龔建國 聶 芹 柯昌銀

(江西現(xiàn)代職業(yè)技術學院，江西 南昌 330095)

0 前言

建筑防水材料就像建筑物的外衣，保護著建筑物免受陽光和雨水的侵蝕，是保護建筑安全和使用壽命的必不可少的一類建筑材料。世界各國非常重視防水材料的開發(fā)，其中高聚物改性瀝青防水卷材為應用最廣泛的新型建筑防水卷材。高聚物改性瀝青防水卷材主要有彈性體(SBS)改性瀝青防水卷材、熱塑性APP改性瀝青防水卷材和橡塑共混改性瀝青防水卷材三大類，目前SBS改性瀝青防水卷材使用最為普遍。這是因為熱塑性彈性體SBS是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，同時兼具塑料特性的硬段和橡膠特性的軟段性能，使得彈性體改性瀝青防水卷材的性能優(yōu)異，主要具有如下特性：力學性能良好、耐高低溫性能良好、抗?jié)B透能力良好、易于施工等。

1 彈性體改性瀝青防水卷材組成及生產(chǎn)工藝

1.1 卷材組成

彈性體改性瀝青防水卷材以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)熱塑性彈性體為改性劑，以聚酯胎基布、玻纖氈織物等為加強層，表面以聚乙烯膜(PE)、細砂(S)、礦物粒料(M)做隔離材料所制成的可以卷曲的片狀防水材料。其主要原材是由石油瀝青、SBS彈性體和胎基三部分組成。經(jīng)研究表明[1]SBS的用量為8%～15%時，瀝青和SBS兩相可以形成交聯(lián)網(wǎng)絡結構的連續(xù)相，即“海-海結構”，這時改性效果最好，既降低了瀝青的脆性，改善了瀝青的彈塑性、延伸性、耐老化性、耐低溫性能，又保持了SBS的高彈性。

1.2 卷材加工工藝

彈性體改性瀝青防水卷材性能不僅與原材料性能及配比有關，而且與生產(chǎn)工藝過程密切相關。主要經(jīng)過選材、配料、共溶、浸漬、復合成型、卷曲等工序加工制成。彈性體改性瀝青防水卷材的生產(chǎn)工藝如圖1，其生產(chǎn)工藝過程大致分兩道工藝過程：

圖1 彈性體改性瀝青防水卷材工藝流程[1]

(1)制膠。本工序包含兩個階段：第一階段為SBS改性瀝青形成二元產(chǎn)物階段[1]：SBS滲入瀝青后，SBS作為分散相，瀝青作為連續(xù)相，形成共混復相結構體系。在SBS對瀝青改性的過程中，控制溫度為180～220oC，時間約為2小時，借助高溫和設備的機械研磨作用，瀝青中的油分與溶劑分子進入彈性體SBS結構內部使其溶脹，形成二元產(chǎn)物；第二階段為配制SBS改性瀝青涂蓋料的三元產(chǎn)物階段[1]：SBS對瀝青的競爭，導致原瀝青中瀝青膠粒的締合程度增加，此時SBS中的聚苯乙烯鏈段受高溫與研磨攪拌雙重作用下產(chǎn)生塑性流動，而后SBS改性劑溶脹性能減弱，與瀝青的界面作用力下降，高分子微粒之間的相互作用增大，開始流動的聚苯乙烯鏈段對SBS中的聚丁二烯鏈段產(chǎn)生牽制和助溶作用，最終導致高分子SBS粘度降低與瀝青融為一體，相互搭接形成網(wǎng)絡結構。這種網(wǎng)絡的形成對瀝青分子的流動、滑動變形等起著約束作用。SBS改性瀝青基本性能的提高，使其防水卷材的耐熱度、強度上升，均源于SBS改性劑在瀝青中無分層和離析，溶脹后形成網(wǎng)絡結構。

(2)成型。在成型過程中，主要分為浸涂胎基、冷卻和撒砂、覆膜和輥壓四道工序[2]。在浸涂工藝中，首先保證胎基完全浸透，否則使用后會出現(xiàn)大面積分層現(xiàn)象，其次要控制膠質厚度和胎基上下表面的均勻度，否則會出現(xiàn)“胎基跑偏”。“胎基跑偏”會帶來耐高溫性能檢測時出現(xiàn)流淌問題，這是因為膠質少的一面在溫度加熱到一定程度時因膠少而提前被熔化；在冷卻過程要控制好溫度，直接影響后續(xù)工藝過程；最后輥壓成型時對卷材產(chǎn)品的補充和完善過程，需要留有足夠的輥壓場地和停留時間，否則將給成品帶來外觀質量不佳的問題。

2.彈性體改性瀝青防水卷材的性能分析

通過對傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的有效改進，SBS改性瀝青防水卷材的性能和質量有了很大提高。

(1)具有良好的抗拉強度和延伸性，能夠滿足基層變形。徐惠生等[3]研究發(fā)現(xiàn)SBS改性劑摻量達5%(質量分數(shù))時，改性瀝青基體內部形成網(wǎng)絡結構，在極大改善瀝青感溫性能的基礎上，亦可較大提高卷材的力學性能。

(2)具有良好的耐高低溫性能，90℃高溫不流淌，低溫-25℃檢測無裂紋。吳菊珍等[4]研究發(fā)現(xiàn)通過向SBS改性瀝青中添加單質硫、聚硫或者含硫的交聯(lián)劑，使之發(fā)生交聯(lián)反應，體系不容易發(fā)生離析現(xiàn)象，提高了瀝青的高低溫性能、彈性，而且還保持了良好的塑性。李志超等[5]研究發(fā)現(xiàn)層狀雙羥基復合金屬氫氧化物(LDHs)可顯著減小彈性體改性瀝青在紫外光和熱氧老化過程中軟化點的升高和低溫柔度的降低，有效提高彈性體改性瀝青的耐光熱老化性能，從而可延長彈性體改性瀝青防水材料的使用壽命，提高了耐久性。

(3)長纖維聚酯氈和無堿玻纖氈作為增強層，耐穿刺、耐撕裂，并具有良好的耐腐蝕性能，有效抵御來自上下表面的損傷和破壞，有利于提高工程質量。接縫剝離強度是SBS改性瀝青防水卷材的一項重要性能指標，GB/T 18242—2008《彈性體改性瀝青防水卷材》標準要求接縫剝離強度≥1.5N/mm，以確保產(chǎn)品的使用性能。胡全超等[6]研究表明機油用量為20%、SBS用量為4%時，SBS改性瀝青防水卷材接縫剝離強度可達到最佳值。

3 彈性體防水卷材的熱熔施工技術

3.1 工藝原理

熱熔工法是卷材自身的瀝青在熱狀態(tài)下粘結，粘結強度高且耐久，搭接邊或卷材末端溢出瀝青條，完全可以將接縫口及收頭部位封閉，從而保證接縫和收頭的密封，形成一個完整的封閉嚴密的整體卷材防水層系統(tǒng)。

3.2 防水系統(tǒng)配套材料

防水系統(tǒng)配套材料主要有基層處理劑、改性瀝青密封材料、附加防水層材料、背襯材料、隔離層、排水層和保護層。

3.3 施工工藝流程

彈性體改性瀝青防水卷材適用于中國南北不同的氣候條件，特別適合在北方寒冷的地區(qū)使用，可用于屋面、地下工程、隧道、屋面、水利工程等。圖2為地下室、屋面熱熔施工工藝圖：

圖2 彈性體改性瀝青防水卷材熱熔施工工藝流程

3.4 施工要點

基層處理：先將表面清潔，基層應堅實、平整、干凈；應均勻涂刷基層處理劑，要求不露底和漏涂；表面干燥后方可鋪貼卷材。

附加層施工：陰陽角、管根、檐溝、變形縫等部位應做附加層處理，將預先裁剪好尺寸、形狀的卷材鋪貼于基層。

大面施工：將卷材打開釋放應力，根據(jù)平面彈線位置先將卷材進行平鋪；采用熱熔工具烘烤卷材的下表面及基層表面，使卷材表面的瀝青發(fā)亮至熔融狀態(tài)時，邊烘烤邊滾鋪卷材，然后用壓輥滾壓，使其與基層粘接牢固。

搭接處理：卷材的搭接寬度應為100mm，卷材搭接區(qū)應單獨封邊，同樣采用熱熔的方法進行施工，上下卷材搭接處以溢出熱熔的改性瀝青為度，寬度約為3-5mm且均勻順直。

閉水實驗：按施工方案要求進行閉水實驗。

保護隔離層施工：防水層外表面均應按相關規(guī)范或設計要求設置保護層。

4 結論

雖然SBS改性瀝青防水卷材性能優(yōu)良，成型工藝簡單，具有廣泛的應用前景[7]，但仍存在熱熔施工造成的環(huán)境污染問題[8]。熱熔法施工工藝簡單、成本低廉、粘接牢固、密封性好，這是其得到廣泛應用的原因，但是SBS改性瀝青防水卷材在熱熔法施工過程中產(chǎn)生大量的有毒氣體，不僅對施工人員的身體健康有很大的危害，而且也給環(huán)境帶來嚴重的污染，而目前自粘性防水卷材沒有這個問題，所以應大力發(fā)展自粘性SBS改性瀝青防水卷材，將其應用于各種建筑防水場所。