随着试件拉力的增加而保持或增加夹持力,以至于试件在夹具中的滑移不超过两毫米。为了防止试件从夹具中滑移超过两毫米,允许使用冷却的夹具。这种夹持方式不应该在夹具内外产生过早的破坏。同样拉力试验机的测量系统也应该是满足JJG139中的至少二级要求,即相对误差为±2%以内。除了拉伸试验机还需要使用到一个U型装置,就像右边这个图所示,U型装置的一端通过连接件连在拉伸试验机夹具上,另一端有两个臂支撑试件,臂上有定杆穿过的孔,其位置能允许按试件要求进行实验。
撕裂性能的试件制备需要在距离卷材边缘100毫米以上,在试样上任意位置采取,采取的试样形状为长方形,试件宽度为100±1毫米,长度至少为100毫米。试件长度方向是实验的方向,试件从试样的纵向或横向采取。对卷材用于机械固定的增强边,应取增强部位试验。每一个选定的方向试验5个试件,任何表面的非持久层应去除。试验前试件应在23±2摄氏度和相对湿度30%到70%的环境条件下放置至少20小时。
沥青防水卷材撕裂性能的试验步骤是:将试件放入打开的U型头的两臂中,用一直径为2.5±0.1毫米的尖钉穿过U型头的孔位置,同时定杆位置在试件的中心线上,距U型头中的试件一端50±5毫米,钉杆距上夹具的距离为100±5毫米。把该装置试件一端的夹具和另一端的U型头放入拉伸试验机,开动试验机,使穿过材料面的钉杆直到材料的末端。试验在23±2摄氏度环境下进行,拉伸速度为100±10毫米每分钟。穿过试件定杆的撕裂力应连续记录。对于结果的表达和计算以及试验方法的精确度的规定为:计算连续记录的力,试件撕裂性能是记录试验的最大力,每个试件分别列出拉力值,计算平均值精确到5N,记录试验方向。
然后是高分子防水卷材的撕裂性能,检测依据为国标推荐标准328.19-2007建筑防水卷材试验方法的第19部分高分子防水卷材撕裂性能。它的试验环境条件跟沥青防水卷材一样,用到的拉力试验机要求也是一样的。这里重点再强调下,它这个夹具对试件的夹持对于厚度不超过3毫米的产品能夹住试件,使其在夹具中的滑移不超过一毫米,更厚的产品不超过两毫米。试件在夹具处用记号或胶带来显示任何滑移。拉伸试验机的等级要求也一样为二级。
这个图就是高分子防水卷材撕裂性能采取试件的模板尺寸示意图,这个图是高分子防水卷材撕裂性能试件的自备形状和尺寸示意图,其中A角的精度在1度。卷材在纵向和横向分别用模板采取5个带缺口或割口的试件,每个试件上应做好标记。它的试验环境条件和前面所述一致。
高分子防水卷材撕裂性能的拉伸试验步骤为试件应紧紧加持在拉伸试验机的夹具中,并注意使加持线沿着夹具的边缘进行加持,见右边的示意图所示。试件的试验温度为23±2摄氏度,拉伸速度为100±10毫米每分钟,并记录每个试件的最大拉力。
高分子防水卷材的撕裂性能需要计算它每个试件的最大拉力,用N表示。对于结果应舍去从拉伸试验机夹具中怀疑超过规定值的试件结果并用备用试件重新实验。最后计算每个方向的拉力算数平均值用N表示,结果精确到1N。
到这里防水卷材的所有参数都已经学习完毕,接下来我们就进行防水涂料的参数学习。防水涂料的第一个参数为固体含量。它的试验环境条件为温度23±2摄氏度,相对湿度50±10%,严格条件可选择23±2摄氏度,相对湿度50±5%。固体含量实验所用到的仪器设备有天平,其中聚氨酯防水涂料用到的为精度0.1毫克的天平,聚合物水泥防水涂料用到的天平要求为感量为0.001克的天平,电热鼓风干燥箱等最高温度小于200摄氏度,控温精度为±2摄氏度,还有干燥器和培养皿,培养皿的直径要求为60-75毫米。
聚氨酯防水涂料的试样制备首先需要将试样充分搅拌,对于单组分材料不得加水或稀释剂,称取10±1克试样,倒入已干燥称量的65±5毫米的培养皿中,刮平立即称量。然后在标准试验条件下放置24小时。多组分材料按生产厂家指定的比例混合。聚合物水泥防水涂料需要将产品按生产厂家指定的比例(不包括稀释剂)混合并充分搅匀,称取6±1克的试样,倒入已干燥称量的培养皿中并铺平底部,立即称量。试样准备好后,需提前将烘箱加热到规定的试验温度,聚氨酯防水涂料为120±2摄氏度,聚合物水泥防水涂料为105±2摄氏度。将准备好的试样放入到加热到规定试验温度的烘箱中,恒温3小时后取出放入干燥器中,在标准条件下冷却两个小时,再进行称量。固体含量的计算公式见下式,固体含量就等于干燥后试样和培养皿的质量减去培养皿的质量除以干燥前试样和培养皿的质量减去培养皿的质量的商再乘以100。实验结果取两次平行实验的平均值。要注意的是对于多组分聚氨酯防水涂料按上述的方法得到的MEN减去采用国标18582卡尔费休法或气象色普法得到的水分计算实验结果,固体含量的结果表示为聚氨酯防水涂料的固体含量结果需要精确到0.1%,聚合物水泥防水涂料的含量结果精确到1%。
防水涂料的第二个参数为拉伸强度和断裂伸长率。它的试验环境条件和刚才所说的固体含量是一致的。它所用到的仪器设备为拉力试验机,测量值在量程的15%-85%之间,试值精度不低于1%,伸长范围大于500毫米,电热鼓风干燥箱的控制精度为±2摄氏度,控温范围至少包括40摄氏度,还有涂膜模框的材质为玻璃、金属或塑料,尺寸约为350毫米×320毫米,底板为6-8毫米厚的平板,上面为可移动的模框,厚度能保证最终涂膜厚度为1.5±0.2毫米,四条框边的宽度均为40毫米,模框不得翘曲且表面光滑,用到的天平精度为0.1毫克,还有干燥器,干燥器内的变色硅胶或无水氯化钙,冲片模具,符合国标推荐标准的528要求的哑铃型裁刀,厚度即为接触面直径为6毫米,单位面积压力为0.02兆帕,分度值为0.01毫米。
对于试件的自备和养护,两种材料也有所不同:
聚氨酯防水涂料:
需要在标准试验条件下称取所需要的使用量,保证最终涂抹厚度为1.5±0.2毫米。产品要混合均匀,不得加入稀释剂。若为多组分产品,则按生产厂指定的比例混合后,在不混入气泡的情况下充分搅拌5分钟,再静置2分钟。将试样倒入模框中,自备涂膜。多组分试样一次涂覆到规定厚度,单组分试样分3次涂覆到规定厚度,也可按厂家要求的次数最多分3次涂覆,每次间隔时间不超过24小时。每次涂敷后间隔5分钟就轻轻刮去表面的气泡,最后一次将表面刮平。自备的涂抹在标准实验条件下养护96小时,然后脱模,涂抹翻面后继续在标准实验条件下养护72小时。为便于脱模,涂覆前可用脱模剂涂覆在模框中。
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