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紅外光譜技術在防水工程檢測鑒定中的應用

日期: 21-09-13 10:47 瀏覽次數 :25

防水工程在整個建筑工程中雖屬小行業,但建筑滲漏卻是建筑工程中的大問題。多年來我國建筑滲漏率居高不下,不僅對居民生活產生困擾,也帶來了不可估量的經濟損失。造成這一現象有多方面的原因,其中施工中使用假冒偽劣、以次充好的防水產品是主要因素之一。對施工過程中是否按設計要求使用規定品種的防水材料,現有的防水檢測技術標準或驗收規范中尚無有效的方法,只能依靠經驗豐富的檢測工程師通過觀察和目測判斷產品材質,缺乏說服力。目前常用的防水材料如聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料、聚氯乙烯(PVC)防水卷材、SBS彈性體改性瀝青防水卷材均為以材質命名的產品,可利用紅外光譜技術對防水材料的材質進行定性分析。本文以某防水工程為例,介紹采用紅外光譜進行材質分析鑒定的檢測技術。

 

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利用分子可選擇吸收某些波長的紅外線,從而引起分子中振動和轉動能級躍遷的原理,由于紅外光譜分析技術可用于研究分子的結構和化學鍵,該技術具有高度特征性,可利用化學鍵的特征波數,采用與標準化合物的紅外光譜對比的方法進行定性分析。

 
1 工程概況

某車站地面石材鋪貼工程按業主要求的施工工序施工(圖1),未要求使用防水涂料。施工單位結算時提出由于在地面基層和砂漿層間沒有使用水泥砂漿結合層,而是涂刷了一層聚合物水泥防水涂料,要求業主支付防水工程款。雙方就地面基層和砂漿層之間是否存在聚合物水泥防水涂料產生糾紛。

 
圖1 地面石材施工工序
 
2 試驗方法及結果
檢測的主要儀器設備包括傅立葉變換紅外光譜儀、電子分析天平和低溫粉碎機。
 
選用已有的聚合物水泥防水涂料,按GB/T32199—2015《紅外光譜定性分析技術通則》要求分別對聚合物乳液和成型的防水涂膜進行紅外光譜分析,紅外譜圖如圖2、圖3所示。
 
圖2 聚合物乳液紅外譜圖(計算機截圖)

 
圖3 聚合物水泥防水涂膜紅外譜圖(計算機截圖)

 
對現場鋪貼石材進行開挖,露出地面基層,刮取地面基層和砂漿層之間的固體粉末帶回實驗室進行紅外光譜分析,紅外譜圖如圖4所示。
 
圖4 地面基層和砂漿層間的固體粉末紅外譜圖(計算機截圖)

 
3 試驗結果
按GB/T 23445—2009《聚合物水泥防水涂料》規定,聚合物水泥防水涂料是由丙烯酸酯、乙烯–乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥為主要原料,加入填料及其他助劑配制而成,再經水分揮發和水泥水化反應固化成膜的雙組分水性防水涂料。
 
丙烯酸酯和乙烯–乙酸乙烯酯等聚合物乳液中的酯基在1 750~1 720 cm–1處會出現特強的紅外特征頻率(圖2)。以其為原料制成的聚合物水泥防水涂膜在1 750~1 720 cm–1處同樣出現了明顯的紅外特征頻率(圖3)。
 
若該工程使用了聚合物水泥防水涂料進行防水施工,在原地面基層和砂漿層之間刮取的固體粉末,也應在1 750~1 720 cm–1處出現酯基的紅外特征頻率。但從圖4的紅外譜圖可見1 750~1 720 cm–1處未出現特征峰,由此證明現場刮取的固體粉末不含有酯基,進一步可判定施工單位未使用聚合物水泥防水涂料。
 
4 結束語
目前,在醫藥、食品行業紅外光譜技術已被廣泛應用,但在建材領域應用量并不大,尤其在防水行業還是空白。本案例采用紅外光譜技術分析聚合物水泥防水涂料中的酯基,用于判斷施工單位是否進行了防水施工,以此進一步開發聚氨酯防水涂料、彈性體改性瀝青防水卷材、聚氯乙烯防水卷材、三元乙丙防水卷材等分析應用技術。提高防水行業檢測技術水平,防止假冒偽劣產品魚目混珠,規范防水市場,進一步提高防水工程質量。

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