摘  要：本文綜述了目前在我國(guó)防水材料市場(chǎng)迅猛發(fā)展的聚合物水泥基復(fù)合的研制及分析其配方設(shè)計(jì)基理、材料性能特點(diǎn),并探索拓寬其在工程應(yīng)用中的新領(lǐng)域。
  關(guān)鍵詞：聚合物膠乳  水泥基  復(fù)合設(shè)計(jì)機(jī)理  性能特點(diǎn)  應(yīng)用


1  前  言
    由于防水涂料具有冷施工、工藝操作簡(jiǎn)便，涂層干燥成膜后具有彈性整體無縫的防水層，能在一定范圍內(nèi)適應(yīng)基層開裂、適用工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜部位等優(yōu)點(diǎn)，是防水卷材所不能代替的。因此，其在整個(gè)防水材料中占有不少的市場(chǎng)份額。然而，一些傳統(tǒng)的防水涂料因施工受氣候、基層干燥度等條件限制（如聚氨酯防水涂料等），且抗老化性能差、污染、毒性也較大（如焦油型改性防水涂料）等原因，已越來越不被人們所接受，有的正逐步被市場(chǎng)淘汰。各地均大力開發(fā)環(huán)保型綠色建材，涂料也逐步朝水性化、高固含量、高彈性等方向發(fā)展，以適應(yīng)新時(shí)期工程建設(shè)的需要。聚合物水泥基復(fù)合防水涂料（簡(jiǎn)稱JS復(fù)合防水涂料）作為一種新型的環(huán)保型防水涂料應(yīng)運(yùn)問世，由于其符合環(huán)保要求、技術(shù)性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)性好等原因發(fā)展十分迅速，顯示出強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì)。
    JS復(fù)合防水涂料在國(guó)外已有較長(zhǎng)的研究應(yīng)用歷史，日本對(duì)它的開發(fā)和應(yīng)用較早，水平也較高。我國(guó)1991年開始研制這種復(fù)合防水涂料，但直到1994年年底才由中國(guó)科學(xué)院化學(xué)所與北京東海防腐防水公司合作開發(fā)成功。1995年底通過建設(shè)部部級(jí)鑒定，為我國(guó)增加了一種新型防水涂料。目前我國(guó)從北到南，各省市陸續(xù)都有大量此類產(chǎn)品開發(fā)投產(chǎn)，工程應(yīng)用上也較成功，市場(chǎng)擴(kuò)張速度很快。1998年建設(shè)部以10號(hào)文件把該材料列為首批推薦的13種防水材料之一。
2   JS復(fù)合防水涂料配方設(shè)計(jì)機(jī)理、材料性能及特點(diǎn)
2.1    JS復(fù)合防水涂料基本配方
2.1.1 基本配方
                            表1    JS復(fù)合防水涂料基本配方

 2.1.2  按配方分別取基料、分散劑、增塑劑、增稠劑、消泡劑等嚴(yán)格按先后順序投入攪拌鍋，在調(diào)速分散機(jī)中攪拌均勻，制得乳白色液料。
2.1.3  按配方將特種水泥、填料在粉料混合機(jī)中混合均勻制得粉料。
2.2    JS復(fù)合防水涂料配方設(shè)計(jì)機(jī)理
    從表1 JS復(fù)合防水涂料的原料選材上可以看出，該涂料的配方設(shè)計(jì)機(jī)理是基于有機(jī)聚合物乳液失水而成為具有粘結(jié)性和連續(xù)性的彈性膜層，水泥吸收乳液中的水而硬化，柔性的聚合物膜層與水泥硬化體相互貫穿而牢固地粘結(jié)成一個(gè)堅(jiān)固而有彈性的防水層，柔性的聚合物填充在水泥硬化體的空隙中，使水泥硬化體更加致密而又富有彈性，涂膜具有較好的延伸率；水泥硬化體又填充在聚合物相中，使其具有更好的戶外耐久性和更好基層適應(yīng)性。因此水泥聚合物防水涂料是一種高強(qiáng)堅(jiān)韌耐久的彈性涂膜防水層。
2.3  JS復(fù)合防水涂料的性能
    JS復(fù)合防水涂料是將一定比例的有機(jī)聚合物乳液（例如丙烯酸酯乳液，醋酸乙烯乳液、丁苯膠乳及各種助劑組成）和無機(jī)粉料（例如高鋁高鐵水泥、石英粉及添加劑等）均勻共混攪拌，經(jīng)無機(jī)粉料的水化反應(yīng)以及水性乳液交聯(lián)固化復(fù)合形成高強(qiáng)堅(jiān)韌的防水涂膜。由于是有機(jī)材料和無機(jī)材料復(fù)合組成，該涂膜兼有了這兩類材料的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了這兩類材料的弱點(diǎn)，既具有有機(jī)材料彈性高、延伸率大又有無機(jī)材料耐久性耐水性好的特點(diǎn)。其主要性能技術(shù)指標(biāo)見表2。

                          表2   JS復(fù)合防水涂料主要技術(shù)指標(biāo)

  注：按其聚灰比不同分為I類、II類。I類適用于地下室、廁浴間、水池等防水工程；II類適用于工業(yè)與民用建筑屋面、外墻等防水工程。本表摘自福建省寧德市建工防水材料工程有限公司企標(biāo)Q/NDJF01-2001《聚合物水泥復(fù)合彈性防水涂料》。
2.4   JS復(fù)合防水涂料的特點(diǎn)
    聚合物與水泥的結(jié)合主要是通過離子鍵而實(shí)現(xiàn)化學(xué)相互作用：
                  nP-Coo-+Men+ ———（P-Coo）nMe
            （聚合物乳液）（水泥水化物）        （聚合物水泥涂膜）
    生成（P—Coo）nMe 聚合物水泥新體系，是一種高強(qiáng)度高彈性的致密復(fù)合材料。聚合物與水泥的水化新產(chǎn)物之間的化學(xué)相互作用是水泥聚合物防水涂料研制的重要問題之一，調(diào)節(jié)聚合物乳液與水泥填料配比，將得到一系列材料，如柔性防水涂料、剛性防水層、粘結(jié)劑、密封材料等。JS復(fù)合防水涂料因原料選材和配方設(shè)計(jì)機(jī)理的獨(dú)特，形成了該涂料獨(dú)有的性能特點(diǎn)。
2.4.1   分子互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
    該涂料選用了有機(jī)聚合物乳液和建筑工程中最基本的原料——水泥與石英砂，通過這兩大類材料巧妙的結(jié)合，在最終形成的防水涂膜中，聚合物相與水泥固相互貫穿，交聯(lián)固化，形成互穿網(wǎng)結(jié)構(gòu)，既有有機(jī)高分子材料的柔性網(wǎng)絡(luò)，又有無機(jī)膠凝網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在保持了無機(jī)硅酸鹽材料抗老化能力強(qiáng)，強(qiáng)度、硬度大，粘結(jié)力強(qiáng)等特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引進(jìn)了有機(jī)高分子材料變形性好、結(jié)構(gòu)封閉性、易涂刷等優(yōu)點(diǎn)，使剛?cè)岱浪�結(jié)合在化學(xué)建材的研究中得到了圓滿的體現(xiàn)。
2.4.2  力學(xué)性能變化合理
    JS復(fù)合防水涂料可以通過調(diào)節(jié)聚合物乳液與粉填料的配比，生產(chǎn)出不同強(qiáng)度和延伸率的產(chǎn)品，根據(jù)防水應(yīng)用部位的特點(diǎn)和要求來設(shè)計(jì)防水材料自身的性能，既可有針對(duì)性地滿足技術(shù)要求，同時(shí)也可以在一定程度上節(jié)約工程造價(jià)成本。且它的抗拉強(qiáng)度變化規(guī)律為當(dāng)涂膜受拉時(shí)最大拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)在受拉前期（一般合成高分子涂膜最大強(qiáng)度呈現(xiàn)在斷裂時(shí)），類似與加筋型防水卷材的力學(xué)性能變化規(guī)律，當(dāng)基層出現(xiàn)裂縫變形時(shí)，容易產(chǎn)生剝離區(qū)，而后跟隨裂縫變形，易保證防水效果。


2.4.3   對(duì)基面適應(yīng)性強(qiáng)
    普通防水材料使用時(shí)，對(duì)砼基層的干燥度都有較嚴(yán)格的要求，給地下室等一些防水工程的施工帶來很大的困難。JS復(fù)合防水涂料中的聚合物乳液一般都是水乳型樹脂，水介 質(zhì)對(duì)它無破壞作用，成膜固化通過水份揮發(fā)而成，而水泥是水硬化物質(zhì)。因此，該類產(chǎn)品對(duì)砼基層干燥度要求不高，甚至為了趕工期，在潮濕基層上也可以順利地施工。同時(shí)由于復(fù)合涂料中水泥是重要成份之一，對(duì)砼基層親和粘結(jié)性良好，與砼基層的結(jié)合十分有利。
2.4.4   與面層、保護(hù)層結(jié)合牢靠
    普通的防水材料在廁、浴間、水池以及潮濕的內(nèi)防水層工程 中應(yīng)用時(shí)，面層或保護(hù)層與防水層的結(jié)合是個(gè)大難題。JS復(fù)合防水涂料由于有了水泥做為骨架材料，普通的水泥砂漿可以輕易與之良好地結(jié)合，并能在潮濕或干燥的多種材質(zhì)的基面上直接施工，甚至可以直接用其做粘結(jié)劑粘貼飾面材料或無需作甩砂處理直接在防水層上粘貼瓷磚，這一點(diǎn)是其它防水材料所無法比擬的。
2.4.5  綠色建材，施工方便。
    與各類溶劑型防水涂料不同，JS復(fù)合防水涂料均為水基產(chǎn)品，不含揮發(fā)性有毒溶劑，揮發(fā)份為水，對(duì)環(huán)境無污染，通風(fēng)較差的地下室和空間狹小或封閉的小空間施工，除了需要更長(zhǎng)時(shí)間干燥外，對(duì)施工人員亦無毒性傷害，稱得上綠色建材。
    JS復(fù)合防水涂料可任意選用刷涂、滾涂和噴涂的方法施工。不論施工面大小、形狀如何，是直面還是頂面，都可施工形成整體性防水涂膜。涂2-3道，即可達(dá)到1.0-1.5mm厚，一般情況下，每道涂刷的時(shí)間間隔只需3-6h左右，施工效率很高。同時(shí)，由于其水溶性的特點(diǎn)，可以通過增、減用水量，來變化涂料的稠度，以適應(yīng)不同部位、不同施工氣候條件的需要。
3   JS復(fù)合防水涂料在工程上的應(yīng)用
    由于JS復(fù)合防水涂料具有多方面的優(yōu)特點(diǎn)，筆者通過近年工程實(shí)際使用和總結(jié)，拓寬其應(yīng)用范圍，發(fā)揮它獨(dú)特的性能。
3.1  廁浴、廚房間防水理想選擇
    廁浴、廚房間如果不作防水設(shè)防，一旦發(fā)生滲漏水對(duì)高檔裝飾（如水泥漆面、金剛木地板）損壞將是嚴(yán)重的。因節(jié)點(diǎn)多、管道多，作卷材防水顯然不科學(xué)，涂料防水是最適宜的，但傳統(tǒng)的一些防水涂料均要求具有干燥的基層，而且容易剝落或有污染。因此廁浴、廚房間選擇JS復(fù)合防水涂料是很理想的一種防水材料。墻面涂層厚1mm就足夠滿足II級(jí)防水設(shè)防要求，地面則要求1.2mm的涂層厚度。
3.2  外墻防水補(bǔ)漏理想材料
    近年來建筑物外墻滲漏水已成為嚴(yán)重的質(zhì)量通病，尤其在沿海高層建筑以及條型面磚 外墻面，滲漏水已嚴(yán)重影響人們的生活、工作，墻面及室內(nèi)空氣的潮濕使霉菌繁殖，既會(huì)霉變室內(nèi)物體，又惡化居住環(huán)境，影響人體健康，并對(duì)高檔裝飾造成極大損失，但至今未找到合適的外墻面防水涂料；防水砂漿又經(jīng)不住高大墻面干縮和溫差變形的拉力。JS復(fù)合防水水涂料既有較大韌性（延伸率）、又有很高的粘結(jié)性，涂層又可以較薄。在墻體材料為空心磚，輕質(zhì)墻體，多孔材料，當(dāng)?shù)鼗�本風(fēng)壓≥0.6KPa，一般的工業(yè)與民用建筑外墻面上涂刷1.2mm厚涂膜就效果很好了。經(jīng)調(diào)整配比，還可做為面磚粘結(jié)層，其防水效果就更佳了。目前用它來修補(bǔ)條型面磚勾縫滲漏水也獲得了良好防水效果。
    剛性防水的裂縫導(dǎo)致滲漏水常常很難修補(bǔ)，JS復(fù)合防水涂料對(duì)0.3mm寬以下的運(yùn)動(dòng)（經(jīng)常變化的）裂縫可直接涂刷2mm厚涂膜，效果很好。如超過0.3mm寬的運(yùn)動(dòng)裂縫則應(yīng)先用JS復(fù)合防水涂料摻水泥調(diào)成膩?zhàn)�，將縫修補(bǔ)平實(shí)，然后涂刷高延伸率的JS復(fù)合防水涂料，效果也很好。
3.3   適用于坡瓦屋面的防水
    目前建筑屋面常以坡瓦面作為檐口、頂部的裝飾，即在現(xiàn)澆混凝土面上貼波型瓦或磁磚作為飾面。過去常不做防水設(shè)防，發(fā)現(xiàn)滲漏往往很難處理，由于JS復(fù)合防水涂料既適應(yīng)復(fù)雜不平整基層，粘結(jié)力又強(qiáng)，耐候性好，不會(huì)發(fā)生下滑現(xiàn)象，非常適合斜坡屋面防水。當(dāng)然平面屋面防水也是很適用的，一般建筑物屋面防水涂層可厚度2mm就可以了。
3.4   用于屋 面天溝、女兒墻、壓頂?shù)姆浪?br/>     目前剛性細(xì)石混凝土防水和卷材防水屋面的天溝、女兒墻、壓頂大多由于剛性防水層開裂、卷材防水搭接口多，可靠性差，所以JS復(fù)合防水涂料很適用于天溝、女兒墻、壓頂?shù)炔课坏姆浪�，涂層摻入一定顏色刷成彩�?a href='http://www.bestechina.com' target='_blank' title='防水層'>防水層，更美化屋 面環(huán)境。
3.5  用于地下工程和儲(chǔ)液池工程防水
    地下建筑和儲(chǔ)液池均應(yīng)以結(jié)構(gòu)本體混凝土防水為主并作輔助防水，輔助防水宜用柔性材料作迎水面設(shè)防。結(jié)構(gòu)混凝土剛性好，受溫差變形小，但毛細(xì)孔和混凝土干縮會(huì)產(chǎn)生裂縫發(fā)生滲漏，JS復(fù)合防水涂料的延伸性和防滲性、耐水性完全能滿足技術(shù)要求。同時(shí)地下工程和儲(chǔ)液池混凝土拆�；蛘移綄佑步Y(jié)后就可以立即進(jìn)行涂敷施工，大大加快施工速度。由于該防水涂料無毒無臭，不污染環(huán)境，也很適用于水池內(nèi)的防水。對(duì)地下工程背水面防滲也很有效果。一般涂層2-2.5mm就可滿足使用要求。
4  結(jié)  束  語
    一種性能良好的聚合物水泥基防水涂料在于正確選擇聚合物乳液、水泥、助劑及施工工藝。由于目前尚無JS復(fù)合防水涂料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)生產(chǎn)廠家自行制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成 一些重要技術(shù)指標(biāo)和試驗(yàn)方法不盡相同。這樣，不同品牌的同類材料其試驗(yàn)結(jié)果便缺乏對(duì)比性，如何選用自己適用的材料不僅普通用戶無以適從，就是有關(guān)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)人員也難以全面和深入地了解。盡快制定行業(yè)或國(guó)家統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范市場(chǎng)勢(shì)在必行。據(jù)悉，JS復(fù)合防水涂料的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已列入擬定計(jì)劃。相信隨著在建筑剛?cè)岱浪�結(jié)合、涂膜與卷材復(fù)合防水這種新的建筑防水設(shè)防思想指導(dǎo)下，隨著JS復(fù)合防水涂料技術(shù)的不斷發(fā)展完善，隨著該領(lǐng)域成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的積累、應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，聚合物水泥基復(fù)合防水涂料將呈現(xiàn)出更強(qiáng)大的作用和優(yōu)勢(shì)，成為防水涂料的主流產(chǎn)品。因此加強(qiáng)對(duì)該防水涂料的研究總結(jié)及施工應(yīng)用實(shí)踐，將有更廣闊的前景。