聚苯乙烯防护排水板及其标准.pdf

标准解读 聚 苯 乙烯 防 护 排水 板 及 其标 准 杨 斌 ， 朱志远 ， 张鹏程 。 ， 陈 斌 ( 1 建筑材料工业技术监督研究中心， 北京1 0 0 0 2 4 ； 2 中国建材检验认证集团苏州有限公司， 江苏 苏州 2 1 5 0 0 8 ； 3 上海勘测设计研究 院有 限公 司， 上海2 0 0 4 3 4 ) 摘要： 概要介绍了我国聚苯乙烯防护排水板的性能以及研发、 生产与工程应用情况， 重点介绍 了J C T 2 2 8 9 -2 0 1 4 ( 聚苯 乙烯防护排水板 行业标准的适用范围、 分类、 技术要求和试验方法的内容与制订依据。 关键词 ： 聚苯 乙烯 防护排水板 ； 性 能； 标准 文章编号： 1 0 0 7 4 9 7 X( 2 0 1 5 ) 一 1 4 0 0 3 6 0 5 中图分类号： T Q 3 1 7 文献标志码： A Po l y s t y r e n e Bo a r d f o r Dr a i n a g e a n d Pr o t e c t i o n a n d I t s S t a n d a r d Ya n g Bi n ， Z h u Zh i y ua n 2 , Zh a n g Pe n g c h e n g ， Ch e n Bi n ( 1 B u i l d i n g Ma t e ri a l s I n d u s t a n d T e c h n i c a l S u p e r v i s i o n R e s e a r c h C e n t e r ， B e i j i n g 1 0 0 0 2 4 ， C h i n a ； 2 C h i n a B u i l d i n g Ma t e r i a l T e s t& C e r t i fi c a t i o n Gr o u p S u z h o u C o ， L t d ， S u z h o u ， J i a n g s u 21 5 0 0 8 ，C h i n a ； 3 S h a n g h a i I n v e s t i g a t i o n ， D e s i g n&R e s e a r c h I n s t i t u t e C o ， L t d ， S h a n g h a i 2 0 0 4 3 4 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h i s p a p e r s u mma ri z e s p r o p e r t i e s ， d e v e l o p me n t ， ma n u f a c t u r e a n d a p p l i c a t i o n o f p o l y s t y r e n e b o a r d f o r d r a i n a g e a n d p r o t e c t i o n ，s p e c i fi c a l l y foc u s i n g o n a p p l i c a t i o n s c o p e ，c l a s s i fi c a t i o n ， t e c h n i c a l r e q u i r e me n t s a n d t e s t i n g me t h o d s o f t h e s t a n d a r d J C T 2 2 8 9 - 2 0 1 4“ P o l y s t y r e n e b o a r d f o r d r a i n a g e a n d p r o t e c t i o n ”a n d e s t a b l i s h me n t b a s e s Ke y wo r d s ：p o l y s t y r e n e b o a r d for d r a i n a g e a n d p r o t e c t i o n ； p r o p e r t y ；s t a n d a r d 根据工业和信息化部 2 0 1 4年 1 2月发布的 2 0 1 4 年第 8 3 号公告， J c 厂 r 2 2 8 9 -2 0 1 4 聚苯乙烯防护排 水板行业标准已批准颁布，于2 0 1 5 年 6 月 1日实 施 。为了使相关单位尽快了解掌握和使用新标准 ， 本 文对聚苯乙烯防护排水板及其标准作一简要介绍。 1 我国聚苯乙烯防护排水板的发展概 况 我国生产的聚苯乙烯( P S ) 防护排水板是 以聚苯 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 6 1 0 作者简 介 ： 杨斌 ， 男 ， 1 9 4 1出生 ， 教授 级 高工， 全 国轻质与装饰 装修建筑材料标准化技术委 员会建筑防水材料分技术委员会 顾问，长期从事建材标准化管理与制修订工作。联系地址： 1 0 0 0 2 4北京 市朝 阳 区管庄 东里 1号北楼 ，联 系电话 ： 0 1 0 5 1 1 6 4 7 0 4。 E ma i l ： a a a k s o h u c o m 。 乙烯树脂为主要原材料制成的 ， 其表面为凸凹形状 ， 具有纵向通水功能。使用时 ， 表面可覆或不覆无纺布 过滤层， 用于排水、 防护， 有部分蓄水功能。 聚苯乙烯防护排水板的主要功能 ： 1 ) 导水排水功 能 。排水板表面具有 凹凸中空结构 ， 可 以快速将雨水 或其他积水导出， 减少甚至消除作用于防水层的静水 压 ， 从而可 以避免土壤流失 、 土层滑移 、 植物烂根等现 象的发生， 延长工程的使用寿命。2 ) 防护功能。聚苯 乙烯防护排水板可以抵御土壤中酸碱的侵蚀， 保护建 筑物及其防水层。在地下工程回填土时 ， 可以保护建 筑物外维护结构及防止防水层破坏。3 ) 绝热与防潮 作用 。聚苯乙烯防护排水板用于地面或墙面， 可 以起 到绝热与防潮作用。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 聚苯乙烯防护排水板的主要应用领域 ： 1 ) 种植屋 面； 2 ) 地下车库顶板、 底板； 3 ) 地下工程墙面与底板 ； 4 ) 地下坑道等 。 我国塑料排水板的研发、 生产始于2 0 世纪 9 0 年 代初，采用的原材料是聚苯乙烯并掺人一部分回收 料。聚苯乙烯防护排水板的生产设备和工艺比较简 单， 建设生产线的投资少， 见效快。该产品耐温性好， 在气温较高的条件下也不发生变形 。与聚乙烯防护 排水板相比， 在相同的厚度和同样的形状下 ， 其抗压 强度较高。目前， 我国南方地区大多采用聚苯乙烯防 护排水板；北方地区则大多采用聚乙烯防护排水板。 国外， 北美与东南亚地区大量采用聚苯乙烯防护排水 板； 而欧洲多采用聚乙烯 防护排水板 。 目前 ， 我 国生产适用于绿色屋面系统( 种植屋面) 与地下工程排水板 的企业有 2 0多家 ，主要生产塑料 排水板， 也有一些企业生产橡胶排水板。生产塑料排 水板 的企业主要生产聚乙烯排水板 ， 而南通沪望塑料 科技发展有限公司 、 上海凯迪科技实业公司、 郑州三 合防水材料有限公司、 上海三彩科技发展有限公司等 企业除生产聚乙烯排水板外，还生产聚苯乙烯排水 板 ， 年产量大约在 5 0 0万 m ， 除内销外 ， 还有一定量 出 口。 2 制定标准的 目的和意义 目前， 国内排水板相关的标准仅有交通部制定颁 布的J T 厂 r 5 2 1 -2 0 0 4 ( 公路工程土工合成材料塑 料排水板 ( 带) 行业标准和工业和信息化部颁布的 J C T 2 1 1 2 2 0 1 2 塑料防护排水板 行业标准。J 1 5 2 1 -2 0 0 4适用于水运 、 港 口、 铁路 、 水利 、 公路等土 工工程用排水板 ； J C T 2 1 1 2 2 0 1 2适用 于种植屋 面 和地下防水工程用排水板 ， 该标准包含的产 品“ 适用 于以聚乙烯 、 聚丙烯等树脂为主要原料” 生产的防护 排水板， 不包括“ 以聚苯乙烯为主要原料” 生产的防护 排水板。两类材料性能之间有较大差异。聚乙烯、 聚 丙烯等树脂生产的防护排水板其拉力 、 断裂延伸率较 高， 抗变形与冲击性能较好 ， 但生产成本较高。聚苯 乙烯防护排水板耐温性好， 在高温下不易变形， 在相 标准解读 同的板厚与同样的形状下， 其压缩性能比聚乙烯防护 排水板高 ， 并有一定的拉力。同时 ， 其排水防护性能 与聚乙烯、聚丙烯等材料制成的排水板产品一样， 能 满足工程上排水的要求。并且， 生产聚苯乙烯防护排 水板用的聚苯乙烯原料可以用新料也可以用再生料 ( 根据工程性质与使用环境条件选择 ) ， 实现了废物利 用和资源再生， 符合国家节能节材、 绿色环保的方针。 此外 ，我 国聚苯乙烯防护排水板每年除国内销售外 ， 还有一定量的出口， 主要销往 印度 、 英 、 法 、 德 、 澳大利 亚等地区， 为国家增加了外汇收入。 因此， 根据聚苯乙烯原材料的性能， 规定其技术 要求与相应的试验方法 ， 制定国内统一的产品行业标 准， 有利于贯彻节能减排 、 资源再生的方针 ， 促进该类 产品质量的提高 ， 保证工程建设质量 。 3 标准的主要内容与制定的依据 3 1 聚苯乙烯防护排水板行业标准的主要内容 J c 厂 r 2 2 8 9 - - 2 0 1 4 ( 聚苯乙烯防护排水板 行业标 准主要规定了聚苯乙烯 防护排水板的分类和标记 、 一 般要求 、 技术要求 、 试验方法 、 检验规则 、 标志 、 包装 、 贮存和运输等内容， 其物理力学性能要求见表 1 。 表 1 聚苯乙烯防护排水板物理力学性能 项 目 指标 最大拉力 ( N 1 0 0 m m) ， 3 o 0 断裂伸长率， ， 3 O 撕裂性能， N， 3 0 压缩率为 1 0 内的最大强度 k P a ， 1 5 0 低温柔性 一 5无裂 口 最大拉力保持率 ， 8 0 热老化 压缩率为 1 0 内最大强度 9 0 ( 8 0 ， 1 6 8 h ) 保持率 ， 低温柔性 一 5无裂 口 单宽流量 ( 1 5 0 k P a ， 水力梯度 0 1 ) L ( s m) 】 ， O - 3 o 0 3 2 标准范围和分类 本标准包括 的产 品是 以聚苯 乙烯为主要原料生 产 的塑料 防护排水板 ，适用于建筑工程的防护和排 水 。 排水板的宽度不小于 1 0 0 0 m m， 排水板的厚度不 小于 0 5 0 m m， 凹凸高度为 1 0 m m、 1 5 m m、 2 0 m m。 其 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 标准解读 他规格可由供需双方商定。排水板上面可覆或不覆 无纺布， 无纺布单位面积质量不小于 2 0 0 g m ， 这与 J C T 2 1 l 2 2 0 1 2 塑料防护排水板 行业标准技术指 标要求是一致的。 3 3 标准要求 采用回收废塑料作原材料有利于资源再生 、 节能 减排 ， 但掺人过多或利用不当都会对工程和环境造成 有害的影响。因此 ， 本标准中规定了“ 一般要求” ， 生 产企业有责任保证在产品生产和使用过程中， “ 不对 人体 、 生物和环境造成有害的影 响 ， 所涉及与生产 、 使 用有关的安全和环境要求应符合我国相关标准和规 范的规定” 。 为了满足运输 、 施工和使用上 的需要 ， 产 品规定 了最大拉力、撕裂性能与压缩率为 1 0 内的最大强 度。这些技术要求指标的规定一是考虑了工程使用 的要求 ； 二是也考虑了聚苯乙烯材料本身的性能。该 种材料压缩性能与耐高温 I生较好 ，具有一定的拉力 、 抗裂性能， 能满足使用要求。具体指标介绍如下。 最大拉力反映了材料的自身强度， 同时也是为了 满足防护要求 ，根据验证试验结果定 为不小 于 3 0 0 ( N 1 0 0 mm) 。聚苯乙烯的断裂延伸率较小 ， 本标准设 此指标， 为的是控制掺人过多的再生料， 防止假冒伪 劣产品。 撕裂强度根据验证试验结果定为 3 0 N。 压缩率为 1 0 内的最大强度是其重要应用性 能。以地下车库顶板上的种植面为例， 其覆土深度一 般不超过 2 m，种植土密度一般不超过 1 5 0 0 k g m。 ， 植物荷载不超过 3 0 0 k g ， m ，计算其竖向荷载压力为 3 3 k P a ， 此数值低于公路 、 水利等土工工程的要求。 本 标准中规定压缩率为 1 0 内的最大强度不小于 1 5 0 k P a ，完全能满足地下车库顶板种植面对排水板防护 性能的要求 。 低温柔性反映了材料特性及施工环境需要 ， 根据 验证试验结果定为一 5无裂 口。 热老化是反 映材料的耐久j 生能， 关系到种植屋面 与地下防水工程的使用寿命。因此， 本标准中规定了 产品热老化性能指标 ， 要求试件经 8 0、 1 6 8 h热老 化试验后 ， 最大拉力保持率不小于 8 0 、 抗压强度保 持率不小于 9 0 、 低温柔性一 5无裂 口。 单宽流量反映了产品的排水能力 ， 种植屋面与地 下车库顶板种植面用的防护排水板， 除了雨水、 灌溉 用水 ， 同时考虑覆土深度较大的情况下 ， 通过排水板 排 的水 量较小 ，本标准 中规定 的单宽 流量不 小于 0 3 0 0 L ( S m) ( 1 5 0 k P a 、 水力梯度 0 1 ) ， 大部分产 品 能满足使用要求。 3 4 试验方法和验证试验情况 试验方法尽量采用现行的国家标准和行业标准 ， 以使试验结果具有可比性 。产 品规格尺寸 、 单位面积 质量 与物理力学性能 ( 最大拉力 、 撕裂性能 、 抗压 强 度 、 低温柔性 、 热老 化性 能 ) 的试验方法均采用 J C T 2 l 1 2 2 0 l 2 塑料防护排水板 行业标准中的方法， 使 同类型防护排水板的试验结果具有可比性 。 在 J C T 2 1 1 2 2 0 1 2行业标准中 ， 纵 向通水量按 S L T 2 3 5 -1 9 9 9 ( 土工合成材料测试规程 标准中的 方法进行试验 ， 记 录渗透流 1 5 ra i n时的渗水量 ， 试验 结果 以 c m 3 s 表示 ， 试验时试件平 面承受 的侧压力为 1 5 0 k P a ( 根据压缩强度要求 ) 。因为种植屋面与地下 工程等部位的水头差较小， 试验时两端水头的水位差 可采用 3 0 0 m m。标准规定采用 8 mm凹凸高度 的板 进行试验 ， 若此板纵向排水量符合标准要求， 则相同 材质 、 相 同厚度 、 凹凸高度大于 8 m m 的排水板理应 也符合标准要求。在本标准中， 排水板的凹凸高度为 1 0 m m、 1 5 m m、 2 0 mm三种规格 ， 无 8 m m规格 ， 由于 设备条件与模具等因素， 排水板 凹凸高度太大无法装 入试验设备。使用 J c 厂 r 2 l l 2 2 0 l 2中的方法就要加 工相应的不同凹凸高度的模具，改装设备。因此 ， 本 标准 中， 通过试验研究 比较 ， 最终采用测定单宽流量 的方法 测定 其纵 向排水 量 ，按 标准 G B T 1 7 6 3 3 1 9 9 8 土工布及其有关产品平面内水流量的测定 中 的方法进行测定 。 试件长度( 水流动方 向) 3 0 0 mm、 宽 度2 0 0 m m， N类产品在试件的凹凸面覆加相同尺 寸 、 单位面积质量为( 2 0 0 + 1 5 ) g m 的聚酯无纺布。 试 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 验时试件上的法向压力为 1 5 0 k P a 、 水力梯度 0 1 ， 接 触面材料为闭孔泡沫橡胶 ，在渗流 1 5 mi n 后测量渗 水量。试验中采用的法向压力、 水力梯度及接触面材 料有其他要求及规定的， 应另行说明。 验证试验取了 3家不同生产企业的不 同规格尺 寸 的产品 ， 共 9组试样。H W P S D1 5 P D 2 0为第一阶 段的试样，共 6 个； P S D 一 1 0 P S D 一 2 5 为第二阶段试 样 ， 共 3个。验证试验结果 ， 见表 2 。按照本标准判定 标准解读 的试样各项性能“ 合格” 与“ 不合格 ” 的项 目， 见表 3 。 如表 3所示 ， 最大拉力 、 压缩率为 1 0 内的最大 强度、 热老化、 单宽流量， 9 个试样基本都符合标准要 求。低温柔 I生有 3个试样 B 、 C试验单位 的试样试验 不合格 。撕裂性能试验结果 3家试验单位 的产品测 试结果相差较大 ， B、 C两家单位 比较接近 ：第一 阶段 6 个试样中有 3 个试样两家单位的产品均判定合格、 补充验证试验中的 3 个样品都不合格。以B 、 c两家 表 2 物理力学性能验证试验 结果 验 试件编号 证 H W P S Dl 5 HW P S S 1 8 HW P S $ 2 5 HW P S S 4 O P D 一 1 5 P D- 2 0 P S D 一 1 0 P S D - 2 0 P S D - 2 5 项目 堕 位 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 A 5 3 2 41 3 4 4l 3 4 0 4 5 8 4 71 61 7 6 2 0 4 4 2 3 61 4 2 6 2 2 9 5 4 7 3 5 7 6 1 1 45 5 5 O 2 4 3 0 最大拉力 B 4 5 2 3 6 2 4 0 3 3 3 2 4 3 1 3 7 5 4 8 2 4 7 0 3 9 2 3 2 0 4 2 6 3 6 8 5 7 7 2 9 6 4 9 3 4 1 1 6 6 4 3 8 3 ， ( N ， l o 0 m m) C 43 7 3 5 6 3 91 3 4 3 4 2 4 3 7 7 4 81 4 7l 3 9 5 33 2 42 3 3 5 9 5 08 3 0 7 4 9 9 4 1 8 6 71 4 0 6 A 7 3 2 1 8 6 l 8 5 1 1 5 2 3 8 2 3 5 2 9 2 6 1 6 4 20 8 2 4 3 1 O 9 断裂延伸率， B 4 5 3 - 3 4 1 4 1 4 O 3 4 4 6 3 1 3 4 2 6 3 8 3 4 C 5 6 3 5 7 1 43 4-4 32 49 3 2 3 5 2 7 46 3 2 A 1 8 8 2 79 l 2 8 65 3 2 2 6 3 22 5 4 1 1 6 7_ 3 2 58 2 1 7 1 4 2 2 3 6 8 4 1 4 5 撕裂性 能， N B 3 9 3 3 3 0 2 6 3 2 2 8 6 0 5 3 3 8 2 7 4 2 3 6 7 7 6 7 1 2 9 C 3 46 3 5 1 2 9 7 29 1 3 1 4 3 1 6 5 5 1 48 2 3 4 1 2 5 9 4 3 7 3 4 9 5 6 9 8 9 1 0 A 1 9 3 2 41 2 3 4 1 6 0 1 9 8 1 5 0 1 5 1 1 3 7 9 9 压缩强度 k P a B 1 8 5 4 2 7 7 5 2 7 8 9 1 6 6 0 2 7 3 9 2 3 0 0 1 7 7 1 6 O 1 4 7 C 1 9 6 2 8l 2 7 4 1 7 2 2 81 2 2 6 l 8 4 1 6 6 1 4 9 一 1 5 一 1 5 一 1 0无裂 一 1 0无 裂 一 1 0 一l 5 一 5 一 5 一 5 A 纹 ， 一 1 5 纹 ， 一1 5 无裂纹 无裂纹 无裂纹 无裂 纹 无裂 口 无裂 口 无裂 口 裂 2块 裂 2块 l O 一 l 0 一 1 O 裂 1 一 1 O纵 裂 一 1 O 一 1 0 一 5 一 5 一 5 低温柔性 B 3块 ，横 裂 4 无裂纹 裂 2块 块 无 裂纹 无裂纹 无裂 口 无裂 口 无裂 口 块 一 1 O 一 1 O纵 裂 一 l O q C 纵裂 一l 0 q c 一1 O 一1 O 一 5 一 5 一 5 C 3块 ， 横 裂 2 2块 ， 横裂 1 无裂纹 裂 3块 无裂纹 无 裂纹 无裂 口 无裂 口 无裂 口 块 块 最大拉力保 A 9 1 9 8 9 2 1 1 O 1 1 4 1 0 9 1 1 8 1 1 2 9 4 8 2 1 0 8 1 0 1 9 8 8 l 1 0 3 1 1 3 9 6 1 0 3 持率， 热 断裂伸长率 A 7 7 1 6 7 9 7 1 2 5 1 O 4 6 4 1 0 3 1 0 3 7 8 1 7 6 2 0 7 4 5 0 老 保持率 压缩强度 保 化 A 9 6 1 4 5 2 0 l 2 0 3 1 9 3 2 6 2 9 2 1 O 3 9 3 持率， l 5 一 1 5 一 1 5 一 1 0有裂 一 1 5 一 1 5 一 5 一 5 一 5 低温柔性 A 无裂纹 无 裂纹 无裂纹 纹 ， 2 块断 裂 1 块 无裂纹 无裂 口 无裂 口 无裂 口 单宽流量 B 0 3 3 0 0 3 9 8 O5l 9 05 43 0 3 4 5 0 4 1 2 0 2 1 0 0 3 8 9 0 5 8 2 ， 【 u( s m) 】 注 ： 第一阶段试样的压缩强度取压缩率为 2 0 内的最大强度 ； 第二阶段试样 的压缩强度取压缩率为 1 0 内的最大强度 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 标准解读 表 3 行业标准实施的可行性分析 验 试件编号 证 HW P S D 1 5 HW P S S l 8 HW P S S 2 5 H W P S $ 4 0 P D 一 1 5 P D - 2 0 P S D 一 1 0 P S D- 2 0 P S D - 2 5 项目 堕 位 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 纵 横 A X 最大拉力 B C 断裂伸长率 A A 撕 裂性能 B X C X X A 压缩率 为 1 0 内的 最大强度 B C A 低温柔性 B ( 一 5 o C 无裂 口) C 最大拉力 A 保持率 热 压缩强度 老 保持率 A 化 低温柔性 A ( 一 5无裂 口) 单宽流量 B 注： “ 一” 表示合格； “ ” 表示不合格。 单位的产品检测结果计算，撕裂性能总体合格率为 3 3 。 影响产品不合格的主要因素是撕裂性能与低温 柔性 。 要提高产品撕裂性能 ，一是要提高原材料的质 量 ， 改进工艺； 二是试验方法有待统一 、 规范、 细化 ， 以 降低试验结果的波动， 提高试验的准确性与可比性。 4 本标准与其他类似产 品标准的比较 与本标准相关的标准 J T 1 r 5 2 1 -2 0 0 4 ( 公路工程 土工合成材料塑料排水板( 带 ) 和 j c r r 2 1 1 2 - 2 0 1 2 ( 塑料防护排水板 中， 有关排水板的性能指标与 本标准中排水板的性能指标比较 ， 见表 4 。 5 结语 本标准是在总结我国多年来聚苯 乙烯防护排水 板研发及生产、 应用实践经验和科研成果的基础上制 定 的，制定标准时参考了同类产品的标准与试 验方 法。 聚苯乙烯防护排水板建材行业标准的制定与 表 4 本标准与 J C T 2 1 1 2 - 2 0 1 2和 J I y 1 r 5 2 1 -2 0 0 4的比较 性能指标 项目 J C f r 2 1 1 2 _ 2 0 1 2 J r 5 2 1 2 0 O 4 本标准 单位 面积质 不小于生产商 不小于生产商 量 ( g m2 ) 明示值 明示值 凹凸高度 ra m 8 、 1 2 、 2 0 1 0 、 l 5 、 2 O 撕 裂性能， N 1 0 o 3 0 抗压强度 1 5 0 2 5 0 1 5 O ， k P a 拉力 ( N 1 0 0 6 0 H0 3 0 0 ml r 1 ) 断裂延伸率 2 5 4 3 ， 低温柔性 一 1 0。 c 无裂纹 一 5 o C 无裂 口 纵向通水量， 1 0 e m 3 s ( 侧 向压 2 5 c m 3 s ( 侧压力 单宽流量 0 3 0 0 3 5 0 k P a ， 水头差 L ( s 13 1 ) ( 侧压力 力 1 5 0 k P a ) 1 5 0 k P a ， 水力 梯 2 0 0mm) 度 0 1 ) 颁布贯彻实施 ， 将进一步规范产 品质量 ， 促进聚苯 乙 烯防护排水板在工程建设中的应用。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m