SBS沥青卷材和聚酯玻纤布沥青卷材的性能对比

聚酯玻纤布复配及其沥青卷材的制备，从抗水抗冻融、抗老化、层间粘结和永久变形等方面对聚酯玻纤布沥青卷材和SBS改性沥青防水卷材的性能进行对比分析。结果表明，基质沥青用粘层油在1.0 kg/m2时效果最好；聚酯玻纤布沥青卷材具有更好的高温水稳定性、抗老化性和抗永久变形能力。
1 抗水抗冻融稳定性
将聚酯玻纤布沥青卷材和SBS改性沥青防水卷材（以下简称SBS沥青卷材）同时置于冰柜中，加入水，-20～-40℃循环冷冻72 h，再将聚酯玻纤布沥青布取出，置于60～80℃水浴循环72 h，重复5次；再将2种布铺筑于含水率小于1%黏土上，密闭玻璃器皿加盖，放置168 h。对2种试件的物理性能和防水透水性进行测试，结果见表2。
表2 SBS沥青卷材和聚酯玻纤布沥青卷材防水抗冻融性
从表2可以看出，对比SBS沥青卷材，聚酯玻纤布沥青卷材高温水稳定性明显优越，这与玻纤的物理性质有关。浸水高温作用下，玻纤没有发生物理变化，而基质沥青软化，玻纤充当支撑骨架，聚酯充当基体，有效阻挡了结构破损，而SBS沥青卷材因为高温软化则防透水性减弱，但依然能满足使用要求；聚酯玻纤布沥青卷材力学拉伸性能较SBS沥青卷材性能提升不大，说明聚酯玻纤布与沥青结合主要改变其骨架支撑，对抗拉和伸长率提升效果有限，这也正与聚酯和玻纤的物理伸长率较低符合。
2 抗老化性能
将聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材在140℃下分别进行 0、24、48、72、96、120、144 和 168 h 的紫外加热老化试验，研究透水性变化以及老化后的试件再分别进行针入度以及软化点测试，结果见表3。
表3 SBS沥青卷材和聚酯玻纤布沥青卷材抗老化性能
从表3可以看出，经过长时间紫外老化，聚酯玻纤布沥青毡的高温稳定性优于SBS沥青卷材，软化点较高，沥青虽老化，结构改变，但聚酯和玻纤的物理性能稳定，与初始基本保持不变，SBS沥青卷材软化点则由于沥青老化而上升。由于沥青老化，结构改变，沥青质增加，轻组分减少，SBS沥青卷材和聚酯玻纤布毡针入度都降低，但聚酯玻纤布毡降低较小。经过老化后聚酯玻纤布毡在168 h的紫 外老化下出现了轻微透水，而SBS沥青卷材在120 h时已经发生渗水，主要因为聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材的主要成分都是高分子聚合物，而高分子聚合物最容易老化，所以长时间的老化势必影响SBS沥青卷材的防水性能。
3 层间粘结性能
SBS沥青卷材与基础等粘结，作为永久结构防水基层，层间粘结性至为关键。本研究采用剪切试验评价不同粘层油类型及用量对聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材抵抗层间剪应力的影响。先用轮碾压法成型5 cm厚的水泥稳定碎石基层，待表面基本干燥时，用毛刷将表面清扫干净，然后在上面均匀洒布透层油，透层油采用改性乳化沥青，改性乳化沥青用量按1.0kg/m2，在养护室养护7 d，然后在上面均匀洒布不同粘层油（SBS改性沥青、基质沥青），接着铺设聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材，脱模后将试件切割成100 mm×100 mm×50 mm长方体。分别在剪切速率为10mm/min和50mm/min条件下，选用 3种粘层油用量（0.8、1.0、1.2 kg/m2）进行斜剪试验，分析不同因素对剪切强度的影响。结果见表4。
表4 聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材的粘结性能
从表4可以看出，当粘油层用量增加，剪切所产生的应力稍微增加，可见增加粘油层的厚度来增加油毡和底板的粘结并不最可靠；同等剪切速率和粘油层作用下，SBS改性沥青粘油层的抗破损性能优于基质沥青粘油层；剪切速率越大，越容易破损，并且可以发现，粘油层用量在1.0 kg/m2，SBS沥青毡产生最小的剪力，说明低剪切作用下，粘油层用量在1.0kg/m2较优；同等粘油层厚度，基质沥青较SBS沥青剪切作用下产生的力小，说明基质沥青作为粘油层性能较SBS改性沥青的性能好。
4 抗永久变形能力
动态剪切流变实验是评价沥青高温稳定性所常用的一种方法，美国SHRP定义复数模量与相位角的正玄值的比值（G*/sinδ）作为抗车辙因子，其值越大表明沥青的弹性越好，抗永久变形能力就越强。用此方法在防水卷材上，可以分析由于长期荷载作用在卷材上面所产生的应力带来的材料变形，弹性性能越好，抗变形能力就越强，卷材就不易出现裂纹丧失防水性能。设定动剪切应力为12%，角频率设定10%，扫面温度为35～70℃，温度间隔5℃，停留时间360 s。结果见图1。
图1 SBS沥青卷材和聚酯玻纤布沥青卷材的车辙因子
从图1可以看出，随着温度的升高，聚酯玻纤布沥青卷材和SBS沥青卷材的高温抗车辙因子都减小，说明随着温度升高，2种材料的抗高温性能都减弱，抗永久变形降低；相同温度作用下，聚酯玻纤布沥青卷材的车辙因子大于SBS沥青卷材的车辙因子，说明聚酯玻纤布沥青卷材的抗永久变形能力优于SBS沥青卷材；当G*/sinδ小于1.0 kPa时，沥青抗高温性能丧失，不可恢复的永久变形产生。可以看出，SBS沥青卷材在55℃时基本已经丧失抗永久变形的能力，而聚酯玻纤布毡在65℃左右才丧失抗永久变形能力。主要因为聚酯玻纤布与沥青形成一体结构，充当沥青中的骨架，有效发挥了聚酯玻纤布的高强度等性能。综上可以看出，聚酯玻纤布沥青卷材抗永久变形能力好于SBS沥青卷材。