淺談防水層應具備的性能

試論防水層應具備的性能內容提要：本文認為，在建筑防水設計中，必須兼顧防水層的整體性、均勻性、耐久性、匹配性等性能，合理的選擇防水材料的品種，科學的設計它們之間的相互搭配，防水層才能持久地發(fā)揮作用。關鍵詞：防水層

整體性

均勻性

耐久性

匹配性0.前言筆者根據施工實踐認為，建筑物的防水層必須具備整體性、均勻性、耐久性、匹配性，才能具備持久的防水效果。本文把筆者的體會敘述如下，以求教于同行的專家、學者。1.整體性所謂防水層的整體性是指構成同一板塊（屋面、廁浴間、地下室、外墻）防水層的防水材料之間，防水材料和水落口、排氣管、穿墻管、穿越樓地面的管道、該板塊內的其它附屬建筑物之間通過合理使用粘結、密封材料，使之形成一個嚴密的防水層；這種粘結密封材料作用效果，應使接縫處防水層的嚴密性和耐久性不低于防水層的其它部分。同一防水板塊的防水層必須具有整體性，十分科學并被業(yè)內人士肯定。這種整體性分為同種材料之間的整體性和不同種材料之間的整體性，保持防水層的整體性，是防水成敗的關鍵因素之一。1.1同種材料的整體性：建筑防水涂料形成的防水層屬于無縫防水層，整體性能好。建筑防水涂料一般需要多遍涂刮才能形成一道防水層，實際施工中應根據涂料的性能合理安排施工，每遍涂刮最好一次完成，特別是對于以水泥為主的聚合物水泥類防水涂料，更應該做到連續(xù)涂刮每遍涂料，以防止已固化的涂料和未固化的涂料之間接縫不嚴密而滲水，多遍整體涂刮形成一道整體性良好的防水層。防水卷材形成的防水層，存在長邊和短邊的搭接縫，怎么使搭接縫嚴密不透水，形成整體性良好的防水層，是卷材施工中的技術要點。卷材搭接縫一般采用與卷材材性相近、相容性好的密封材料，或者采用自粘性丁基橡膠密封帶，可有效解決卷材搭接縫的密封問題，使由卷材構成的防水層具有良好的整體性。SBS、APP等高聚物改性瀝青防水卷材，多采用熱熔法焊接搭接縫，由于采用人工操作，搭接縫的熔融、輥壓程度不均勻，常造成滲漏水，并且漏點難以查找。為保證搭接縫的嚴密可靠，建議采用如下兩項措施：（1）搭接縫應通過加熱、輥壓，擠出改性瀝青1~2mm。（2）采用同種高聚物改性瀝青制造的密封膠封閉搭接縫，寬度80~100mm，厚度不低于2mm。PVC等塑料片材，搭接縫也是采用熱熔焊接，同樣存在搭接縫密閉不嚴密的隱患，雖然在工程驗收中采用了高壓不透氣檢測，但滲漏現象時有發(fā)生。為保證搭接縫的嚴密可靠，建議采用如下措施：（1）采用不低于50mm寬的1.5~2.0mm厚的丁基膠粘帶封閉搭接縫。（2）采用其他與塑料片材相容性好的密封膠封閉搭接縫。三元乙丙橡膠卷材多采用氯丁粘合劑粘貼，搭接縫多采用固含量較高的氯丁粘合劑封閉搭接縫。氯丁膠耐水性較差，在水的長期作用下搭接縫易開膠，從而造成建筑物滲漏。用三元乙丙橡膠改性的丁基膠粘帶粘結、密封三元乙丙防水卷材之間的搭接縫，不僅粘結力強，而且耐水性好，在國內外均有成功的工程案例。上述措施，都是為了使卷材、片材形成的防水層具有良好的整體性能，達到徹底消除搭接縫滲漏隱患的目的。1.2不同種材料的整體性同一防水板塊采用不同的防水材料時，應選用合理的密封材料，使不同種防水材料形成一個整體性好的防水層。如：地下室底板采用SBS防水卷材、立墻采用聚氨酯防水涂料，SBS防水卷材和聚氨酯防水涂料之間，并不能形成緊密地結合，造成極大的滲漏水隱患。建議采用丁基膠粘帶粘接搭接縫，使二者形成一個整體性能好的防水層，有效地消除滲漏隱患。同一防水板塊內的防水層和穿越防水層的水落口、各種管道、附屬建筑物之間，屬于不同種材料之間的連接。建議把這些水落口、管道、建筑物劃為防水層的一個組成部分，選擇一種與兩種材料均具有良好的粘結性能的密封材料，才能有效地解決不同種材料之間的密封，使之形成一個整體性好的防水層。如：防水層和穿越屋面的各種管道、水落口以及屋面上的建筑物等之間，地下室防水層和樁頭、穿墻管之間，廁浴間防水層和穿越樓地面的各種管道之間、外墻防水層和窗架之間，均需要解決它們之間的連接密封問題，使之形成統(tǒng)一的整體。解決防水層的整體性，需要材料生產企業(yè)根據工程實際需求，生產配套的輔助材料，形成主防水產品和輔助材料組成的防水系統(tǒng)。為實現這一目標，呼吁行業(yè)管理部門和企業(yè)重視防水系統(tǒng)的品牌化，打造名牌防水系統(tǒng)。2.均勻性防水層具備整體性后，還應該具備均勻性，防水層的均勻性包括兩個方面：性能均勻和厚度均勻。2.1性能均勻只有性能均勻，才能使防水層具有相同的內在性能，對外表現出相同的物理力學性能和耐久性。否則性能差的部分過早老化破裂，從而失去防水性能，破壞了防水層的整體性。

對于柔性防水層，性能均勻十分重要。以高聚物改性瀝青防水卷材為例，要做到產品性能均勻，必須首先采用同一批次的原材料，使高聚物和瀝青等原材料性能均勻，在合理的工藝條件下，使高聚物均勻的分散在瀝青中，達到對瀝青改性的目的，最終使防水卷材的各個部分對外表現出相同的性能。對于剛性防水層，也必須做到性能均勻，應采用同一批次的原材料，并且不同拌合次的混凝土的配合比要均勻一致，攪拌混合工藝相同，否則也很難使防水層性能均勻。2.2厚度均勻在性能均勻的前提下，防水層的厚度要均勻。柔性防水層的耐老化性能、抗拉性能、抗刺穿性能等與厚度成正比關系，厚度薄的防水層總是首先破裂；剛性防水層的抗?jié)B性與厚度也成正比關系，在其他條件相同的情況下，厚度薄的防水層首先滲透。同一防水板塊的耐久性，由防水層最薄部分決定，最薄部分透水后，防水層的完整性就遭到破壞。綜上所述，同一板塊的防水層，性能均勻、厚度均勻十分重要，防水層的壽命由性能最差、厚度最薄的部分決定。為達到防水層性能的均勻性，我們需要從如下兩方面做好工作。（1）呼吁材料生產企業(yè)生產性能均勻的材料。如：生產高聚物改性瀝青防水卷材時，不僅要采用同一批次的高聚物和瀝青，而且它們之間要分散均勻，使成品具有均勻的性能。（2）呼吁監(jiān)管部門加強管理力度，敦促施工企業(yè)采購、使用性能均勻的產品。如：現實施工中，有些施工企業(yè)為了獲取高額利潤，用少量合格的產品應付工地現場檢測，用大量不合格的產品承做防水工程，甚至采用不同厚度、不同型號的產品交叉使用，直接破壞了性能均勻和厚度均勻。（3）改進施工工藝，涂刮厚度均勻的涂膜。傳統(tǒng)的涂料涂刮，采用皮刮子，涂膜的厚度與刮板的受力成反比，人為因素很大，建議鋸齒形刮板或機械施工，保證厚度均勻一致。3.耐久性在防水層整體性、均勻性好的條件下，防水層尚應具備良好的整體耐久性。耐久性包括兩個方面，耐大氣老化和耐介質浸蝕性能。3.1耐大氣老化性能沒有保護層的屋面防水層、窗框和玻璃間的密封材料，暴露在陽光下，直接受紫外線照射、風吹雨淋、冷暖溫度變化作用，因此要求暴露使用的防水層必須具備在大氣下的耐久性，耐大氣老化差的材料，必須在防水層上加蓋無機保護層。耐老化性能相對較好的SBS改性瀝青防水卷材、PVC塑料片材、三元乙丙防水卷材可以直接暴露在大氣下使用，而聚乙烯丙綸防水卷材、PE塑料片材、聚氨酯防水涂層、丙烯酸防水涂層等必須在加蓋保護層的的條件下使用。根據施工實踐經驗，加蓋無機保護層的防水層的壽命比直接暴露在陽光下的防水層的使用壽命至少提高一倍，因此，耐老化性能好的有機防水層在條件允許的情況下，應盡量加蓋無機保護層。無機保護層最好采用水泥砂漿、預制混凝土板等，對于采用架空隔熱板的屋面，隔熱板與女兒墻之間500~800mm寬的未鋪設隔熱板的防水層，應采用水泥砂漿保護，否則，外露部分過早老化滲漏，破壞了防水層的整體性。對于表面粘附無機礦物粒片的SBS防水卷材，筆者認為，只能將這層無機礦物粒片作為裝飾層使用，不能作為保護層，其理由是無機礦物粒片不能完全遮蓋防水層，紫外線總能通過礦物粒片之間的空隙照射防水層，被照射部分過早老化滲漏，未被照射的部分耐久性再好，也不能滿足防水層整體性的要求，整個防水層布滿了篩孔，防水層宣告壽終正寢。脫落的礦物粒片在屋面上還有其他危害，比如堵塞水落口、刺傷防水層等。3.2耐介質浸蝕性能耐介質浸蝕性能包括耐淡水浸蝕和耐特殊介質水浸蝕兩個方面。耐淡水浸蝕耐淡水浸蝕是防水層必須具備的性能，我們不僅要求防水層防水性能好，而且要求防水層具有良好的耐水性能。這里特別應該提到的是水乳型防水涂料，由于其中的乳化劑具有親水、憎水兩個極團，在水中長期浸泡的防水層，親水極在水的作用下，慢慢向水中溶解，防水層溶漲失去原有的性能，造成建筑物滲漏。因此水乳型防水涂料不得應用于地下室、水池、游泳池等長期水浸的工程部位，許多案例也證實這點。在水的短期作用下，水對由水乳型防水涂料構成的防水層的破壞作用小，干燥后性能損失率低。因此，水乳型防水涂料合適的使用環(huán)境是干濕交替的工程部位，比如：廁浴間、外墻等工程部位。耐特殊介質水浸蝕在一些特殊的場合，防水層不僅需要耐淡水浸蝕而且需要耐特殊介質水的浸蝕。沿海附近的地下室，防水層必須具備耐海水浸蝕性能；化工廠的一些蓄水池，防水層必須具備耐酸堿浸蝕性能；垃圾填埋場，防水層必須具備耐酸堿和微生物腐蝕性能。根據不同的介質，選擇性能不同的防水材料。4.匹配性這里講的匹配性，是指必須根據防水層的使用功能選擇相適應的防水材料，達到功能匹配；單道防水還必須根據材料性能選擇相適應的粘合劑等輔助材料、多道防水必須根據材料的性能選擇每道材料，達到性能匹配；還必須根據防水層的使用環(huán)境、結合材料的性能選取恰當的材料，達到環(huán)境匹配。4.1功能匹配功能匹配要求防水層必須根據被防水的建筑物的使用功能，選擇相應的防水材料。水塔等飲用水池使用的防水材料，必須無毒、不對人體產生危害，理化檢測符合國家(GB5749-85)《生活飲用水標準》，毒理學檢測安全，必要的時候還應作小白鼠試驗；垃圾填埋場使用的防水材料必須具有耐微生物腐蝕、耐刺穿性能；化工廠蓄水池使用的防水材料必須具備耐酸堿鹽腐蝕；海邊建筑有可能接觸海水的防水層必須具備耐海水腐蝕性能；只接觸雨水、或其它淡水的防水層，要具有很好的耐水性能（不低于80%）；熱水池使用的防水材料要具有較高的耐熱性，冷水池、冷庫使用的防水材料要具有較好的低溫柔性。4.2性能匹配相互之間不產生有害的物理化學反應相鄰的兩道防水層之間，或者防水材料與粘合劑之間，不能產生降低防水材料性能的物理化學反應。三元乙丙、氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材、塑料防水片材等，常使用含有有機溶劑的溶劑型粘合劑將之粘合于基層表面、三元乙丙、氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材的搭接縫也常使用固含量更高的溶劑型粘合劑粘合密封，這些溶劑型粘合劑含有苯、二甲苯等有機溶劑，使用過程中，殘留在粘合劑層中的溶劑，對防水卷材具有溶脹作用，直接導致防水卷材抗拉強度、延伸率的降低。在測定一組含有二甲苯溶劑的粘合劑對PVC塑料地板磚與水泥基層之間的粘合力試驗中，PVC試件的斷裂點總是在涂有粘合劑的邊沿，說明了溶劑的溶脹作用對PVC抗拉強度產生了破壞作用。某工地設計用氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材做屋面防水層，采用氯丁橡膠粘合劑、采用固含量高的氯丁膠粘合劑做搭接縫封口膠，未設計無機保護層。完工后4~5個月，卷材與搭接部位相鄰處、屋面陽角處等涂膠部位產生了大量的裂紋，導致整個防水層報廢。因此，使用溶劑型粘合劑粘合防水卷材值得商榷。在聚乙烯丙綸防水卷材推廣初期，有企業(yè)采用聚氨酯防水涂料粘合搭接縫，聚氨酯防水涂料中的有機溶劑對聚乙烯丙綸防水卷材產生了溶脹作用，涂有聚氨酯防水卷材的一面被溶脹，表面積增大，未涂聚氨酯防水涂料的一面，仍保持原來的產品尺寸，造成聚乙烯丙綸防水卷材搭接縫向未涂聚氨酯防水涂料的一面產生卷翹。企業(yè)為解決卷翹問題，采用固化時間短的聚氨酯涂料粘合聚乙烯丙綸防水卷材，使搭接縫未卷翹前即被聚氨酯防水涂料粘合，表面上解決了卷翹問題，但溶劑中的粘合劑仍然存在，溶脹作用并未因不卷翹而消失，這種溶脹作用對卷材強度的破壞變得更加隱秘，不被人們發(fā)現和重視。當聚乙烯丙綸防水卷材采用聚合物水泥作為粘合劑，才徹底解決了溶劑對卷材的溶脹作用?！段菝婀こ碳夹g規(guī)范》規(guī)定，當卷材與涂料配合使用時，涂料應放在卷材之下。SBS防水卷材和聚氨酯防水涂料都是建設部有關文件推廣使用的產品，當這兩種產品配合使用時，施工SBS防水卷材的火焰能把下層的聚氨酯防水涂層燒毀，因此聚氨酯防水涂料不能設計在SBS防水卷材的下層，建議采用自粘性防水卷材代替SBS防水卷材。如果因其他因素只能采用SBS防水卷材和聚氨酯防水涂料搭配施工兩道防水層，應把聚氨酯防水涂料設計到SBS防水卷材的上面，聚氨酯防水涂料表面必需加蓋抗刺穿、耐老化的無機保護層。相鄰的防水層之間抗拉強度、延伸率應具有匹配性《屋面工程技術規(guī)范》和《地下工程防水技術規(guī)范》規(guī)定，多道設防時，應采用不同的防水材料，起到性能互補，防水質量可靠的作用，對保證防水工程質量，起到了積極的作用。但不同的防水層，抗拉強度、延伸率不一樣，當防水層受到外力作用時，超過抗拉強度極限和斷裂伸長率極限的防水層首先斷裂，失去防水性能，起防水作用的實際上少了一道防水，因此筆者建議應開展同種材料做多道設防的工程探索試驗。同種材料做多道設防，相容性很好，多道防水形成一個整體，抗拉強度形成合力，有利于提高防水層整體的抗拉強度。4.3環(huán)境匹配防水層和與之接觸的其他施工層面，必須具有強度匹配性，突出的表現在立面防水層外加鋪裝飾層時。在廁浴間、外墻、水池等立面防水，防水層外一般有無機面磚裝飾層，如果防水層的強度不夠高，在裝飾層和結構層之間形成隔離層，面磚防水層必然脫落。所以，在這種情況下，立面防水層一般為防水砂漿、聚合物砂漿等強度較高的防水層。如果采用有機防水材料，由于有機防水材料組成的防水層強度較低，在有機防水層外必須使用具有鋼網加筋的水泥砂