不同试件厚度对聚合物水泥防水涂料拉伸性能影响的研究

付极 吴汝莉

(云南省建筑材料产品质量检验研究院，云南 昆明 650106)

按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条标准规定，将在标准试验条件下放置后的聚合物水泥防水涂料，按生产厂指定的比例分别称取适量液体和固体组分，混合后机械搅拌5min，静置1～3min，以减少气泡，然后倒入规定的模具中涂覆，为方便脱模，模具表面可用脱模剂进行处理。试样制备时分二次或三次涂覆，后道涂覆应在前道涂覆实干后进行，两道间隔时间为12～24h，使试样厚度达到1.5±0.2mm，将最后一道涂覆试样的表面刮平后，于标准条件下静置96h，然后脱模。将脱膜后的试样反面向上，在40℃±2℃干燥箱中处置48h，取出后置于干燥器中冷却至室温，用切片机将试样冲切成试件，再进行拉伸性能试验。笔者在长期试验中发现，聚合物水泥防水涂料试样制作成不同试件厚度下，试样拉伸性能试验结果的离散较大，故提出了试样拉伸性能试验一定要按GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条进行，以保证试验结果准确性。

1 建筑防水涂料和聚合物水泥防水涂料的定义和分类

聚合物水泥防水涂料是建筑防水涂料的一种产品，它是以丙烯酸、乙烯-乙酸乙烯脂等聚合物乳液和水泥为主要原料，加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥反应固化成膜的双组分水性防水涂料，产品按照物理力学性能分为I型、II型和III型，I型适用于活动量较大的基层，II型和III型适用于活动量较小的基层，由于聚合物水泥防水涂料是由有机材料和无机材料复合而成，兼有柔韧性和刚性的特点，近年来发展较快的一种防水材料。在本文中选择了I型的聚合物水泥防水涂料，作为不同试件厚度下的试样影响拉伸性能试验样品的研究。

2 影响聚合物水泥防水涂料拉伸性能试验结果准确性的因素

影响聚合物水泥防水涂料拉伸性能试验结果的因素很多，比如配比（粉料、乳液、水的比例）、称量仪器设备、搅拌设备、静停时间、搅拌时间、养护环境、养护时间、拉伸速度、试件制作方法、试样厚度、检验人员手法、拉伸试验时间等方面。在本文中，笔者选择了相同的配比（粉料、乳液、水）、同一搅拌设备、同一称量仪器设备、同样的试件制作方法（包括静停时间、搅拌时间、养护环境、养护时间）、同一台拉力试验机、同样的拉伸速度、同一检验人员对同一样品进行了大量的试验，得出影响聚合物水泥防水涂料试样的不同试件厚度下的试样拉伸性能试验结果。笔者选用昆明某公司生产的同一个批次型号的聚合物水泥防水涂料样品，根据聚合物水泥防水涂料拉伸性能试验结果，分析了不同试件厚度对拉伸性能试验结果影响较大。

3 试件制备方法及注意事项

聚合物水泥防水涂料制样按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条进行，试验前样品及所用器具应在标准试验条件下即[（23±2）℃，相对湿度（50±10）%]放置24h后进行。

3.1 试件制备过程

试件制备时按生产厂指定的比例分别采用精度1g的电子天平称取，液料500g，粉料600g，水50g，混合后机械搅拌5min，静置2min。分两次进行涂覆。第一次涂覆之前，在玻璃模具上均匀涂上一层石蜡作为脱模剂，然后进行第一次涂覆，将适量经搅拌的试样混合物倒在玻璃模具上，用涂覆工具将混合物刮平，第一次涂覆完成后，将试样置于标准条件下静置23h后，要进行第二道涂覆，第二道涂覆前先用裁刀将玻璃模具两侧试样多余的部分去除，在空白的地方再次打蜡，同样试件制备时按生产厂指定的比例分别采用精度1g的电子天平称取，液料400g，粉料480g，水40g，混合后机械搅拌5min，静置2min，进行第二道涂覆，通常试件制备采用两次涂覆，大多数试验室一般第一次涂覆厚度比第二次涂覆要厚，故在称取试样时，第一次的样品比第二次的多，具体还要根据样品的检验项目确定。第二道涂覆完成后，试样置于恒温恒湿养护室，温度设置为（23±2）℃，相对湿度设置为（50±10）%，养护96h（4d时间），然后脱模，脱模时检验人员要小心翼翼的把试件与玻璃板分离，再将脱模好的试样反面向上，放置在40℃的恒温干燥箱中养护48h，取出后置于干燥器中冷却至室温。在试件制备过程中通过调整涂覆工具的厚度，用上述方法分别制取不同厚度的试样。

3.2 样品贮存

第一次涂膜取样后，要立即擦去塑料瓶口边缘部分的残留乳液，避免第二次取样乳液被污染，及时盖上塑料瓶盖密封并尽可能与未打开前状态一致，然后将塑料瓶倒置第二天备用。同时将取完粉料的塑料袋扎紧，避免粉料受潮，影响聚合水泥防水涂料的拉伸性能。

3.3 涂膜底板

试验的涂膜底板采用玻璃平板，涂膜制作前，需要涂刷或涂抹脱模剂，如果脱模剂选用不当，会导致涂膜难以脱模或产生大量的气泡，试验时检验人员根据长期积累的经验，可以采用石蜡作为脱模剂较适用。因此，在每次试验前，要将玻璃平板清洁干净，然后在玻璃平板上薄薄的涂上一层石蜡，保证脱模顺利进行。

3.4 涂膜工具

对于涂膜厚度的控制，可采用不同高度的凹形不锈钢直板在玻璃板上来回刮涂控制，凹形不锈钢直板有多种规格尺寸，按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条标准规定，试样制作厚度要达到1.5±0.2mm，因此，涂膜工具的选择可以根据试样制备时分二次还是三次涂覆或样品的固体含量进行选择，通常试验室第一道涂覆采用1.0 mm的凹形不锈钢直板，第二道涂覆采用0.5 mm或其他规格凹形不锈钢直板。

3.5 涂膜方法

根据涂膜厚度的要求选用合适的凹形不锈钢直板，然后将足够的聚合物水泥防水涂料（I型）沿着玻璃平板一边，倒在玻璃平板上，再用凹形不锈钢直板垂直轻轻的刮到玻璃板的另一边，刮涂时应尽量避免多次刮涂，以防带入气泡。第一次使用的凹形不锈钢直板制作的湿膜不超过1.0mm，第二次的凹形不锈钢直板规格尺寸根据第一次的涂膜厚度收缩大小比值来确定，第一次涂膜尽量涂平并且最好厚涂，第一次涂覆实干后再进行第二次涂覆。

3.6 拉伸性能试验时间

试样置于标准条件[（23±2）℃，相对湿度（50±10）%]下静置96h（4d时间），然后脱模，将脱模后的试样反面向上在40℃±2℃干燥箱中养护48h（2d时间），取出后置于干燥器中冷却至室温，标准条件下养护和干燥处理后的涂膜必须立即放在干燥器中，防止涂膜吸收空气中的水分，影响聚合物水泥防水涂料试样拉伸性能的拉伸强度和断裂伸长率，待试样在干燥器中冷却至室温，同时立即在标准条件[（23±2）℃，相对湿度（50±10）%]下进行拉伸性能试验，如果不立即进行拉伸性能的拉伸强度和断裂伸长率试验，试验结果会随着时间增大或减小。因此，检验人员进行试验时，试样取出干燥箱后置于干燥器中冷却至室温，用切片机将试样冲切成试件后，应立即进行无处理拉伸性能试验，如果不能立即进行，试件应舍弃重新制备试件。

4 拉伸性能的试验方法

4.1 试件形状和数量

按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中表2规定：拉伸性能试样形状按照GB/T 528—2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》标准中第6.1条规定的哑铃I型试件，试件数量为5个。

4.党的全体党员。党员是党的机体的组成部分，每一个党员要强化角色意识，始终牢记党员身份，自觉践行入党誓词，用党员标准和条件要求自己，忠实履行党员义务，增强党性修养，主动接受组织生活的检验，清除思想上的灰尘，保持党员的先进性。同时，要把在党言党、在党忧党、在党为党、在党爱党落实到日常工作生活之中，自觉维护党和人民的利益，敢于同违反党内政治生活的现象作斗争。习近平同志指出：“严肃党内政治生活是每个党员、干部的事。”[1]

4.2 试验步骤

按照GB/T16777-2008《建筑涂料试验方法》标准中第9.2.1条无处理拉伸性能规定，用切片机从试样上切取5个符合GB/T 528—2009《硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变性能的测定》标准中第6.1条要求的哑铃I型试件，并划好间距25mm的平行标线，用厚度计测量试件标线中间和两端三点的厚度，取其算术平均值作为试件厚度。调整拉伸试验机夹具间距约70mm，将试件夹在试验机上，保持试件长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上，用200mm/min的拉伸速度进行拉伸至断裂，测试5个试件，若有试件断裂在标线外，应舍弃用备用件补测。

4.3 拉伸性能的结果计算

拉伸强度和断裂伸长率的试验结果计算按GB/T 16777—2008《建筑涂料试验方法》标准中第9.3条规定。

4.3.1 拉伸强度结果计算

试件的拉伸强度按下面公式计算：

式中：T——拉伸强度，单位为兆帕（MPa）；P——最大拉力，单位为牛顿（N）；B——试件中间部位宽度，单位为毫米（mm）；D——试件厚度，单位为毫米（mm）；取5个试件的算术平均值作为试验结果，结果精确到0.01MPa。

4.3.2 断裂伸长率结果计算

试件的断裂伸长率按下面公式计算：

5 不同试件厚度对聚合物水泥防水涂料试样拉伸性能的影响

笔者在日常试验中发现，聚合物水泥防水涂料试样制作不同厚度条件下，试样的拉伸性能试验结果值离散较大。因此，笔者选用昆明某大型企业生产的性能稳定的同一个批次、同一个型号聚合物水泥防水涂料（I型）样品，按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条制作试样，共制作了30组试样，每组6个试件，共180个试件。试验仪器设备用CMT2103型微机控制电子万能试验机，0.5级精度，量程0～1kN，功率0.4kW；101-4A型电热鼓风恒温干燥箱，使用范围10～300（℃），精度±2℃，功率0.9kW，工作室尺寸800×800×1000（mm）；HWS-1000恒温恒湿养护箱，湿度使用范围10～100（%），精度：±2%，温度使用范围10～100（℃），精度±1℃，工作室尺寸400×400×1000（mm）；台式测厚仪，接触面直径6mm，单位面积压力0.02MPa，分度值0.01mm，量程0～10（mm）。选择了厚度为：1.0mm、1.3mm、1.5mm、1.7mm、2.0mm、2.5mm的试样，对制作完成的不同厚度的聚合物水泥防水涂料试样在（23±2）℃，相对湿度（50±10）%]下静置96h，然后脱模，将脱模后的试样反面向上在40℃±2℃干燥箱中养护48h温度，再在干燥器中冷却10min至室温养护后，立即进行了拉伸性能试验，试验结果见表1。

表1 不同试件厚度下聚合物水泥防水涂料试样拉伸性能试验结果

由表1可以看出，不同试件厚度对聚合物水泥防水涂料试样拉伸性能的拉伸强度和断裂伸长率试验结果的影响都非常大，与试件厚度1.5mm作为基准，对比1.0mm、1.3mm、1.7mm、2.0mm、2.5mm的拉伸强度和断裂伸长率，得出以下结论。

试件厚度1.0mm：5组拉伸强度平均值减少11.1（%），5组断裂伸长率平均值减少20.0（%）；

试件厚度1.3mm：5组拉伸强度平均值增加1.5（%），5组断裂伸长率平均值减少11.6（%）；

试件厚度1.7mm：5组拉伸强度平均值减少4.0（%），5组断裂伸长率平均值增加6.6（%）；

试件厚度2.0mm：5组拉伸强度平均值减少10.6（%），5组断裂伸长率平均值增加25.7（%）；

试件厚度2.5mm：5组拉伸强度平均值减少19.1（%），5组断裂伸长率平均值增加36.6（%）。

从以上对比试验结果可以得出：用不同试件厚度对聚合物水泥防水涂料试样进行，拉伸性能拉伸强度和断裂伸长率试验结果值有较大的离散，对试验的准确性影响非常大。

6 结语

在进行聚合物水泥防水涂料的拉伸性能试验，试样厚度的制备是一道非常关键的过程，其厚度的大小直接关系到拉伸性能拉伸强度和断裂伸长率试验结果。因此，笔者提出：按照GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》标准中第7.4.2条规定了试件厚度为1.5±0.2mm，试验人员在制作试样时，要不断总结经验，采用最有效、最可控、最快捷的成型方法，保证制作的试样满足要求，如果试样厚度达不到1.5mm±0.2mm，那么试验数据无效，必须重新制作试件，确保聚合物水泥防水涂料试样拉伸性能试验结果的准确性，如果试验过程中任何一个环节出现问题，都会对拉伸性能的试验结果产生不同影响。