改性沥青类耐根穿刺防水卷材比较试验的分析

1 前言

根据国内耐根穿刺卷材试验情况分析，截至2017年5月5日，通过耐根穿刺试验的卷材和涂料共114个，其中改性沥青类卷材有74个，约占65%，因此改性沥青类耐根穿刺防水卷材在行业中属主导产品。本次试验选择了行业内的主导产品进行阻根剂定量分析、物理性能试验和耐根穿刺性能三个试验的比较。

2 改性沥青类耐根穿刺防水卷材行业现状

2.1 改性沥青类卷材耐根穿刺性能通过率较低

2015年北京市园林科学研究院发布，该检测室已完成耐根穿刺性能检测的79个改性沥青类防水卷材样品中，有39个通过检测，通过率为49.4%；未通过的有40个，其中只有搭接缝遭植物根系破坏的有29个，只有平面遭植物根系破坏的有5个，平面和搭接缝均遭破坏的有6个。本文按照JC/T1075附录A耐根穿刺试验方法[1]对国内物理性能全部合格的4组样品进行了两年的耐根穿刺试验。

2.2 改性沥青类卷材阻根剂添加量不足

2016年《中国质量报》报道的文章《对比近期一组海关数据发现国内八成耐根穿刺防水卷材名不副实》中透露化学阻根剂名义消耗量与实际进口量之间的落差居然高达80%。目前，国内的阻根剂主要是来自霍夫曼和朗盛进口，通常阻根剂公司给出的指导添加量为0.3%~0.6%，本文通过阻根剂定量分析试验对国内的8组样品进行检测并对试验结果进行比较。

2.3 改性沥青类耐根穿刺防水卷材物理性能稳定性较低

改性沥青类耐根穿刺防水卷材工艺配方中要添加阻根剂，为保证阻根剂不失效而不得不调整工艺配方，在搅拌温度、表面隔离材料的选择、SBS添加量、胶粉添加量和机油添加量等工艺配方方面的调整会对之前较稳定的物理性能产生影响。依据GB18242-2008[2]对国内不同厂家的8组聚酯毡胎基样品进行物理性能检测，试样信息见表1，并比较试验结果。

表1 产品规格型号

3 改性沥青类耐根穿刺防水卷材阻根剂定量分析试验方法与结果

3.1 阻根剂定量分析试验方法

针对阻根剂的定量分析试验，本文采用了袁庆丹提出的气相色谱法测定耐根穿刺防水卷材中阻根剂含量[3]。此方法首先以阻根剂标准物质制定标准曲线，其次将沥青混合料从防水卷材中分离，接着用气相色谱将阻根剂从沥青混合料中与其他成分分开，最后根据上述的标准曲线进行阻根剂的定性和定量分析。

本方法能很好地测定耐根穿刺防水卷材中阻根剂的含量，具有操作简单、准确度高、精密度高和分析速度快等优点。

3.2 阻根剂定量分析试验结果

用上述试验方法对国内8组样品进行测定，试验结果见表2。

表2 阻根剂含量

由表2可知，三个样品不含有阻根剂（即阻根剂含量<0.02%）；两个样品阻根剂含量超出了指导添加量范围（0.3%~0.6%），阻根剂含量达到0.7%；剩下三个样品阻根剂含量在0.1%~0.15%之间，低于阻根剂指导添加量。

4 改性沥青类耐根穿刺防水卷材物理性能结果比较分析

4.1 不合格检验项目介绍与结果分析

此次试验物理性能不合格项目主要为接缝剥离强度，耐热性、矿物粒料粘附性、浸水后质量增加、热老化和可溶物含量这六项。具体数据见表3~表7。

接缝剥离强度按照标准GB/T328.20-2007进行检测，采用热融搭接方式，粘接后在23℃、50%RH状态下存放24h。结果取平均剥离强度（平均剥离强度是计算保留部分10个等分点处的平均值），试验结果见表3，其中3~8号产品没有达到标准要求，合格率为62.5%。

表3 接缝剥离强度

耐热性按照标准GB/T328.11-2007中A法进行检测，采用火烤方式去除卷材表面保护膜。对含有矿物粒料的6号样品，通过敲打方式去除表面浮着的颗粒。试验温度为105℃、时间2h。试验结果见表4，其中6号产品没有达到标准要求，合格率为87.5%。

表4 耐热性

矿物粒料粘附性按照标准GB/T328.17-2007中B法进行检测。只选用一款（6号）卷材上表面为矿物粒料，合格率为0%，试验结果见表5。

表5 矿物粒料粘附性

浸水后质量增加按照标准GB18242-2008中6.12进行检测。3号和4号产品没有达到标准要求，合格率为75%，试验结果见表6。

表6 浸水后质量增加

热老化按照标准GB18242-2008中6.13进行检测，试验结果见表7，合格率为75%，热老化后低温柔性3号样品上下表面均出现裂缝，6号样品热老化后质量损失不合格。

表7 热老化

可溶物含量依据标准GB/T328.26-2007进行检测，试验采用有机溶液萃取原理，萃取卷材中的可溶物含量，结果见表8。其中只有3号样品不符合标准要求，合格率为87.5%。

表8 可溶物含量

4.2 合格检验项目的结果比较

低温柔性和不透水性检验结果见表9和表10，合格率为100%。其中低温柔性依据标准GB/T328.14-2007进行检测，卷材厚度均为4mm，弯曲直径为50mm。不透水性依据标准GB/T328.10-2007中B法进行检测。

表9 低温柔性

表10 不透水性

渗油性依据GB18242-2008中6.14进行检测。试验前采用火烤方式去除卷材下表面保护膜，合格率为100%，试验结果见表11。

表11 渗油性

拉力和延伸率依据标准GB/T328.8-2007进行检测，间距夹具间距为200mm，合格率为100%，试验结果见表12。

表12 拉力和最大峰时延伸率

卷材下表面沥青涂盖层厚度依据GB18242-2008中6.18进行检测，合格率为100%，试验结果见表13。

表13 卷材下表面沥青涂盖层厚度

人工气候老化按照标准GB18242-2008中6.19进行检测。采用氙弧灯法，累计辐射能量1500MJ/m2，合格率为100%，试验结果见表14。

表14 人工气候老化

5 改性沥青类耐根穿刺防水卷材耐根穿刺试验说明

国际上通用的耐根穿刺性能试验主要有两种即德国FLL试验和欧洲EN13948标准,德国FLL是对种植屋面用沥青类、高分子类等防水卷材及其他防水涂料等防水材料的耐植物根及植物根状茎的穿入及穿透性能进行测定，其种植火棘和偃麦草在八个试验箱中进行两年温室状态试验，种植灰桤木和偃麦草进行四年自然状态试验来检测样品的耐根穿刺性能。EN13948是对种植屋面用沥青类、高分子类等防水卷材耐植物根的穿入及穿透性能进行测定，其种植火棘进行两年温室状态对样品耐植物根穿透性能进行测定[4，5]。国内试验是以EN13948为基础的标准JC/T1075-2008《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》附录A[1]进行。

改性沥青类耐根穿刺防水卷材耐根穿刺的试验分析如下：

按JC/T1075附录A耐根穿刺试验方法对物理性能全部合格的4组样品进行2年的耐根穿刺试验，结果见表15。

表15 改性沥青类耐根穿刺防水卷材耐根穿刺的试验结果

由表15可见，1号、8号阻根剂添加含量较高的产品均通过了耐根穿刺试验，阻根剂添加含量较低的7号及未添加阻根剂的2号产品均未通过耐根穿刺试验。不加阻根剂及阻根剂含量较少的样品在平面、接缝处或者平面与接缝处均有破坏。

6 结论

综上所述，可得出以下几个结论：

（1）在对国内八组改性沥青防水卷材的阻根剂含量测定的试验中发现，八组产品的阻根剂含量均未在指导添加量（0.3%~0.6%）范围内；

（2）阻根剂的添加可能对产品的物理性能存在影响；

（3）在防水卷材中加入一定量的阻根剂有利于通过耐根穿刺性能的测试；

（4）防水卷材的阻根剂含量、物理性能和耐根穿刺性能必定存在一定的联系，确定其联系是今后研究的目标。

参考文献

[1]JC/T1075-2008《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》[S].

[2]GB18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》[S].

[3]袁庆丹,丁建军,李万勇,郭中宝,朱志远.气相色谱法测定耐根穿刺防水卷材阻根剂含量[J].理化检验-化学分册.2016,52(11):1347-1349.

[4]朱冬青,羡永彪,苗燕．节能环保绿色安全——欧洲屋面工业的发展趋势[J]．中国建筑防水.2010(3):1-5.

[5]韩丽莉,王月宾,刘思等．防水材料耐根穿刺性能植物检测试验阶段性研究报告[J].中国建筑防水.2012（23）：24-29.

作者

中国建材检验认证集团股份有限公司 臧凡 袁志欣 龚春平 彭超 张鑫 潘超

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