聚合物水泥（JS）防水涂料是目前应用广泛、常温固化的防水材料之一。JS防水涂膜经常受到各种力的作用，如冲击、拉伸、剪切等，因此要求JS防水涂膜有必要的物理力学性能，如拉伸强度、延伸率等。国家标准GB/T23445-2009规定了聚合物水泥防水涂料的性能，并规定了相应的测试方法，从而能够提供JS防水涂膜性能优劣的比较。我们知道，JS防水涂膜是和基材结合在一起使用的，涂膜和基材的粘合力对JS防水涂膜的应用性能有重要影响，如果涂膜和基材的粘结力很好，作用于JS防水涂膜上的应力可以较好地分散，JS防水涂膜不易被破坏。

JS防水涂膜和基材的粘结机理非常复杂，如机械结合力、吸附作用、化学键结合等，受多种因素的影响。有些因素，如基材的材质、表面粗糙程度、含水率、吸水率，使用环境等是防水材料生产厂家所不能控制的。我们通过改进聚合物水泥防水涂料的生产配方，提高聚合物水泥防水涂料对基材的润湿性，增加与基材的粘结力。

1试验材料

可供选择的聚合物乳液见表1，从市场上采购。

消泡剂、防腐剂、减水剂（萘系减水剂、密胺类减水剂、干酪素、聚羧酸类减水剂）由北京东方奥汉化工公司、深圳海川化工公司等提供。

水泥，包括高铝水泥、普硅水泥、白水泥等，由各生产厂家提供。

水洗砂、重钙，市场上采购。

表1 市场上可供选择的聚合物乳液

2试验过程

配制液料和粉料，按一定比例混合均匀。JS防水涂膜拉伸性能的测定执行GB/T23445-2009的有关规定。

粘结强度的测定方法：

为了模拟聚合物水泥防水涂料的实际应用，特规定其粘结强度的测定方法。

将混凝土板(大小为400mm×400mm×20mm)水洗干净后，晾干，含水率控制为15%±3%，分两次涂刷JS防水涂料，使涂层的干膜厚度为1.2～1.5mm。标准条件下养护144h后，在JS防水涂膜和金属拉拔头（大小为40mm×40mm）上均匀刮涂环氧树脂胶粘剂。将6个拉拔头放在JS防水涂膜上，相互之间的间距不小于40mm，轻轻转动，使粘结密实无气泡。除去拉拔头四周溢出的环氧树脂。24h后，用裁纸刀沿拉拔头四周切割JS防水涂膜至混凝土板。在试验机上测定其最大的拉伸荷载，并计算粘结强度。

3结果和讨论

3.1不同乳液对JS防水涂膜粘结强度的影响

许多聚合物乳液均可用于水泥砂浆的改性，因为JS防水涂料要求产品在弹性、粘结性方面具有良好的平衡，用于JS防水涂料制备的聚合物乳液较少。即使同一类型的聚合物乳液如苯丙乳液，每个厂家所采用的单体种类和用量、乳液聚合时乳化剂的种类和用量、乳液聚合工艺的不同导致JS防水涂料的粘结力有较大的差异（见表2）。

表2 不同聚合物乳液相应的JS防水涂料的粘结力

VAE乳液虽然提供JS防水涂料高的粘结强度，众所周知其耐水性尤其是耐久性较苯丙乳液差，不予选用。乳液C和F在其制备过程中使用APEO类乳化剂，不符合国家环境保护标准HJ457-2009的规定。本实验采用聚合物乳液A和B配合使用。

3.2乳液配合比例对JS防水涂膜粘结强度的影响

聚合物乳液A具有较高的Tg，提供JS防水涂料好的粘结力，但会降低其延伸性，将其以不同的比例和聚合物乳液B配合使用，相应的JS防水涂料的粘结强度见表3。

表3 不同聚合物乳液比例相应的JS防水涂料的粘结力

随着乳液B使用量的增加，从拉伸破坏形式上讲，JS防水涂膜内聚破坏占的比例越来越多，从粘结强度上讲，JS防水涂料的粘结强度逐渐增大，聚合物乳液B对JS防水涂料拉伸粘结强度的改进效果十分明显。考虑到JS防水涂料应具有适当的延伸性，乳液B的使用比例不应超过8%。

3.3水泥种类和型号对JS防水涂料粘结强度的影响

水泥是水硬性无机胶凝材料，在JS防水涂料中既是填料又是胶凝材料，对JS防水涂膜的强度和硬度有作用。

表4 水泥的种类和型号对JS防水涂料粘结力的作用

白水泥为32.5MPa级别的，与水反应后，本身强度低， JS防水涂料的粘结强度最小。聚合物乳液和多价金属离子反应，会产生凝聚。高铝水泥中铝离子的含量高使聚合物乳液破乳的可能性增加。本实验中，高铝水泥用量少，虽然表观上JS防水涂料并未凝絮，但在微观上铝离子的存在已部分破坏JS防水涂膜的性能，导致粘结力的降低。我们选择42.5R普硅水泥作为原材料之一。

3.4 水泥的用量对JS防水涂料粘结强度的作用

随着42.5R普硅水泥用量的增加，防水浆料的均匀性和细腻程度增加。实验1#混合均匀的防水浆料稀些，放置后易发生沉降，4#至6#浆料均匀细腻，施工性良好。

表5 水泥用量对JS防水涂料粘结力的作用

实验1#~4#试件是JS防水涂膜和混凝土板界面破坏，5#、6#试件是JS防水涂膜和环氧树脂胶粘剂界面破坏，说明水泥量大，JS防水涂膜的强度大，内聚力和与混凝土板的粘结强度大于环氧树脂胶粘剂的拉伸粘结强度。

水泥用量对拉伸粘结强度的影响有一个跳跃式的变化，在水泥量为25%以下时，强度为一个等级，当水泥量为35%以上时，拉伸粘结强度为另一个等级，但是在此范围内随着水泥量的增加，拉伸粘结强度略有降低。

图1-JS 防水涂料的粘结强度与粉料中水泥用量的关系

3.5填料级配的作用

填料是JS防水涂料中用量大的组分。在相同重量的条件下，细填料的表面积大，和基材的接触面积大，有利于粘结力的提高。粗填料的总表面积小，在浆料中甚至在涂膜中易产生沉淀，因此对填料进行合理的级配，使JS防水涂料的粘结力和使用效果均很好。

表6 填料级配对JS防水涂料粘结强度的影响

试验结果显示：较细的粉料对粘结强度有利，如3#，4#拉伸粘结强度较高。随着粗粉料用量的增加，拉伸粘结强度有下降趋势，如在试验5#至8#中所示。

3.6减水剂的种类对粘结强度的作用

依据减水效率的高低排列，萘系减水剂的减水效率最低，且对水泥有选择性。密胺类减水剂减水效率居中，在碱性条件下易分解，会有氨气释放。聚羧酸类减水剂是近年来研制开发生产的高性能减水剂，对水泥适应性强。虽然价格高，但较少的用量可满足要求，产品性价较好。在JS防水涂料中，减水剂的使用，促使粉料颗粒相互分散，有效地增加粉料的分散性和均匀性，从而提高JS防水涂料的粘结性能（见表7）。

表7 减水剂种类对JS防水涂料粘结强度的影响

试验结果显示：减水剂的加入有利于JS防水涂料拉伸粘结强度的提高。但是聚羧酸类减水剂减水效率高，用量的改变对JS防水涂料的稠度影响大，JS防水涂料的施工性能差，聚羧酸类减水剂不适用于JS防水涂料。选择适当的萘系减水剂会产生良好的效果。

3.7消泡剂的作用

由于使用聚合物乳液中的乳化体系的不同，需要选择合适的消泡剂。该消泡剂既具有优异的抑泡性能，同时具有良好的消泡性能。JS防水涂膜的致密性将增加和基材的接触面积，有利于防水涂膜和基层之间范德华力的建立，增加相应的粘结强度。我们从市场上供应有保证的消泡剂进行试验，其中5#消泡剂是硅油类品种，效果最为理想。

表8 消泡剂种类对JS防水涂料粘结强度的影响

3.8用水量的作用

在聚合物乳液和粉料用量固定的条件下，用水量越大，JS防水涂料的稠度越小，有利于涂料更多地嵌入基层中；在外界条件（温度、相对湿度、风速等）相同时，用水量大，涂膜干燥所需的时间长，JS防水涂料有机会润湿基层，从而增加JS防水涂料和基层的粘结力。当然用水量的控制十分重要，在保证施工性的前提下，尽量多用水，要求混合均匀的JS防水涂料不离析、放置1h后没有明显的沉降。

表9水用量对JS防水涂料粘结强度的影响

结果显示，水用量增加，JS涂料的拉伸粘结强度增加，说明JS涂料的润湿性变好了。虽然水增加，有可能分层，但是分层的影响不足于抵消涂料润湿性增加带来的好处。

3.9粘结强度良好的JS防水涂料的性能

综合以上的试验，我们确定了JS防水涂料的试验配方。按照配比我们制备了JS防水涂料，按照GB/T23345-2009的规定检测其性能（见表10）。

表10 JS防水涂料的性能

4 结论

聚合物水泥防水涂料是双组份水性常温固化型防水涂料，其粘结力决定于液料组份和粉料组份的组成及施工现场配制的比例。通过聚合物乳液的选择，水泥种类的选择，填料的合理级配，减水剂的选择，消泡剂的选择我们研制了粘结力好的聚合物水泥防水涂料。其性能符合国家标准GB/T23445-2009中III型产品的技术要求。