地下室防水工艺材料技术分析.pdf
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1、针对地下室存在的频繁漏水和防水材料经久性能衰弱等问题,本文以实验室及防水工程项目为例,主要对S B S改性沥青防水卷材和S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材的性能进行理论分析。分别进行2 0个试件的防水材料冻融干湿循环试验,1 0个试件的剥离强度试验和1 0对试件的搭接接缝撕裂强度试验,并在3 7座地下室防水工程项目上进行渗漏水试验。研究结果表明,在冻融干湿循环实验中,S B C材料样本比S B S材料更耐受,其中5次冻融干湿循环,部分或全部分离率只有2 0%,而S B S材料分离率达到了1 0 0%,充分验证了该材料的耐久性;在剥离强度试验中,S B C平均剥离强度为3.0 4 N/mm;在搭接
2、接缝撕裂强度试验中,S B C的平均撕裂强度为1.5 8 N/mm。说明S B C乙烯丙纶复合防水卷材综合性能高于S B S改性沥青防水卷材,而且S B C的铺贴在混凝土板上粘结结实,能与混凝土板形成整体防水,使地下室混凝土墙防水性能更优。在实际工程项目应用中,2 0座地下室不渗漏的优良率达1 0 0%,验证结果表明整体防水效果较好。该研究具有较大的工程应用价值。关键词:地下室防水;S B C防水卷材;S B S防水卷材;冻融循环实验;抗拉试验中图分类号:TU 5 7+5 文献标识码:A 收稿日期:2 0 2 2 0 7 0 6;修回日期:2 0 2 2 0 9 1 6基金项目:青岛地质工程勘
3、察院开放基金资助项目(2 0 1 9 Q D D Z Y K F 0 1)作者简介:褚凤真(1 9 7 5),女,学士,主要研究方向为建筑材料检验实验。Em a i l:c h u f e n g z h e n y e a h.n e t 随着开发商对地下空间诸多功能的开发,地下室层数越来越多,防水的重要性也越来越大1。要做好防水工程,需要对每个施工节点加以重视,才能做出优质工程。因此,在地下室防水施工中,考虑到建筑物构造的多样性,采用最科学的工艺材料,才能真正发挥防水功能2,否则,一旦出现失误,不仅会影响住户的日常生活,更有可能对居民财产和生命安全造成威胁,因此,防水材料行业一直致力于研究
4、和探索新工艺和新材料。2 0世纪8 0年代,我国的屋面防水主要使用油毡,熬沥青铺贴,由于油毡延展性和耐候性差,容易造成屋面漏水。而法国索普瑞玛公司(S o p r e m a)采用苯乙烯基丁二烯基苯乙烯热塑性弹性体(s t y r e n e-b u t a d i e n e-s t y r e n e,S B S),改性了防水卷材,生产出S B S改性沥青防水卷材3。S B S防水卷材为防水领域带来了革命性进展4,但在实际应用中,S B S防水卷材铺贴在地下室混凝土外墙上,与地下室混凝土外墙形成防水系统5,但S B S防水卷材会出现窜水问题6。在工程实践中,S B S防水卷材只要出现一处孔
5、洞或缝隙,在地下室外墙和S B S防水卷材之间会充满地下水,即使及时封堵修理,也会渗入到其他位置,使出水问题无法得到根治。近年来,我国本土厂商发明了聚乙烯丙纶复合防水卷材(s t y r e n e-b u t a d i e n e-c o m p o s i t e,S B C)7,S B C复合防水卷材的出现,结束了我国高端防水卷材依赖外国进口的局面,又加上价格合适,已成为新一代环保防水材料8。基于此,本文以实验室及防水工程项目为例,主要对S B S防水卷材和S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材的性能进行理论到分析。通过实验室冻融干湿循环试验,检验材料的耐久性;以剥离强度和撕裂强度实验,检验
6、材料的粘结性,并通过实际工程项目应用,验证了2种防水材料的防水效果,形成了新的防水体系。该研究对地下室防水施工具有指导意义。青 岛 大 学 学 报(工 程 技 术 版)第 3 8 卷1 防水材料概述S B S防水卷材因出现较早和性能优越,已成为市场上占有率最大的防水卷材,其上层是以改性石油沥青作覆盖,利用聚酯纤维和玻纤毡等多种材料,经过共熔和浸渍等工序制作完成,适用于-2 5 1 0 0 的温度范围,具有耐高温低温、较高的弹性、耐穿刺和耐撕裂能力,适合于各种工业与民用建筑的防水工程9。由于S B S防水卷材具有优良的防水性能,在我国已成为当时防水材料的首选,在热熔拼接的牢固度上,优于当时性能优
7、良的毛毡,使建筑防水效果显著,提高了国内建筑的防水性能,推动了防水材料的进步和发展1 0。但S B S防水卷材存在施工成本高、明火烘烤热熔铺贴施工不便、易发生火灾和污染环境等问题,而且时间久了,粘贴好的卷材会和混凝土墙分离,造成起鼓窜水等现象1 1。以丙纶和聚乙烯等为主要原料的S B C复合防水卷材经抗老化剂,采用高科技技术,新的生产工艺将多层材料复合成一体的高分子材料1 2。其卷材本身使用聚乙烯等合成高分子材料做胎体,外表面采用较为粗糙无规则交叉结构的丙纶纤维长丝无纺布,构成多间隙的网孔,因其结构特征能够与水泥等各种建筑材料充分粘结,而且能够在潮湿环境施工,只要无明水就行1 3。该材料低温柔
8、性好、重量轻、无毒无味、抗拉强度大、耐冻耐腐蚀、膨胀系数小,摩擦系数大,防水性能优良,是新一代的环保防水材料1 4。S B S防水卷材和S B C复合防水卷材都具有低温柔性好、耐热性能高、延伸性能好、使用寿命长和施工简便的特点1 5。2种材料的不同之处是S B S胎基在中间,胎体在外面,表面光滑,通过热熔的方式粘结在混凝土板上,施工含水率不能大于9%1 6;S B C的胎体在中间,丙纶纤维在表面,通过水泥黏合剂的粘结,可以与混凝土板固化成型,成为一个牢固、不易剥离的整体 1 7,特别是在接触面潮湿的环境下,也可完成施工,其防水层表面可直接贴于瓷砖等表面装饰1 8。2 试验方法及结果分析2.1
9、工程概况本研究以位于滨海大道5 8 8 8号的半岛美庐项目为例,该项目是目前青岛市最高端的近海全景别墅。A、B地块总建筑面积可达9 0 0 0 0 m2,由A21 4、B52 4共计3 3栋单体及地下车库组成。A地块容积率为0.8,绿地率为3 5%,建筑密度为2 0%;B地块容积率为1,绿地率为3 5%,建筑密度为2 0%。在半岛美庐项目中,A区地下室防水用的是S B S防水卷材,地下室施工完成后出现渗漏,经过仔细排查,结果发现有多数地段发生渗漏,共计4 3处渗水点,不合格率为7 6.9%。为防止B区再次出现此类质量问题,准备更换防水材料。2.2 试验方法为解决半岛美庐项目出现的问题,分别对S
10、 B S防水卷材和拟改用的S B C复合防水卷材进行耐久性和粘结性试验,验证防水性能。该试验采用以下步骤:1)耐久性试验。采用低温试验箱,将试件浸入冷冻液,冷冻至-2 0,再恢复常温,进行冻融干湿循环。2)剥离强度试验。使用混凝土试块,分别粘结2种卷材,用夹具固定混凝土试块,用拉力试验机拉伸卷材的另一端,至卷材与混凝土面完全剥离,测出2种卷材从混凝土接触面进行单位宽度剥离时所需要的力量,即剥离强度。3)搭接接缝撕裂试验。使用拉力试验机拉伸搭接的卷材,取其拉伸至撕裂时所需的最大的拉力值,计算撕裂强度,试验结果取5个试件的中位数。2.2.1 耐久性试验1)试验准备。开始试验前,准备好低温试验箱,试
11、验箱要求控制温度在-4 02 0,精度0.5。试验箱规格要求至少能放1组(1 0个)试件的体积。低温试验箱如图1所示。冷冻液使用丙烯乙二醇与水溶液(体积比11),或乙醇与水混合物(体积比21)。201 第3期 褚凤真,等:地下室防水工艺材料技术分析图1 低温试验箱试验选取合格的S B S改性沥青防水卷材和S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材各1组,每组制备1 0个1 5 0 mm1 5 0 mm规格的试件,分2排并编号15号。S B S卷材按热熔施工工艺铺贴,要求用喷灯烤出油,再铺贴在混凝土预制块上,并用热烙铁封边。S B C卷材按黏合剂施工工艺铺贴,黏合剂刮涂均匀,铺贴要粘结密实,铺贴完成的试件
12、,常温静置7 d。冷冻液温度达到-2 0,误差不超过0.5,试件放入冷冻液,并保证试件完全浸入冷冻液。试件放入冷冻液,冷却到规定的试验温度-2 0 后,保持约1 h。2)试验步骤。2组各1 0个试件,常温放入试件,把试件完全浸入冷冻液中,冷冻至-2 0,并保持1 h,然后取出,常温(2 32)放置,干燥处静置4 h。继续进行下一次冻融干湿循环,5次冻融干湿实验循环后,在合适的光源或者辅助光学装置的帮助下,检查卷材与混凝土板之间有无出现裂缝,存在部分或全部分离的,标记为出现1条或更多3 mm深的裂缝。在相同的试验条件和试验方法下,用同一个试验卷材,进行重复性测试,分析结果之间的一致程度。重复性的
13、标准偏差r=1.2,置信水平(9 5%)qr=2.3,2个不同结果的重复性极限r=3。然后对同一材料进行再现性测试,测定2个分析结果接近的程度,再现性的标准偏差R=2.2,置信水平(9 5%)值qR=4.4,2个不同结果的再现性极限R=6,由于再现性的测量结果考虑了重复性引起的偏差,使再现性的值总是大于或等于重复性。3)试验结果与分析。经过5次低温(-2 0)1 h和常温(2 3)4 h冻融干湿循环后,S B S防水卷材的第1组试件,防水卷材检测原始记录如表1所示。表1 防水卷材检测原始记录 位置S B S改性沥青防水卷材1号2号3号4号5号S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材1号2号3号4号5号
14、上排裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝-下排裂缝裂缝裂缝裂缝裂缝-裂缝-注:“-”表示无裂缝由表1可知,上排和下排1号5号试件全部出现了裂缝。S B C复合防水卷材的1组试件,上排1号试件出现了裂缝,2号5号试件完好,下排1号2号试件完好,3号试件出现了裂缝,4号5号试件完好。试验结果表明,5次冻融干湿循环后,S B S防水卷材1 0个试件全部出现卷材与混凝土预制块部分或全部分离的现象,比例为1 0 0%。5次冻融干湿循环后,S B C复合防水卷材1 0个试件有2个出现卷材与混凝土预制块部分分离的现象,比例为2 0%。分析结果表明,S B C复合防水卷材的裂缝结果只有S B S防水卷材裂缝结果的2 0%
15、,S B C防水卷材的耐久性比S B S防水卷材的耐久性更好。2.2.2 剥离强度试验1)试验准备。试验开始前,准备好拉力机试验机和专用试件夹具,拉力机试验机要求符合I S O 5 8 9 3301青 岛 大 学 学 报(工 程 技 术 版)第 3 8 卷图2 拉力试验机和专业试件夹具的规定,测力精度达到B级。专用试件夹具要求能固定住混凝土试块。拉力试验机和专业试件夹具如图2所示。试验选取合格的S B S防水卷材和S B C防水卷材各1组,每组制备5个长为2 0 0 mm,宽为5 0 mm规格的试件,分别编号为15号。S B S卷材按热熔施工工艺铺贴,要求用喷灯烤出油再铺贴在混凝土预制块上,并
16、用热烙铁封边。S B C防水卷材按黏合剂施工工艺铺贴,黏合剂要刮涂均匀,铺贴要粘结密实。铺贴完成的试件,常温下静置7 d。室内温度应符合G B/T2 9 4 1规定,试验在2 32 标准温度下进行。为使试验结果具有可比性,在整个试验过程,每个试件都在同一温度条件下进行。2)试验步骤。2组各5个试件,用专用试件夹具固定住混凝土块,把卷材的未粘结端用夹持器固定在拉力机拉伸端,让粘结面与拉伸方向成9 0,实验过程中,保持1 0 mm/s的恒定速度拉伸,至卷材与混凝土试块完全剥离,记录下剥离时的剥离强度。3)试验结果与分析。经过剥离强度试验,测试2组试件的剥离强度,剥离强度检测原始记录如表2所示。表2
17、 剥离强度检测原始记录S B S改性沥青防水卷材剥离强度/(Nn m-1)1号2号3号4号5号S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材剥离强度/(Nn m-1)1号2号3号4号5号2.22.12.32.42.03.02.93.32.83.2由表2可知,S B S防水卷材的最高剥离强度为2.4 N/mm,平均剥离强度为2.2 N/mm;S B C防水卷材的最高剥离强度为3.3 N/mm,平均剥离强度为3.0 4 N/mm。从最高剥离强度和平均剥离强度可知,S B C聚乙烯丙纶复合防水卷材比S B S改性沥青防水卷材的强度都要高,与水泥粘结性更优。图3 撕裂强度试验机2.2.3 搭接接缝撕裂强度试验1)试
18、验准备。试验开始前,准备好有自动记录力值装置的低惯性拉力机试验机、E LH(E L为品牌,H o m o i o-t h e r m y,恒温)恒温恒湿试验箱及专用试件夹持器,拉力机试验机要求符合I S O 5 8 9 3的规定,测力精度达到B级,要求专用夹持器能随张力的增加自动夹紧试件,并对试件施加均匀压力。撕裂强度试验机器如图3所示。参照G B/T 3 2 8.2 02 0 0 7,试验选取合格的S B S防水卷材和S B C防水卷材各2组,每组制备5对长2 0 0 mm、宽5 0 mm规格的试件,并分别编号15号。S B S防水卷材按热熔施工工艺将一对试件的上表面和下表面搭接,要求用喷灯
19、烤出油,再粘合搭接,粘合面为5 0 mm7 5 mm,搭接完成的试件,在2 32 标准温度下放置2 4 h。S B C防水卷材按黏合剂施工工艺,将1对试件的上表面和下表面搭接粘合搭接,黏合剂要刮涂均匀,搭接要粘结密实,粘合面为5 0 mm7 5 mm,搭接完成的试件在恒温恒湿箱内养护7 d。室内温度应符合G B/T 2 9 4 1的规定,试验在2 32 标准温度下进行。为使试验结果具有可比性,在整个试验过程,每个试件都应在同一温度条件下进行。2)试验步骤。2组各5对试件,采用专用夹持器固定住试件一端,把试件的另一端用夹持器固定在拉力机试验机拉伸端,试验过程中,拉力机试验机保持(1 0 01 0
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