石家庄市住房开发建设集团有限责任公司河北石家庄050091
目前,弹性体改性沥青防水卷材(以下简称SBS防水卷材)是最为普遍的防水材料,成为高聚物改性沥青的主流。SBS橡胶为热塑性橡胶,具有优异的低温性能,在常温下呈现交联橡胶的特性,即具有弹性,在热的条件下呈塑性特性,可以与沥青共混,增加了沥青低温下的流动性,使感温性能得到改善,高温不流淌,低温柔软,延伸率大大提高1。
依据GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》,SBS防水卷材的主要原材料是由胎基、SBS热塑性弹性体、石油沥青三部分组成。其中,标准按胎基种类分为聚酯毡、玻纤毡、玻纤增强聚酯毡三类,同时,胎基也是决定卷材质量好坏的基础,对卷材强度和延伸率起到重大影响。
前面提到温度对卷材的影响体现在耐热性和低温柔性两个方面。但在日常的使用过程中,对北方来说,一年四季防水卷材的温度使用范围大多数在-20℃—40℃之间。在此温度变化期间,防水卷材拉伸性能(力值和延伸率)如何变化是本次课题研究的方向。
本试验的主要研究思路:
通过对同一生产厂家生产的同一规格型号的防水卷材,在温度(23±2)℃,相对湿度(50±10)%的环境条件下进行状态调节,并调节相同时间24h后,制备横向、纵向各五个试件。分别在不同温度下放置24h后,进行拉伸试验,并记录和计算拉伸过程中的最大力和最大力时的伸长率。
0、试验原理
沥青防水卷材拉伸性能试验原理:试件以恒定的速度拉伸至断裂,连续记录试验中的拉力和对应长度的变化。本试验以温度为自变量,以拉力和延伸率为因变量,采用控制变量法,使卷材在各自温度下放置至少24h,并达到平衡状态,测试温度对拉力以及延伸率的影响。
自变量:温度设定(-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、30℃、40℃)
因变量:纵向拉力、横向拉力、纵向延伸率、横向延伸率
1、仪器设备及试验材料
1)原材料SBS
生产厂家:河北鹏飞防水材料有限公司
规格型号:SBSⅡPYPEPE310
样品数量:3卷
2)仪器设备
微机控制电子式万能试验机WDW-2M:有连续记录力和对应距离的装置,能按照规定的速度均匀的移动家具,试验机量程2000N,家具移动速度(0~500)mmmin任意可调,满足试验要求。
生化培养箱SPX-150BSH(温度控制范围0~60℃)
低温冰箱BCBD-261HBX(温度控制范围-40~0℃)
钢直尺:量程1000mm
模板:300×50(mm)
裁刀
2、试样制备
对每一温度下的试样应制备两组试件,一组纵向5个试件,一组横向5个试件。试件在试样上距边缘100mm以上任意裁取,矩形试件宽为(50±0.5)mm,长为(200mm+2×加持长度),长度方向为试验方向。
3、试验步骤
将试件紧紧的夹在拉伸试验机的夹具中,注意试件长度方向的中线与试验机夹具中心在一条线上,夹具间距离为200mm,为防止试件从家具中滑移应作标记。夹具移动的恒定速度为(100±10)mmmin。连续记录拉力和对应的夹具间距离。
4、试验数据
不同温度下各个试件的拉伸数据见表1。
通过对几组数据进行对比,可以得出:
1、对表2进行分析,从横向观察,一般情况下,对同一卷SBS来说,纵向的拉力值会比横向大,此现象与温度变化无关;从纵向观察,纵向试件或横向试件,温度对卷材的最大峰拉力产生较大影响,并且随着温度的升高,拉力值呈线性趋势下降;
2、对表3进行分析,从横向观察,一般情况下,对同一卷SBS来说,纵向的延伸率与横向相差不大,但温度升高以后横向延伸率会逐渐高于纵向延伸率,而且两者相差数值会对温度升高逐渐偏大;从纵向观察,温度的变化对卷材延伸率的变化不明显,这主要是由于延伸率的大小体现在胎基的性能上,而胎基的延伸受温度影响小,所以延伸率受温度变化不明显。
7、结论
SBS防水卷材的拉伸性能主要是由原材料(胎基和改性沥青)所决定,温度对胎基的影响较小,这主要体现在延伸率上。虽然改性沥青相对于原来的纯沥青材料,掺加了改性剂,使SBS防水卷材的温度使用范围增加到-25℃~105℃,但温度对改性沥青还是有很大的影响,随着温度的升高,改性沥青由硬而脆变得柔软且具有一定延伸率。