自粘聚合物改性瀝青防水卷材及其標(biāo)準(zhǔn)

自粘卷材在我國(guó)的應(yīng)用是從20世紀(jì)90年代初開(kāi)始的。當(dāng)時(shí)進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)的有美國(guó)W.R.GRACE生產(chǎn)的"必堅(jiān)定(Bituthene)",奧地利生產(chǎn)的"冷自粘耐候性防水瀝青隔膜",臺(tái)灣生產(chǎn)的"必治水"等。這10年間,我國(guó)有部分企業(yè)生產(chǎn)并在工程上應(yīng)用了這一新材料。

國(guó)外生產(chǎn)的自粘卷材一般是采用聚乙烯膜覆面的無(wú)胎防水卷材,其拉力與斷裂延伸率均較高,如美國(guó)的"必堅(jiān)定",其拉力可達(dá)25MPa與30MPa,延伸率達(dá)300%以上。而我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自粘聚乙烯膜覆面無(wú)胎的防水卷材,由于國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的聚乙烯膜拉力低,因此在無(wú)胎自粘卷材標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的拉力僅為130N/5cm,相差甚為懸殊。所以,一些重要工程要求提供拉力高的自粘防水卷材,其途徑有二:一是從國(guó)外進(jìn)口高強(qiáng)度的聚乙烯膜生產(chǎn)無(wú)胎自粘卷材;二是采用增強(qiáng)胎體生產(chǎn)有胎自粘防水卷材。目前,國(guó)內(nèi)一些生產(chǎn)企業(yè)大多采用了后面這一條技術(shù)途徑,生產(chǎn)自粘聚合物改性瀝青聚酯胎防水卷材,拉力提高較大,而斷裂延伸率相對(duì)減小,滿(mǎn)足了一些防水工程的需要。

美國(guó)、奧地利及我國(guó)臺(tái)灣入境的自粘卷材,當(dāng)時(shí)沒(méi)有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),僅有產(chǎn)品說(shuō)明書(shū),對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格尺寸、主要技術(shù)指標(biāo)及采用的試驗(yàn)方法有所規(guī)定。直到2000年,美國(guó)才頒布了ASTMD1970-2000《用于斜屋面基層防冰堵的自粘聚合物改性瀝青卷材》,產(chǎn)品厚度薄,但不能小于1mm,主要用于輔助防水。

美國(guó)"必堅(jiān)定"(現(xiàn)更名為"必優(yōu)勝"),為達(dá)到預(yù)期的防水效果,它是由底油、自動(dòng)粘貼防水膜、封口膠與保護(hù)板等組成的防水系統(tǒng)。

"必堅(jiān)定"自粘卷材的自粘性能取決于其使用的橡膠改性瀝青,而拉伸強(qiáng)度與斷裂延伸率取決于其使用的聚乙烯膜。由于采用高強(qiáng)度的聚乙烯膜,所以其拉力達(dá)到25MPa與30MPa,斷裂延伸率達(dá)到300%以上,低溫柔度可達(dá)到-30℃,耐熱度未作規(guī)定。GRACE生產(chǎn)的3000橡膠改性瀝青自粘卷材保質(zhì)期為10年。在它的產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中聲明:"自生產(chǎn)之日起10年內(nèi)應(yīng)保證無(wú)變質(zhì)。"

美國(guó)在2000年批準(zhǔn)頒布了第一個(gè)自粘卷材標(biāo)準(zhǔn),即ASTMD1970-2000《用于斜屋面基層防冰堵的自粘聚合物改性瀝青防水卷材》。標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍中對(duì)這種卷材的定義是:"撕去卷材的外保護(hù)層,被暴露的防水層卷材是一層有膠粘性能的物質(zhì)。其上表面適合于暴露屋面中施工。"該種卷材適用于"屋或溝槽,或兩者兼用的防水層以防止屋面板、瓦或金屬屋面由于冰堵引起水積滯造成的滲漏"。2003年2月,中國(guó)建筑防水材料工業(yè)協(xié)會(huì)代表團(tuán)訪問(wèn)美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)時(shí),美方介紹自粘卷材由于其粘貼性能好,易于鋪設(shè),主要用于不同平面交接處的施工上,也印證了標(biāo)準(zhǔn)中使用范圍的說(shuō)明。

在ASTMD1970-2000中未說(shuō)明使用改性瀝青的種類(lèi)以及是否采用胎體,但其拉力與斷裂延伸率遠(yuǎn)低于"必堅(jiān)定"產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的指標(biāo)。低溫柔度為-29℃,略低于"必堅(jiān)定"規(guī)定的-30℃。增列了熱穩(wěn)定性與防滑性能指標(biāo)。耐熱性能是自粘卷材的一個(gè)弱項(xiàng),耐熱性與粘結(jié)性能是一對(duì)矛盾,自粘性能提高,耐熱性能就相應(yīng)下降,因此"必堅(jiān)定"中未規(guī)定耐熱性能。ASTMD1970-2000權(quán)衡兩方面利弊后列入了熱穩(wěn)定性指標(biāo)。防滑性能是該標(biāo)準(zhǔn)中新增加的技術(shù)指標(biāo),在該指標(biāo)的"注"中說(shuō)明:屋面施工時(shí)表面防滑性能是十分重要的,尤其是對(duì)斜屋防水施工。但標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定防滑性能專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)方法。采用何種試驗(yàn)方法由供需雙方協(xié)調(diào)。但產(chǎn)品防滑表面的磨擦系數(shù)或防滑性能至少與屋面浸漬瀝青防水卷材試驗(yàn)的數(shù)據(jù)一致。這體現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)的"以人為本"思想,以及對(duì)施工人員安全的關(guān)注。

"911"事件后,美國(guó)在搶修五角大樓過(guò)程中大量采用了GRACE生產(chǎn)的自粘卷材。美國(guó)肯尼迪航天發(fā)射中心,航天飛機(jī)模型(1:1)機(jī)尾粘貼的也是自粘卷材。由此可見(jiàn),美國(guó)生產(chǎn)的自粘卷材在不同領(lǐng)域內(nèi)得到了推廣應(yīng)用。

1999年,我國(guó)批準(zhǔn)頒布了JC840-1999《自粘橡膠瀝青防水卷材》,這是我國(guó),也是世界上第一個(gè)自粘防水卷材標(biāo)準(zhǔn),比ASTMD1970-2000發(fā)布早了一年。該標(biāo)準(zhǔn)"適用于以SBS等彈性體、瀝青為基料,以聚乙烯膜(PE)、鋁箔(AL)為表面材料或無(wú)膜(N.雙面自粘)、采用防粘隔離層的自粘防水卷材"。產(chǎn)品按表面材料分為聚乙烯膜(適用于非外露的防水工程)、鋁箔(適用于外露的防水工程)與無(wú)膜(即雙面自粘,適用于輔助防水工程)。

與"必堅(jiān)定"、ASTMD1970-2000相比,JC840增列了不透水性、剪切性能、剝離性能與人工候化處理等技術(shù)指標(biāo)。由于國(guó)產(chǎn)聚乙烯膜拉力偏低,因此,用于生產(chǎn)的自粘卷材拉力也低于"必堅(jiān)定"與ASTMD1970-2000中規(guī)定的25MPa、30MPa與4.4KN/m(相當(dāng)于220N/5cm),而斷裂延伸率450%大于"必堅(jiān)定"規(guī)定的300%。低溫柔度-20℃略低于"必堅(jiān)定"的-30℃與ASTMD1970-2000的-29℃。耐熱度按照我國(guó)采用的試驗(yàn)方法測(cè)定,規(guī)定為80℃,加熱2h,無(wú)氣泡,無(wú)滑動(dòng)。人工候化處理僅對(duì)使用外露的防水工程提出要求,需進(jìn)行測(cè)定。對(duì)使用于屋面有保護(hù)層、地下防水以及輔助防水等工程不進(jìn)行人工候化處理試驗(yàn)。

由于國(guó)產(chǎn)聚乙烯膜拉力小而有些工程需要拉力大的自粘卷材,國(guó)產(chǎn)聚乙烯膜生產(chǎn)的無(wú)胎自粘卷材滿(mǎn)足不了上述工程的要求,以聚酯氈增強(qiáng)的聚合物改性瀝青防水卷材就應(yīng)運(yùn)而生。在20世紀(jì)90年代,保定石油化工廠防水材料分廠、盤(pán)錦禹王防水建材集團(tuán)等曾小批量生產(chǎn)有胎基增強(qiáng)的自粘卷材,但大批量生產(chǎn)聚酯氈為增強(qiáng)胎體的自粘防水卷材則是在2000年以后。為了控制產(chǎn)品質(zhì)量,保證防水工程質(zhì)量,規(guī)范市場(chǎng),2002年我國(guó)又批準(zhǔn)頒布了JC898-2002《自粘聚合物改性瀝青聚酯胎防水卷材》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)"適用于以聚合物改性瀝青為基料,采用聚酯氈為胎體的、粘貼面背面覆以防粘材料的增強(qiáng)自粘防水卷材"。該卷材按物理力學(xué)性能分為Ⅰ型和Ⅱ型;按上表面材料分為聚乙烯膜(PE)、細(xì)砂(S)與鋁箔(AL)三種。

與"必堅(jiān)定"、ASTMD1970-2000、JC840相比,新標(biāo)準(zhǔn)增列了可溶物含量、撕裂強(qiáng)度、水蒸氣透濕率、人工氣候加速老化等指標(biāo)。由于聚酯氈作增強(qiáng)胎體,自粘卷材的拉力有較大提高,標(biāo)準(zhǔn)中2mm、3mm厚的卷材拉力為350N/5cm與450N/5cm,均高于ASTMD1970-2000中220N/5cm的規(guī)定。低溫柔度,Ⅱ型卷材-30℃,高于ASTMD1970-2000-29℃,與"必堅(jiān)定"指標(biāo)相同。撕裂強(qiáng)度規(guī)定Ⅰ型1.5mm 厚 125N;2mm、3mm厚200N;Ⅱ型250N;均高于ASTMD1970-200089N的規(guī)定。水蒸氣透濕率采用GB/T17146-1997《建筑防水材料試驗(yàn)方法》,該方法等效采用美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法(ASTME96),與ASTMD1970規(guī)定一樣為5.7×10-9g/(m2?s?Pa)。人工氣候加速老化采用GB/T18244-2000《建筑防水材料試驗(yàn)方法》,采用氙弧燈法,

試驗(yàn)時(shí)間720h(累計(jì)輻射能量約1500MJ/m2)。老化后試件的低溫柔度比未老化試件允許降低10℃。人工氣候加速老化的規(guī)定僅適用于外露防水工程;水蒸氣透濕率僅適用于地下防水工程。

自粘聚合物改性瀝青防水卷材是一種新型防水卷材,不論在國(guó)內(nèi),或者國(guó)外,均屬于起步階段。無(wú)論是原材料及其配方,生產(chǎn)工藝與生產(chǎn)技術(shù)以至生產(chǎn)裝備、應(yīng)用技術(shù)、施工方法等,都在不斷研究探索,積累經(jīng)驗(yàn)。因此,我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)這一新型防水卷材的研究、開(kāi)發(fā),完善與改進(jìn)生產(chǎn)與施工技術(shù),執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),制定相應(yīng)的設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收規(guī)范,擴(kuò)大其應(yīng)用范圍,使其為我國(guó)的建筑防水事業(yè)作出新貢獻(xiàn)。

雙面自粘聚合物改性瀝青防水卷材應(yīng)避免日曬雨淋，注意通風(fēng)。儲(chǔ)存溫度不應(yīng)高于50℃，立放儲(chǔ)存，高度不超過(guò)兩層。

雙面自粘聚合物改性瀝青防水卷材適用于工業(yè)與民用建筑地及非外漏屋面以及明挖法地鐵、隧道以及水池、水渠等工程的防水、防滲、防潮。