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基质沥青对自粘聚合物改性沥青防水卷材剥离强度的影响

发布时间:2022/04/27
基质沥青对自粘聚合物改性沥青防水卷材剥离强度的影响

基质沥青编号及基本性能指标见表1。


表1   4种基质沥青的基本性能

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采用不同的基质沥青进行配方调试,制得的聚合物改性沥青涂盖料的配比见表2,改性沥青涂盖料的编号与基质沥青一一对应。

表2   聚合物改性沥青涂盖料的配比
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将基质沥青加热到190 ℃,加入SBS和软化油,在190 ℃下搅拌成改性沥青熔融体;然后再加入胶粉,保持190 ℃搅拌2.5 h;继续保持190 ℃,加入SBR搅拌0.5 h;最后加入滑石粉,保持190 ℃搅拌0.5 h,出料。改性沥青涂盖料的制备流程见图1。

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图1   改性沥青涂盖料的制备流程

以上述聚合物改性沥青涂盖料为基料,制备N类Ⅰ型自粘沥青卷材样品,卷材编号与基质沥青一一对应。按照GB 23441—2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》对N类Ⅰ型自粘沥青卷材样品的主要性能进行测试,结果见表3。热老化前后,4种自粘沥青卷材与卷材的剥离强度见图2,在卷材与卷材的剥离强度试验中,4个样品热老化前后均为内聚破坏(图3)。

表3   自粘沥青卷材的主要性能

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图2   卷材与卷材的剥离强度

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图3   卷材与卷材剥离的内聚破坏

从图2可以看出,在常规状态下,1#和4#自粘沥青卷材剥离强度较大,在保证粘接良好的情况下,剥离强度的大小取决于材料本身的内聚强度,内聚强度越大,剥离强度就越大;但是如果内聚强度大于粘结强度后,材料就会呈现界面剥离。热老化后,4个样品卷材与卷材的剥离强度均大于常规时候的剥离强度,这说明经过热老化后,材料虽然有一定程度的变硬,但是仍然具有优异的粘结性能,由于老化后材料的内聚强度增大,但是粘结强度仍然大于内聚强度,所以剥离强度在数值上仍表现为内聚破坏强度,因而剥离强度也增大了。

此外,4#自粘沥青卷材的卷材与卷材剥离强度最大,常规及热老化后的剥离强度数值都明显优于另外3个样品。从基质沥青性能上看,4#基质沥青的针入度是4种基质沥青中最低的,软化点数值亦处于中上水平,可见其轻组分含量是4种基质沥青中最低的。由4#基质沥青制得的4#自粘沥青卷材,由于轻组分含量低,经过热老化后挥发的成分也最少,因而热老化后剥离强度的下降要小于其他3个样品。

热老化前后,4种自粘改性沥青卷材与铝板的剥离强度见图4。可以看出,常规时候,1#、2#、4#自粘改性沥青卷材与铝板的剥离性能都比较优异,但是热老化后,1#、2#、4#自粘改性沥青卷材与铝板的剥离强度均减小,2#自粘改性沥青卷材与铝板的剥离强度减小幅度最大。分析原因,可能是因为热老化后卷材中部分轻组分挥发,材料变硬,粘结强度减小,但本身的内聚强度增大,内聚强度大于粘结强度,出现了界面剥离,导致卷材与铝板完全不粘(图5)。
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图4   卷材与铝板的剥离强度

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图5   卷材与铝板剥离的界面破坏(完全不粘)

从图4还可以看出,4#自粘改性沥青卷材与铝板的剥离性能依然是4个卷材样品中最好的。自粘改性沥青卷材要与铝板有良好的粘接,就要求改性沥青涂盖料在具有一定粘结强度的前提下,还要具有一定的内聚强度,但又不可过大,必须小于卷材与铝板的粘结强度,使得剥离时为内聚破坏(图6)。
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图6   卷材与铝板剥离的内聚破坏

自粘聚合物改性沥青防水卷材剥离强度的大小,首先是受到卷材配方的影响;但是在配方相同的情况下,应尽量选用轻组分含量低的基质沥青,即选择针入度低、软化点高的基质沥青,这样能保证制备出的自粘聚合物改性沥青防水卷材在热老化前后都具有良好的剥离性能。