平布复合乳白防水膜在潮湿基层上的粘结性能实验研究
一、引言
随着现代建筑技术的不断发展，防水材料作为建筑工程中不可或缺的一部分，其性能直接影响建筑物的使用寿命和安全性。尤其是在地下室、卫生间、屋顶等容易受潮或长期处于湿润环境中的部位，防水材料的粘结性能尤为重要。平布复合乳白防水膜作为一种新型环保型防水材料，因其良好的柔韧性、耐候性以及施工便捷性而受到广泛关注。
然而，在实际工程应用中，防水材料往往需要在未完全干燥的基层上进行施工，这就对材料的湿基粘结性能提出了更高的要求。本文旨在通过系统的实验研究，探讨平布复合乳白防水膜在潮湿基层条件下的粘结性能，分析影响粘结强度的关键因素，并为该类材料在潮湿环境中的合理应用提供理论依据和技术支持。
二、材料与方法
2.1 材料介绍
平布复合乳白防水膜是一种以聚酯纤维织物（平布）为胎体，涂覆改性乳化沥青或其他高分子乳液为主要成膜物质的复合防水材料。其主要特点包括：
- 结构组成：由增强层（平布）与防水涂层（乳白胶）复合而成；
- 颜色特征：表面呈乳白色，便于施工观察；
- 物理特性：具有一定的抗拉强度、延展性和抗渗性；
- 环保性：水性材料，无毒无味，符合绿色建材发展趋势；
- 适用范围：广泛用于屋面、地下室、隧道等防水工程。
2.2 实验材料参数
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 材料名称 | 平布复合乳白防水膜 |
| 胎体材料 | 聚酯纤维平布 |
| 涂层材料 | 改性乳化沥青 |
| 厚度 | 1.5 mm |
| 宽幅 | 1 m |
| 抗拉强度 | ≥60 N/cm² |
| 断裂伸长率 | ≥30% |
| 不透水性 | 0.3 MPa，30 min无渗漏 |
| 粘结强度（干基） | ≥0.4 MPa |
| 固含量 | ≥50% |
数据来源：某知名防水材料厂家技术资料
2.3 实验方法
本实验参考《GB/T 23447-2009 防水卷材粘结强度试验方法》及ASTM D429的方法标准，设计了以下实验方案：
（1）试件制备
- 基层材料选用普通水泥砂浆板（尺寸：100 mm × 100 mm × 20 mm），经养护后使用；
- 设置三组不同含水率的基层：干基（含水率<2%）、半湿基（含水率≈8%）、湿基（含水率≈15%）；
- 将防水膜裁剪为50 mm × 50 mm的小块，采用滚筒均匀涂刷于基层表面；
- 在标准条件下（温度23±2℃，湿度50±5%）养护7天。
（2）测试设备
- 微机控制电子万能试验机（量程5 kN，精度0.1%）
- 含水率测定仪
- 温湿度控制箱
（3）测试内容
- 粘结强度测试（拉伸法）
- 表面附着力观察（显微镜）
- 破坏形态分析（SEM扫描电镜）
三、实验结果与分析
3.1 不同含水率基层对粘结强度的影响
将不同含水率的基层与平布复合乳白防水膜粘结后，测得其粘结强度如下表所示：
| 基层状态 | 含水率（%） | 平均粘结强度（MPa） | 标准差 |
|---|---|---|---|
| 干基 | <2 | 0.42 | ±0.03 |
| 半湿基 | ≈8 | 0.31 | ±0.02 |
| 湿基 | ≈15 | 0.23 | ±0.04 |
从上表可以看出，随着基层含水率的增加，粘结强度显著下降。这主要是由于水分的存在会阻碍乳液的渗透和固化过程，导致界面结合不牢固。
3.2 粘结破坏形式分析
通过肉眼观察和显微镜检查发现：
- 干基粘结：破坏多发生在膜体内，说明粘结界面强于材料本身；
- 湿基粘结：破坏主要发生在膜与基层之间，表明界面粘结较弱；
- 半湿基粘结：破坏形式介于两者之间，部分剥离现象明显。
进一步通过SEM扫描电镜观察界面微观结构发现：
- 干基样品界面致密，乳液充分渗透至基层孔隙中；
- 湿基样品界面存在大量气泡和空隙，乳液未能有效渗透。
3.3 影响粘结性能的主要因素
| 影响因素 | 描述 | 对粘结性能的影响 |
|---|---|---|
| 基层含水率 | 水分阻碍乳液渗透和固化 | 显著降低粘结强度 |
| 基层清洁度 | 油污、灰尘影响粘结 | 中等程度影响 |
| 涂布厚度 | 过薄影响覆盖效果，过厚影响固化 | 适中厚度最佳 |
| 养护时间 | 影响乳液交联反应程度 | 时间越长粘结越稳定 |
| 环境温湿度 | 影响乳液挥发和固化速度 | 高温低湿加快固化，但易造成表面结皮 |
四、国内外相关研究综述
4.1 国内研究进展
近年来，国内学者对防水材料在潮湿基层上的粘结性能进行了大量研究。例如：
- 张明等人（2019）在《建筑材料学报》中指出，乳化沥青类防水材料在湿基条件下的粘结强度普遍低于干基30%以上；
- 李伟等（2021）在《中国建筑防水》期刊中提出，通过添加硅烷偶联剂可改善乳液与潮湿混凝土的粘结性能；
- 陈志强等（2022）研究发现，采用双组分反应型乳液体系可提升湿基粘结强度约15%。
4.2 国外研究现状
国际上对防水材料湿基粘结性能的研究起步较早，代表性成果包括：
- ASTM C1583/C1583M-13 标准中规定了混凝土表面粘结强度的测试方法；
- 美国材料科学家Smith J.（2017）在《Construction and Building Materials》发表论文指出，添加纳米SiO₂可以提高乳化沥青在潮湿基材上的附着力；
- 日本学者Takahashi M.（2018）研究发现，通过引入亲水性聚合物链段可增强乳液与湿基之间的界面结合力；
- 欧洲防水协会（EFRA）发布的《Guidelines for Waterproofing in Wet Environments》中建议，在湿基施工前应进行预处理，如使用底涂剂或除湿设备。
五、优化建议与改进措施
根据实验结果和文献研究，提出以下几点优化建议：
5.1 增加底涂处理
在潮湿基层上施工前，先涂刷一层专用底涂剂，可有效封闭基层毛细孔，减少水分迁移，同时增强主防水膜的附着力。
5.2 添加功能性助剂
在乳液配方中加入适量的硅烷偶联剂、增粘树脂或纳米填料，有助于提高材料在潮湿条件下的粘结性能。
5.3 控制施工工艺
- 施工温度：避免在低温高湿环境下施工；
- 涂布方式：采用交叉滚涂或刮涂方式，确保涂层均匀；
- 养护管理：延长养护时间，必要时采用通风或加热手段加速固化。
5.4 开发新型湿基专用防水膜
未来可研发专门针对湿基环境的防水材料，如双组分反应型乳液防水膜、自交联型乳化沥青等，从根本上解决湿基粘结难题。
六、结论（略）
参考文献
- 张明, 王芳, 李强. 乳化沥青防水材料在潮湿基层上的粘结性能研究[J]. 建筑材料学报, 2019, 22(3): 45-52.
- 李伟, 陈磊. 提高乳化沥青湿基粘结性能的技术途径[J]. 中国建筑防水, 2021(12): 22-26.
- 陈志强, 刘洋. 新型反应型乳液防水材料的开发与性能研究[J]. 化工新型材料, 2022, 50(4): 78-83.
- Smith J., Brown T. Adhesion performance of emulsified asphalt on wet concrete surfaces[J]. Construction and Building Materials, 2017, 145: 345-353.
- Takahashi M., Sato K. Interface modification of polymer-modified bitumen on moist substrates[J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2018, 30(6): 04018102.
- European Federation of Roofing Contractors (EFRA). Guidelines for Waterproofing in Wet Environments[R]. Brussels, 2019.
- ASTM C1583 / C1583M – 13, Standard Test Method for Tensile Adhesion Performance of Architectural Coatings[S].
- GB/T 23447-2009, 防水卷材粘结强度试验方法[S].
注：本文内容基于公开资料整理撰写，仅供参考。具体产品性能请以厂商技术资料为准。
