防水材料吸水性与抗冻性（十）

更新时间：2017-07-28

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评价目的
吸水性属于防水材料的抗水性指标，若防水材料吸水率较高，不仅不透水性能失去意义，而且，其抗冻性必然较差，则防水层可能在寒冷季节使用过程中遭受冻融破坏。因此，有必要将吸水性和抗冻性和抗冻性结合起来进行研究。
试验方法与结果
吸水性是反映防水材料与防水层的孔隙度或致密性的一个技术指标，可用吸水量或吸水率表示。吸水量是指防水卷材在的水温下侵泡一定时间后，所吸收的水分质量以g/m²表示。吸水率是指吸收的水分质量与吸水前试件的质量之比，以百分表表示。屋面防水工程中对沥青卷材吸水率的测试方法通常有两种，即常压吸水法和真空吸水法。屋面防水工程对纸胎沥青卷材要求吸水率不大于1.5%，对高聚物改性沥青卷材和防水涂膜的吸水率均没有要求。
常压吸水法是模拟使用条件设计的测定吸水性的方法，主要反映卷材在使用过程中的抗水性能，故试件必须封边，以防横断面吸入水分。但由于封边试件只能反映油毡盖层的孔隙度和致密性，反映不出试件内部浸渍程度是否*，因此常压吸水法只适用于使用性能的测定，而对油毡生产工艺只能起部分控制作用。
真空吸水法是根据卷材的吸水性而设计的一种测定方法。主要取决于卷材本身的孔隙度，通过其毛细管吸入水分，为缩短试验时间而加速吸水。为此，采用真空吸水法先将孔隙内的空气抽去，使其产生负压，此时注入清水迫使试件孔隙快速吸水。真空吸水法不封边，能更准确地反映油毡的浸渍饱和程度及致密性，以控制生产工艺过程。
根据桥面防水层的使用环境可知，尽管在防水层施工过程中会将卷材的边缘部密封，但是，在沥青混合料碾压作业中热集料仍可刺破甚至穿透胎体，因此，渗入水仍可到达胎体。所以，桥面防水材料的吸水率测试不能照搬屋面防水的方法。英国桥面防水规范BD47/99中采用的吸水率测试方法是，将一定尺寸的防水层直接浸入水槽，在（23±2）℃浸泡28天然后取出称重，以吸水率不大于7%为合格。在本研究的吸水率试验中，采用英国桥面防水规范的方法，试件尺寸100mm×100mm。
防水涂料用于防水工程以后，在大气中要经受冬季冻融的考验，要求其涂膜有一定的抗冻性。抗冻性是涂膜经受反复冻融循环而不破坏的能力，以破坏的冻融循环次数来表示的。
防水涂膜毛细孔中的水分一般在-17℃左右才能结冰，结冰后体积膨胀，对毛细孔造成很大的膨胀压力，经过反复冻融，则可能造成涂膜毛细孔管壁的破坏，而使涂膜失去防水能力。所以在抗冻性试验中规定冷冻温度为-20℃±2℃是比较合理的。
抗冻性试验是将聚合物沥青防水涂料刷在水泥砂浆板（100mm×50mm×10mm）上成一定厚度的涂膜试件。本试验中考虑实际工程中乳化沥青类防水涂膜厚度不超过1mm，改性沥青防水涂膜厚度不超过2mm，故试验中防水涂膜厚度不超过1mm，改性沥青类防水涂膜厚度不超过2mm，故试验中防水涂膜厚度分别为1mm和2mm；屋面防水工程要求的厚度2mm。之后置于20℃±10℃的水浴箱中浸泡24h；使试件毛细孔充满水。然后再将试件置于-20℃±10℃的低温冰箱内，冷冻2h后，再放入20℃±10℃的水浴箱中2h，进行融化。这样冷冻、融化各2h为一循环，其涂膜的耐冻性越好，一般要求抗冻20次不开裂，对其它涂膜和卷材则没有抗冻性要求。
对防水材料的吸水率和抗冻性试验结果：
* 涂膜A-吸水率2.3%-冻融循环20次-无开裂-表层变软，局部出现小裂纹。
* 涂膜B-吸水率12.6%-在20次冻融过程中，由局部开裂到全部剥落。
* 一布四涂-吸水率6.7%；7.4%；37.8；-冻融循环20次后-吸水率小的试件无开裂，但轻微鼓起-37.8%吸水率的试件剥落-胎体膨胀发软。
* SBS改性沥青-吸水率1.2%-冻融循环20次-无开裂。
* 2mm厚卷材-吸水率9.5%-冻融循环20次-吸水率9.5%-冻融循环20次后试件起鼓-剥落-胎体膨胀发软。
* 3mm厚卷材-吸水率1.9%-冻融循环20次-无起鼓-无剥落
试验结果分析
试验中涂膜A和B属同一家产品，对涂膜A养护时间为7天，模拟施工中的正常养护；对涂膜B养护时间为1天，模拟施工中因工期安排而无法充分养护的情况。同样，一布四涂中的一个试件模拟了现场施工中涂料没有充分浸透胎布的情况。试验中，2mm厚卷材试样取自建材市场中小厂家的屋面防水产品，可以明显判断涂覆材料未能充分浸透胎体；3mm厚卷材试样取自桥面防水卷材。
zui初的试验方案对吸水率测试方法采用屋面防水工程的方法，即将试件边缘密封浸水24小时后称重，发现正常试件的吸水率几乎为零，难以对不同防水材料的吸水率和抗冻性作出判断。采用试件原样而不密封浸水28天后再进行吸水率和抗冻性测试，发现可以明显区分不同防水材料的吸水率和抗冻性。
试验发现，涂膜在施工后不充分养护，极易遭受冻融破坏。原因是涂膜的强度是在涂料中水分的*蒸发后才能充分形成，若过早在防水层上铺筑面层，不仅防水层易受施工损伤，而且，造成涂料中的水分难以蒸发。涂膜中含水量过大会使涂料中的填料不能被沥青类材料*包裹，导致吸水率也增加。
一布四涂防水层中的聚酯胎布在施工现场边铺设边浸透涂料，目前的施工方法基本上依靠人工涂刷，由于工期较长，操作工人易疏忽，在现场经常可以发现局部存在涂料不能充分浸透胎布的情况。试验表明，胎布若充分浸透涂料则可以有效保证防水层的使用质量，也即防水层的吸水率较低能够抵御冻融破坏，因此，精心的施工和严格管理对保证一布四涂防水层质量有重要意义。当然，如果一布四涂防水层的胎布选择不当或涂料本身渗透渗透能力不强，也会导致质量隐患。
卷材的不透水性和吸水性与其聚合物沥青涂盖材料有关，与卷材的致密性有关。随着涂盖量的增大，吸水性降低，不透水性提高。如果卷材在生产中，胎体的干燥成都不够，胎体中的水分易造成涂盖层针眼的产生；生产操作中漏胎现象和胎体未浸透现象，都是造成卷材透水或吸水率大的原因。再者涂盖材料中填料含量太多，也能造成吸水率过大。
由以上分析，无论对于卷材还是涂膜，无论采用何种原材料，均应进行吸水率和抗冻性试验。参考国外标准，结合试验分析，认为吸水率指标在本文所采用实验方法中小于7%为合格。

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