周晓兰
（福建省建筑科学研究院，福建 福州 350000）
【摘 要】聚合物改性沥青防水卷材是应用较为广泛的一种防水材料。本文通过实验对比了SBS防水卷材和APP防水卷材的力学性能，分析了聚合物改性沥青防水卷材的老化特性，论述了两种卷材较适合的应用领域，为防水卷材的合理性选择提供了一定的依据。
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关键词 防水卷材；力学性能；老化特性；应用
0 引言
建筑防水材料是建筑工程中必不可少的一类材料，近年来，随着我国建筑工程越来越多，科学技术不断提高，建筑防水材料的生产技术有了很大的发展。从20世纪50年代开始，沥青类防水材料一直成为我国建筑防水材料的主导产品，占据了市场上较大一部分的份额。[1]目前市场上应用较多的防水材料为聚合物改性沥青防水卷材。
聚合物改性沥青防水卷材是以玻纤毡、聚酯毡、玻纤增强聚酯毡为胎基，两层涂覆聚合物改性的沥青，上、下表面各覆以隔离材料而制成的。按其改性剂的不同一般可分为弹性体改性沥青防水卷材（简称SBS防水卷材）和塑性体改性沥青防水卷材（简称APP防水卷材）。这两种卷材凭借其较为优异的性能，被广泛应用在工业或民用建筑的屋面及地下防水、公路、铁路、地铁、桥面、立交桥等防水工程。[2]但由于二者改性剂不同，导致二者的性能和应用领域有所差异。
有关资料显示，防水卷材的防水效果不仅与材料自身的性能有关，与建筑物所受的外力及其所处的自然条件也息息相关。建筑物在自然界中要经受日晒雨淋、风雪冰冻及地下水的侵蚀，其影响程度随着各地地质和气象条件的不同而异。[3]因此，根据不同地区的情况来选择合适的材料就显得尤为重要了。
1 实验过程
1.1 实验材料
3mm厚、隔离材料为聚乙烯膜的聚酯胎基（PY）I型弹性体改性沥青防水卷材。
3mm厚、隔离材料为聚乙烯膜的聚酯胎基（PY）I型塑性体改性沥青防水卷材。
1.2 试件的制备及调节
试件严格按照GB 18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》、GB 18243-2008《塑性体改性沥青防水卷材》的规定进行制备。试件在温度（23±2）℃和相对湿度（50±5）%的条件下放置24h后，在温度（23±2）℃下进行实验。
1.3 仪器设备
WDW-30 微机控制电子万能试验机、（0-500）mm钢直尺。
2 实验结果与分析
2.1 拉伸性能
通过大量实验，得出SBS防水卷材和APP防水卷材的拉伸性能，具体数据如表1所示。
从表1中可以看出SBS防水卷材的最大峰拉力较APP防水卷材小，最大峰时延伸率较APP防水卷材大。由此可见，SBS防水卷材的抗拉强度稍小，延伸率较大，较适合应用在结构复杂、受力易产生变化的部位；APP防水卷材的抗拉强度稍高，但延伸率稍小，较适合应用在结构稳定性较好的建筑物中。
2.2 老化特性
防水卷材的老化性能是反应产品使用寿命的重要指标，直接影响防水卷材的使用寿命，一旦遇到温度变化，可能会引起热胀冷缩，表现为变形、隆起等，进而导致材料受力不均，产生裂纹，导致渗漏。[4]
聚合物改性沥青防水卷材中的老化性能主要分为两部分，包括聚合物改性剂的老化和沥青的老化。其中沥青的老化是这类卷材中的共同的性能。在沥青的老化过程中，发生了氧化、聚合和团聚、轻物质的挥发和被吸收等一系列的物理化学反应。沥青的老化程度和老化形式随老化条件的不同而异。[5]
SBS防水卷材中改性剂为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）热塑性弹性体，其结构式如图1所示。从图1中可以看出聚苯乙烯嵌段中含有体积较大的侧基苯环，在一定程度上可以增加分子间距离，使主链上的化学键更易自由旋转，且聚丁二烯嵌段的为柔性结构单元，为SBS结构提供弹性。这些性能也在一定程度上改善了SBS防水卷材的弹性和低温性能，一般可耐低温（-20~-30）℃。但SBS中的丁烯嵌段中含有大量双键，双键旁边的α氢的活性很大，在热氧作用下，易产生活性自由基，[6]与氧发生作用，导致性能下降。
APP防水卷材中改性剂为无规聚丙烯，其结构式如图1所示。从图1中可以看出聚丙烯结构中的侧甲基基团的体积较苯环小，且没有有利于分子运动的不饱和键，在温度较低时不能为分子的运动提供足够的能量，故APP防水卷材的弹性和低温性能较SBS防水卷材差，一般可耐低温（-5~-15）℃。但正是由于APP结构中均为饱和键，活性低，结构较稳定，所以该类卷材的耐老化性能和耐高温性能较好，一般可耐高温（120~130）℃。
3 应用分析
聚合物改性沥青防水卷材凭借其优异的性能广泛应用在各种不同的防水工程中。但由于我国地域广阔，有多个气候带、气压带，不同地区选择合适的防水卷材种类就显得至关重要。
材料的用途与其本身的性能是密不可分的。SBS防水卷材以其较大的延伸率、较好的弹性以及优异的耐低温性能较适合应用在受力复杂或北方寒冷地区的工程建筑中。APP防水卷材由于耐热度高且有着优良的耐老化性能，更适用于南方高温炎热气候或日照较长的工程建筑中。
4 结论
4.1 与APP防水卷材相比，SBS防水卷材的最大峰拉力稍小、最大峰拉力延伸率稍大。
4.2 SBS防水卷材的弹性和低温性能较好，APP防水卷材的老化性能和高温性能较好。
4.3 SBS防水卷材更适合用在受力复杂或北方寒冷地区的建筑物中，APP防水卷材更适用于南方高温炎热气候或日照较长地区的建筑物中。
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参考文献
［１］肖立光.我国建筑防水材料的发展现状及趋势[J]. 吉林建筑工程学院学报, 2003(2).
［２］周朝增.新型建筑防水卷材的发展及应用[J].铁路技术创新,2010(4).
［３］余春春.浅谈卷材防水层的渗漏原因[J].山西建筑,2011(13).
［４］杜鹏.防水卷材常见缺陷及危害[J].研究与应用,2011(10).
［５］徐静.沥青老化机理综述[J].石油沥青,2011(4).
［６］曹雪娟.SBS热氧老化动力学研究[J].重庆大学学报:自然科学版,2010(1).
［责任编辑：杨玉洁］