高耐水聚合物防水涂料在长期浸水环境的应用

毕鑫磊，林涛，张硕，尚振华，牛丰

（北京东方雨虹防水技术股份有限公司，北京 100123）

建筑防水工程中，聚合物水泥防水涂料（以下简称JS防水涂料）因其具有较好的环保性能、可在潮湿基层施工、性价比高等特点，被广泛应用于卫生间、厨房、阳台等防水工程中，部分项目也将其应用于消防水池、泳池、景观水池等长期浸水的工程部位。但常规的JS防水涂料在长期浸水环境下使用后易出现力学性能衰减、溶胀起泡等问题[1]，无法保持良好的防水性能。聚氨酯防水涂料虽具有优异的耐水性和耐化学性能，但应用在泳池等部位时却经常出现饰面层空鼓、掉砖现象。

为使JS防水涂料具备优异的耐水性能，开发了一种高耐水聚合物防水涂料，采用一种特殊聚合物乳液及其配套的后交联技术，该乳液本身具有良好的热力学稳定性和水泥相容性，将液料与粉料混合、涂刷后，聚合物分子中亲水基团能够进行可控的后交联反应，干燥后呈现疏水且具有一定交联程度的密实涂膜，能够有效抵御水分子对防水涂膜的增塑作用，在长期浸水环境下不溶胀起泡，力学性能保持率在80%以上，而且防水涂膜更加密实，不透水性优异，其环保性能获得了德国EC1plus认证，并且通过GB/T 17219—1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》，除可应用于消防水池、景观水池及游泳池等长期浸水环境外，也可应用于饮用水池防水工程中。

1 实验

1.1 实验材料

常规JS防水涂料A、B：市购，Ⅱ型，双组分，防水涂料A采用VAE乳液制备，防水涂料B采用苯丙乳液制备，均执行GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准；高耐水聚合物防水涂料C：采用丁苯乳液自行制备，双组分，执行Q_SY YHF0122—2019《耐水型水性防水涂料》标准。

将3种防水涂料在相同条件下进行对比实验，验证3种防水涂料的耐水性能及环保性能，并进行综合评价，为防水涂料在工程中的应用提供参考。

1.2 测试方法及结果

1.2.1 浸水后拉伸性能测试及分析

制备实验所用涂膜（见图1），按照GB/T 23445—2009进行3种防水涂料浸水前（初始值）及浸水后7、15 d潮湿状态下的拉伸性能测试，结果如表1所示。

表1 3种防水涂料浸水前后的拉伸强度

由表1可见，3种防水涂料浸水前的拉伸强度为1.80～2.10 MPa，浸水7 d及15 d后，防水涂料A、B在潮湿状态的拉伸强度明显降低，仅为浸水前的30%左右，而A、B防水涂料A、B浸水15 d后拉伸强度保持率在80%以上。由此可得出，常规JS防水涂料在长期浸水环境下无法保持良好的力学性能，而高耐水聚合物防水涂料的耐水性能优异。

1.2.2 浸水后粘结性能测试及分析

将3种防水涂料分别涂刷于200 mm×400 mm×40 mm的混凝土试块上，总厚度为1.5 mm，分3遍涂刷，粘结性能试件见图2。待防水涂料干燥后，采用专用设备对试样粘结强度初始值进行测试，随后浸入水中，分别对浸水后7、30 d的粘结强度按照GB/T23445—2009进行测试，结果见表2。

表2 3种防水涂料在浸水前后的粘结强度

由表2可见，3种防水涂料浸水前的粘结强度为1.03～1.58 MPa，浸水7、30 d后，防水涂料A、B在潮湿状态的粘结强度明显降低，仅为浸水前的37%～62%，而高耐水防水涂料C浸水前的粘结强度最高，且浸水30 d后粘结强度保持率在80%以上。可见常规JS防水涂料在长期浸水环境下无法保持良好的粘结性能，而高耐水聚合物防水涂料由于其耐水性能优异，能够在长期浸水环境下保持与基层良好的粘结强度。

1.2.3 长期浸水后外观变化

制备了A、C防水涂膜，厚度为1.5 mm，分3遍涂刷，在（23±2）℃，相对湿度（50±10）%标准环境下养护4 d，并裁剪成12 cm×2.5 cm的实验样条，分别放入2个装满清水的实验容器中，观察水质的变化，12个月后，可明显观察到，放入常规JS防水涂料A的水质有明显的浑浊现象，而放入高耐水聚合物防水涂料C的水质依然清澈（见图3）。

1.2.4 卡斯通管法测试不透水性及分析

裁取尺寸为40 cm×20 cm的水泥压力板1块，厚度为10 mm，采用美纹纸划分为3个区域，将防水涂料A、B、C分别涂刷于3个区域中，厚度为1.5 mm，分3遍涂刷，并在标准环境下养护4 d，随后将卡斯通管采用密封胶粘结固定于3种防水涂料上，待密封胶完全干燥后，通过卡斯通管上口注入清水，水位标高直至0刻度，再采用锡箔纸将上口封住，避免水分蒸发，影响实验结果评价，7 d后观察每个卡斯通管水位下降的高度（见图4），水位下降越小，说明防水涂料不透水性更加优异。

由图4可见，高耐水聚合物防水涂料成膜后更加密实，浸水7 d后水位下降仅为2 mm，2种常规JS防水涂料A、B分别下降22、36 mm，可见高耐水聚合物防水涂料的不透水性优于常规JS防水涂料。

高耐水聚合物防水涂料具有优异的耐水性能、不透水性及环保性能，解决了常规JS防水涂料耐水性差、浸水后强度低等问题，在水环境下不产生物质交换，能够长期保持水质的洁净，具有优异的环保性能。

2 工程应用

工程位于河南省安阳市嘉州格林小镇，占地面积约15.6万m2，包含1个消防水池、3个景观水池，均属于长期浸水的使用环境，为确保消防水池及景观水池的防水效果，经勘查讨论，采用了高耐水聚合物防水涂料进行防水设防，厚度为1.5 mm，采用喷涂、滚涂，分3遍进行施工。

（1）基层处理。施工前应对基层进行修补或剔凿处理，基层应平整、坚实、无明水、无浮灰及油污，阴阳角和管根处做圆弧处理。

（2）涂料配制。先将液料加入搅拌桶，在机械搅拌的过程中缓慢加入粉料，同时搅拌器上下移动，搅拌5 min至均匀无颗粒，配制好的涂料应在2 h内完成施工。

（3）细部附加防水层施工。在水池阴阳角、管根及排水口等细部节点需做附加层（见图5），并应夹铺胎体增强材料，使防水涂料充分浸透胎体层，不得有折皱、翘边现象，干燥后方可大面施工。

（4）大面涂膜防水层施工（见图6、图7）。先涂刷立面后涂刷平面，分2～3遍施工，待前一遍涂料实干后进行下一遍涂刷，涂刷方向与前一次的方向垂直。

（5）保护层施工。对于消防水池等较密闭环境条件下，应采用通风措施加快干燥，防水层实干后进行闭水检验，验收合格后按设计要求进行后续工序施工（如保护层、饰面层施工）。

（6）施工效果。嘉州格林小镇消防水池及景观水池防水工程采用1.5 mm厚高耐水聚合物防水涂料可在潮湿基层直接施工，成膜后能够与基层形成良好的粘结，无脱落、起泡现象，防水整体性好，未出现渗漏情况，达到了预期效果，见图8、图9。

3 结语

高耐水聚合物防水涂料具有优异耐水性能及环保性能，长期浸水不溶胀、不变软，且与瓷砖铺贴系统相容性好，粘结强度高，可解决泳池等在柔性防水层粘贴饰面瓷砖的掉砖问题，也为泳池、水池、地下工程等长期浸水环境的防水部位提供更优的方案选择。