预铺防水卷材拉伸性能检测

预铺防水卷材拉伸性能检测

蒋荣琪

苏州方正工程技术开发检测有限公司

摘要：预铺防水卷材拉伸试验，需进行哑铃形试件拉伸外，还需进行直条形试件拉伸。

关键词：P类；哑铃形试件；直条形试件；拉伸

本文试验方法和试验设计，基本基于GB/T23457-2017《预铺防水卷材》，2018年11月1日实施并替代GB/T23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》。产品按主体材料分为塑料防水卷材（P类），沥青基聚酯胎防水卷材（PY类），橡胶防水卷材（R类）。苏州地区预铺防水卷材，一般P类使用较多，本文主要对P类卷材的拉伸性能进行了一些试验和讨论。

1.试验方案和方法

1.1试验材料及设备

试验材料，市场在售预铺防水卷材，P类，单面砂，几个不同厚度产品。

试验设备，高精度微机控制万能试验机（带引伸计），游标卡尺，钢直尺，裁刀，光学测厚仪等。

1.2试验方案

采用不同宽度直条形试件拉伸结果与哑铃形试件拉伸结果进行比较和分析。制样：标准要求哑铃形试件，分别制作6mm宽（同哑铃形试件有效宽度）、12mm宽、18mm宽、25mm宽直条形试件，并探索制作一些异形直条形试件。试验环境（23±2）℃，拉伸速度设置为250mm/min。

1.3试验方法

先进行卷材主体材料厚度的测量，用光学法测量计算得到平均值，作为拉伸强度计算用厚度。每个哑铃形试件单独测量厚度，用于比较拉伸强度的计算。直条形试件正常拉伸，并记录拉力。不同厚度产品，主要用于主体材料厚度的测量，得到大概的浮动范围。

2.试验结果和分析

2.1试验结果

⑴使用哑铃形试件进行拉伸试验，“厚度（mm）”为卷材厚度测得值，“实测厚度（mm）”为每个试件厚度测量值，拉伸强度1对应厚度，拉伸强度2对应实测厚度。如表1：

表1.哑铃形试件拉伸试验结果

拉伸强度1均值为22.5MPa，拉伸强度2均值为22.7MPa。

⑵不同宽度直条形试件进行拉伸试验，结果如表2：

表2.不同宽度直条形试件拉伸试验结果

⑶厚度试验,采用标称全厚度为1.2mm、1.5mm的预铺P类防水卷材，进行主体材料厚度的测量。卷材厚度按照《建筑防水卷材试验方法第5部分：高分子防水卷材厚度、单位面积质量》GB/T328.5-2007，测量厚度；然后在接近测量点出裁切哑铃形试件，并测量厚度；再在相距较远的位置裁切哑铃形试件，并测量厚度。

2.2试验结果分析

⑴哑铃形试件拉伸试验，直接得到拉力和断裂伸长率，由拉力和试件尺寸得到拉伸强度。哑铃形试件狭窄部分宽度6.05mm，其断裂为狭窄部分，其拉力即可理解为宽度6.05mm的试件的拉力。而对应的拉伸强度，是综合考虑宽度和厚度后，拉力的另一种表现。且对于预铺P类防水卷材这种均质高分子材料，拉伸强度更能增加不同厚度产品间材料性能的可比性。

⑵直条形试件拉伸试验按照GB/T328.9-2007中方法A进行，需去除任何在距夹具10mm以内断裂或在试验机夹具中滑移超过限值的试件的试验结果。预铺P类均质高分子防水卷材，其拉伸过程，一般是高分子试件由中间部分开始，不断延展，厚度与宽度不断减小的过程。力-位移曲线通常表现为，开始力值随着位移近似线性增加（类似弹性阶段），然后出现第一个峰值，而后短暂下降，然后力值随着位移增加缓慢增加（试件由中部向两端，厚度和宽度逐渐减小），为主要延伸阶段，然后力值出现一个较快的增长过程直至断裂，此峰值较前一个峰值会大很多。此拉伸曲线，哑铃形试件较易得到，而直条形试件，较难得到。分析总结为，试件在拉伸过程中，尺寸的不断变化，一直会影响到夹持部分，这会导致，等宽直条形试件，在后期力值较快增长阶段，容易出现滑脱现象，或夹持过紧，容易在钳口中断裂。单面砂类预铺防水卷材，更应先将砂粒去除干净（尤其在夹持区），否则，砂粒被压入高分子主体材料中，将人为引入损伤，导致试件提前在夹具中断裂。

哑铃形试件，狭窄部分宽度为6.05mm，接近6mm的直条形试件，两者拉力相近，直条形之间拉力低于哑铃形试件。由上述分析，直条形试件完成一次成功试验，不确定性要大很多，影响因素也较多，很难较好的发挥材料全部的拉伸性能。且宽度增加，力值越大，拉伸试验难度也越大。拉伸后期，主体材料厚度已经延展得很薄，尤其是25mm宽度试件，断裂力比较大，钳口部分保护难度非常大。

面对较高的失败率，为获得有效的数据结果，每组直条形试件需要准备较多的备用试件反复试验，或采用自紧型夹具，配合试件钳口保护，才能较好的完成试验。模仿哑铃形试件，增加夹持部分宽度和面积（已经初步尝试制作，需求与投入较少，试验有改善），或者直接使用等比例放大的哑铃形试件。每组直条形试件拉伸试验，所需的时间、人力、物力的投入，较哑铃形试件拉伸试验，要多得多。

总结其他许多防水材料标准，一般均质材料拉伸只使用哑铃形试件；一般非均质材料采用直条形试件，主要是一些多层复合卷材，或者由聚酯纤维、织物、玻纤等材料进行增强的卷材。预铺P类防水材料，其主体材料为均质材料，亦是其主要受力材料，拉伸性能亦主要评价主体材料的拉伸性能，其胶层对拉伸的影响较小，更多是观察胶层在被拉伸后与主体材料的附着情况。

⑶通过测量标称全厚度1.2mm，1.5mm试件的主体材料厚度，所测产品的厚度，哑铃形试件厚度与卷材厚度相比，哑铃形试件与卷材厚度测量点距离较近时偏差较小，相隔较远时偏差可能（哑铃形试件厚度本身也要三次（一般）测量得到，且哑铃形试件不一定能正好裁切到偏差最大的位置）会出现较大值。仅就这两种材料，多次测量厚度后，哑铃形试件厚度与卷材厚度偏差在-0.05mm～0.05mm之间。则同一哑铃形试件的拉伸强度计算时，使用卷材厚度和实测厚度可能带来的偏差，可由其计算公式简单描述。

T——拉伸强度（MPa）

F——拉力（N）

W——哑铃形试件平行部分宽度（mm）

H——厚度（mm）

△H——厚度偏差（mm）

S——拉伸强度偏差

以卷材厚度H=1.30mm，按最大偏差0.05mm计算，可得拉伸强度偏差S为4.76%。如果同一卷材，其拉伸强度按照不同标准，如GB/T23457-2017和GB/T18173.1-2012，即使使用完全一致的试件，由于其引入的计算厚度不同，将导致结果偏差。

3.结论

综合上述结果和分析，得到思考：⑴建议考虑，拉伸试验试件裁切靠近卷材厚度测量点。⑵直条形拉伸，建议比较采用合适钳口加强措施，以保证试验顺利完成。⑶对于P类防水卷材拉伸试验，哑铃形试件能较好的完成，且单哑铃形试件拉伸已能充分反应包括拉力、强度以及伸长率等拉伸性能。

参考文献：

[1]GB/T23457-2017预铺防水卷材[S].中国标准出版社发行,2017

[2]张鸣.预铺防水卷材抗穿刺性能研究[J].中国建筑防水.2019,(04):9-12

[3]徐浩.聚丙烯共混改性及其性能研究[D].武汉理工大学,2014