淺談新型建筑防水材料

時間：2024-09-27 03:14:28 材料畢業(yè)論文我要投稿

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淺談新型建筑防水材料

　　摘要：本文主要從傳統(tǒng)防水材料和新型防水材料兩方面來介紹防水材料，突出強調(diào)新型防水材料，淺談國內(nèi)外新型防水材料的發(fā)展概況。

　　關(guān)鍵詞：新型; 防水材料; 發(fā)展

　　一、建筑防水材料

　　建筑防水材料(簡稱防水材料)是一類能使建筑物和構(gòu)筑物具有防滲、防漏功能的材料，是建筑物的一個重要組成部分。

　　(一)防水材料的作用

　　防水材料的防滲作用是指防止地下水、雨水或地基中的鹽分等腐蝕性介質(zhì)滲透到建筑構(gòu)件或地基基礎(chǔ)的內(nèi)部，防止由此而造成的性能劣化，甚至失效。防漏作用是指防止雨水、雪水、地下水等從屋頂、墻面、地基或混凝土構(gòu)件的接縫處滲漏到建筑使用空間，蓄水結(jié)構(gòu)或渠道結(jié)構(gòu)內(nèi)的水向外滲漏或建筑物、構(gòu)筑物內(nèi)部相互止水。所以防水材料是能保護建筑物和構(gòu)筑物及其構(gòu)件不受水的侵蝕和破壞，保證建筑物和構(gòu)筑物正常使用的一類不可缺少的功能性材料。目前已廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑、市政建筑、地下水工程、道路、橋梁、地鐵、隧道、涵洞、大壩、渠道護坡、海港工程、國防工事、洞庫等領(lǐng)域。正確選擇和合理使用建筑防水材料，對保證建筑物和構(gòu)筑物的質(zhì)量和使用功能，延長其使用壽命是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

　　(二)建筑防水材料的種類

　　建筑防水材料的品種很多，分類方法也很多，通�？砂聪铝蟹椒ǚ诸�。

　　1、按材料的性質(zhì)劃分

　　(1)柔性材料

　　柔性材料又可以分為高彈性防水材料—橡膠、柔性樹脂的硫化物(固化物);塑性(延性)防水材料—非反應(yīng)性材料，如膩子。

　　(2)剛性材料

　　如防水砂漿及混凝土、金屬板材等。

　　2、按材料的外觀形態(tài)及使用功能劃分

　　(1)防水卷材

　　適用于平整的大面積施工。施工快捷、防水效果好。但是卷材與基層(底材)的粘接、卷材接縫處的防水處理是其薄弱環(huán)節(jié)。不宜用于像衛(wèi)生間這樣面積小、形狀復(fù)雜、邊緣及接縫密集的部位，易被基層不平處尖角刺穿而失效。

　　(2)防水涂料

　　可形成無縫的整體防水層，防水效果好。邊緣處防水處理簡易，宜用于形狀復(fù)雜、邊緣多的部位。涂層與基層貼合緊密，粘結(jié)強度高，提高了耐裂縫及水密性。對基層的平整度要求不高，不會出現(xiàn)尖角刺穿的現(xiàn)象。采用刷涂施工效率低，勞動強度大。采用噴涂施工可提高工效，但環(huán)境污染大。

　　(3)防水密封材料

　　(4)防水膠黏劑

　　它是防水材料的主要配套材料，用于粘接防水卷材，填充基層的微裂縫，填平粗糙的表面，使卷材與基層粘貼密實。它不僅具有較大的粘接強度，還應(yīng)具有較好耐水性和水密性。

　　(5)灌漿材料

　　灌漿材料能減少基礎(chǔ)滲漏、改善裂隙巖體的物理力學(xué)性質(zhì)，增加建筑物和構(gòu)筑物地基的整體穩(wěn)定性，提高其抗?jié)B性、強度和耐久性。在建筑工程和水利工程中得到廣泛應(yīng)用。灌漿材料可以分為三大類。

　　①無機灌漿材料

　　主要是水泥、石灰和黏土類灌漿材料

　�、跒r青灌漿材料

　　③化學(xué)灌漿材料

　　又可以分為水玻璃類灌漿材料、木質(zhì)素類灌漿材料、環(huán)氧樹脂類灌漿材料、甲基丙烯酸甲酯類灌漿材料(甲凝灌漿材料)、丙烯酰胺類灌漿材料(丙凝灌漿材料)、聚氨酯類灌漿材料(氰凝灌漿材料)等。

　　(6)剛性防水材料

　　(7)堵漏防水材料

　　3、按基體(母體)材料的類型劃分

　�、贌o機材料。如水泥等

　�、谔烊挥袡C材料。如石油瀝青、煤瀝青、焦煤油等

　�、酆铣筛叻肿硬牧稀Ｈ缇郯滨�、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、有機硅、氯化聚乙烯等

　　④上述兩種或多種材料的復(fù)合材料。

　　(三)建筑防水材料應(yīng)具有的性能

　　建筑防水材料應(yīng)具有以下性能：

　　1、具有較高的耐水解性和抵抗水的滲透性(水密性)，以及較好的耐酸、堿、鹽等介質(zhì)的腐蝕性。

　　2、有較寬的溫度穩(wěn)定性，在低溫下不龜裂，在高溫下不流淌。

　　3、有較大的斷裂伸長率和拉伸強度，能承受基層的伸縮、開裂引起的位移變形，本身不開裂、不透水。

　　4、塑性大，與基層粘接牢固，剝離強度高，或具有較大的高彈性，能與基層形成穩(wěn)定的不透水整體。

　　5、具有較好的耐候性，對紫外線、熱、氧等有較高的穩(wěn)定性。

　　6、工藝性好，施工簡便，毒性低，對環(huán)境污染小，價格便宜。

　　二、傳統(tǒng)防水材料

　　傳統(tǒng)建筑防水材料是指傳統(tǒng)的石油瀝青紙?zhí)ビ蜌�、瀝青涂料等防水材料。包括石油瀝青、煤瀝青和煤焦油。如瀝青防水卷材(瀝青油氈)、瀝青溶液(冷底子油)、乳化瀝青、瀝青膠(瀝青瑪蹄脂)、瀝青砂漿和混凝土、瀝青防水涂料、瀝青石膏、瀝青麻止水填料等。

　　(一)傳統(tǒng)防水材料的現(xiàn)狀

　　這類防水材料存在著對溫度敏感、拉伸強度和延伸率低、耐老化性能差的缺點：特別是用于外露防水工程，高低溫特性都不好，容易引起老化、干裂、變形、折斷和腐爛等現(xiàn)象：這類防水材料目前雖然己規(guī)定了“三氈四油”的防水做法，以適當延長其耐久年限，但卻增加了防水層的厚度，同時也增加了工人的勞動強度，特別是對于屋面形狀復(fù)雜、凸出屋面部分較多的屋頂來說，施工就很困難，質(zhì)量也難以保證，也增加了維修保養(yǎng)的難度：目前傳統(tǒng)的石油瀝青紙?zhí)バ錃衷谥行〕鞘兄杏米鞣浪畬拥谋壤院艽�，連同玻璃布胎油氈、玻璃纖維胎油氈在內(nèi)約占我國防水材料的85%左右。

　　(二)傳統(tǒng)防水材料的缺點

　　作為傳統(tǒng)的建筑防水材料，瀝青油氈具有的優(yōu)點一般包括貨源足、價格低廉、施工技術(shù)成熟等，可以滿足建筑物的一般防水要求。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新型建筑結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用，瀝青油氈愈來愈曝露出許多缺點。這些缺點大致概括如下：

　　1、熱施工

　　施工時必須現(xiàn)場熬制用于粘結(jié)的硬瀝青，既污染了環(huán)境，又影響施工人員的健康。

　　2、瀝青原料延伸率較小

　　瀝青原料延伸率為4~8%，因此，在一定的溫度及外力作用下的抗變形能力較差，它不能滿足由于溫差、屋面基層伸縮變形而產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)變，不可避免地產(chǎn)生裂紋，最后導(dǎo)致漏水。

　　3、瀝青對溫度的敏感性強

　　瀝青使用的溫度范圍窄小，一般不到80攝氏度，小于10攝氏度左右即發(fā)脆。所以，瀝青屋面易發(fā)生起泡、起鼓、開裂、滑移、流淌等現(xiàn)象。

　　4、施工工序較多、工序較長

　　瀝青屋面施工工序較多，特別是拐角、彎點處施工更困難。瀝青屋面在維修時，必須整體拆除，造成修繕不便。由于瀝青油氈在潮濕基層上及雨天不能施工，在高溫或低溫天氣因油氈相粘或發(fā)脆不易開卷也影響施工，因此施工工期不能得到保證。

　　三、新型防水材料

　　新型建筑防水材料是相對傳統(tǒng)石袖瀝青油氈及其輔助材料等傳統(tǒng)建筑防水材料而言的，其“新”字一般來說有兩層意思，一是材料“新”，二是施工方法“新”。改善傳統(tǒng)建筑防水材料的性能指標和提高其防水功能，使傳統(tǒng)防水材料成為防水“新”材料，是一條行之有效的途徑，例如對瀝青進行催化氧化處理，瀝青的低溫冷脆性能得到了根本的改變，使之成為優(yōu)質(zhì)氧化瀝青，紙?zhí)r青油氈的性能得到了很大提高，在這基礎(chǔ)上用玻璃布胎和玻璃纖維胎來逐步代替紙?zhí)�，從而進一步克服了紙?zhí)姸鹊汀⑸扉L率差、吸油串低等缺點，提高了瀝臂油氈的品質(zhì)。

　　(一)新型防水材料產(chǎn)生背景

　　據(jù)1983年統(tǒng)計，我國石油瀝青油氈總產(chǎn)量為3345萬卷，其中國家安排的17個油氈定點生產(chǎn)產(chǎn)量為2200萬卷，只能滿足建筑防水需要量的60%，石油瀝青的缺口則更大。1986年城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護部頒發(fā)的建筑技術(shù)政策中明確指出要“改善瀝青防水材料與防水涂料質(zhì)量，發(fā)展中、高檔防水卷材、涂料以及防水嵌縫密封材料，”七五“期間重點開發(fā)防水、防火和保溫隔熱材料新品種，全面開展應(yīng)用新技術(shù)的研究開發(fā)工作，建立與制定產(chǎn)品系列、標準與應(yīng)用規(guī)程，后十年普遍達到國際七、八十年代水平”。因此，提高防水工程的質(zhì)量，延長其使用壽命，解決石油瀝青系制品的供應(yīng)不足，研究新型防水材料及施工技術(shù)就成為建筑防水工程迫切需要解決的課題。1985年全國技術(shù)成果交易會防水系列材料及施工技術(shù)的交易額高達一億元以上，成為交易會上成交金額最高的項目，這充分說明了對新型防水材料開發(fā)與應(yīng)用的迫切要求。

　　(二)主要新型防水材料

　　新型建筑防水材料主要有合成高分子防水卷材、高聚物改性瀝青防水卷材以及防水涂料、防水密封材料、堵漏材料、剛性防水材料等。

　　1、高聚物改性瀝青防水卷材

　　高聚物改性瀝青防水卷材系以高聚物改性的瀝青為涂蓋材料，以玻纖氈、黃麻布、聚酯氈為胎體所制成的卷材，它克服了普通瀝青油氈的不足，具有高溫不流淌、低溫不脆裂、拉伸強度高、延伸率較大等優(yōu)異性能，是我國今后大力發(fā)展和推廣的防水卷材之一。

　　2、合成高分子防水卷材

　　合成高分子防水卷材，系以合成橡膠、合成樹脂或兩者的共混體為基料，加入適當化學(xué)助劑和填充料等經(jīng)過塑煉混煉、壓延或擠出成型、硫化、定型等工序加工而成。該卷材具有抗拉強度高，斷裂伸長率大，抗撕裂強度高，耐熱、耐低溫性能好以及耐腐蝕、耐老化、可冷施工等優(yōu)良特性，是高檔次防水卷材，也是我國今后要大力發(fā)展的新型防水材料。

　　3、高聚物改性瀝青防水涂料

　　高聚物該性瀝青防水材料通常是用再生橡膠、合成橡膠、SBS或樹脂對瀝青進行改性而制成的溶劑型或水乳型涂涂膜防水材料。通過對瀝青改性的防水涂料，具有高溫不流淌、低溫不脆裂、耐老化、增加延伸率和粘結(jié)力等性能，能夠顯著提高防水材料的物理性能，擴大應(yīng)用范圍。

　　4、剛性防水材料

　　主要是水泥防水砂漿及混凝土、金屬板材等。剛性防水本身具有很好的水密性，但其接縫處仍需采用柔性防水材料來密封�；炷列源�、易產(chǎn)生裂縫而漏水。金屬板材易銹蝕而失效，而且造價較貴，所以在使用上收到一定的限制。

　　5、堵漏材料

　　這是針對建筑物和構(gòu)筑物由于種種原因形成裂縫或孔洞而產(chǎn)生的滲漏進行修補或搶修用的材料。堵漏止水材料應(yīng)不溶于水，且具有較好的耐水解性和水密性。自身強度和粘接強度較高，能在潮濕面上或水中快速固化、粘接，最好具有較大的高彈性和水脹性。

　　6、防水密封材料

　　又稱嵌縫材料。主要用于建筑物和構(gòu)筑物中各種接縫或裂縫的嵌填以保持水密性。防水密封材料應(yīng)具有較大的塑性和粘結(jié)性，或具有較大的高彈性，以適應(yīng)接縫或裂縫拉壓等位移變形，保持水密性。防水密封材料可以分為定性密封材料，如帶狀、條狀、棒狀、卷狀等定性產(chǎn)品，包括硫化型和非硫化型兩種;不定形密封材料，包括液狀和膏狀兩大類。

　　(三)防水工程施工實例

　　1、大連北良有限公司38萬噸筒倉倉邊坑內(nèi)防水、堵漏

　　(1)工程現(xiàn)狀：由于倉邊坑工期緊迫，坑外急需填土，因此業(yè)主同意將倉邊坑的防水改為防水;倉邊坑的混凝土個別部位質(zhì)量較差，有蜂窩、麻面，甚至有貓洞，產(chǎn)生滲透水;倉邊坑地下二層，總防水面積2000平方米。

　　(2)防水、堵漏施工方案：首先清除地坑四周壁面及二層地面的灰塵和殘留砂漿;并用水清洗干凈;除有寬0.22mm以上裂縫和蜂窩、麻面、滲漏點需作特殊處理外，其余按噴涂工藝對整個倉邊坑壁面噴涂奇羅混凝土防護劑三遍。

　　2、靈山大佛底座(萬佛殿頂)、荷花座、萬佛殿底板混凝土滲水

　　(1)工程現(xiàn)狀：施工完成后，以上三層人行道部分的混凝土由于冬季施工產(chǎn)生較多的裂縫，雨季滲水，三層總防水面積約3000平方米。

　　(2)防水、堵漏施工方案：首先消除需處理混凝土面的灰塵和殘留砂漿;并用水清洗干凈;除有寬0.2mm以上裂縫和蜂窩、麻面需作特殊處理外，其余按噴涂工藝對施工面均勻噴涂奇羅混凝土防護劑3遍。

　　(四)國外新型建筑防水材料的發(fā)展

　　建筑防水材料隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，正在趨向于高分子材料化，逐步擺脫防水性能較差的瀝青系防水材料。目前，國際上形成“防水工程學(xué)”、“防水材料學(xué)”等學(xué)科，每年在國際上申請的有關(guān)防水材料專利100多項。下面簡述一些國家的防水材料的發(fā)展情況。

　　在美國，防水嵌縫油膏用得比較多的是聚氨酯系列油膏，一般為單組分。效果更好的有硅樹脂、多硫嵌縫材料，但由于價格較高，僅使用在高級的建筑中。嵌縫油膏發(fā)展的方向是非溶劑型的聚氨酯密封材料，以降低成本，改善性能。根據(jù)哈夫大學(xué)統(tǒng)計，美國瀝青的油氈用量降低，而采用玻纖胎、聚酯胎的防水卷材以及橡膠改性的防水卷材增加較快，防水薄膜(有膠黏劑及隔離紙)的發(fā)展速度也很快。在防水涂料中，美國的乳化瀝青及焦油聚氨酯防水涂膜使用的比較多。

　　在蘇聯(lián)，過去使用得較多的是熱用的瀝青瑪蹄脂近年來他們也注意發(fā)展以高分子材料改進的防水材料，如使用塑料防水材料，并將塑料和混凝土構(gòu)件制成一體化防水構(gòu)件。另外，使用的較多是一種以高分子材料改性的流動性好，強度高、變形強、粘結(jié)性能較佳的嵌縫油膏。它們的質(zhì)量百分比為：瀝青65~75%，合成橡膠2.5~4%，有機溶劑10~15%，石棉6~10%，水泥6~10%。

　　日本是建筑防水材料發(fā)展最快的國家之一。多年來，他們注意汲取其他國家防水材料的先進經(jīng)驗，并大膽使用新材料、新工藝，使建筑防水材料向高分子化方向發(fā)展。目前，日本的高分子防水材料價格已低于瀝青防水材料，并且使用瀝青系防水材料的比例也從70年代的70%下降到50%(1988年)，新型高分子防水材料的施工面積也達到了50%左右(1988年)。

　　綜上所述，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，國外今后的防水結(jié)構(gòu)趨向于簡便的單層防水，建筑防水材料趨向于冷施工的高分子材料，而熱施工的、瀝青系多層疊合防水結(jié)果將逐漸減少，這個發(fā)展趨勢也必定是我國今后建筑防水材料的發(fā)展方向。

　　(五)我國新型防水材料的發(fā)展前景

　　新型防水材料的開發(fā)、應(yīng)用，它不僅在建筑中與密封、保溫要求相結(jié)合，也在舒適、節(jié)能、環(huán)保等各個方面提出更新的標準和更高的要求。應(yīng)用范圍已擴展到鐵路、高速公路、水利、橋梁等各個領(lǐng)域。

　　如今，在生產(chǎn)和施工中高能耗、低質(zhì)量、使用壽命短、不符合環(huán)保要求的防水材料易被淘汰，相繼發(fā)展的防水材料是符合國情、能與國際接軌的新型防水材料。

　　按國家建材行業(yè)及制品導(dǎo)向目錄要求及市場走勢，SBS、APP改性瀝青防水卷材仍是主導(dǎo)產(chǎn)品，將大力發(fā)展;高分子防水卷材重點發(fā)展三元乙丙橡膠(EPDM)、聚氯乙烯(PVC)P型兩種產(chǎn)品，并積極開發(fā)熱塑性聚烯烴(TPO)防水卷材。防水涂料前景看好是聚氯酯防水材料(尤其是環(huán)保單組分)及丙烯酸酯類。密封材料仍重點發(fā)展硅酮、聚氨酯、聚硫、丙烯酸。防水保溫一體化材料、剛性防水材料、防滲堵漏材料、金屬屋面材料、瀝青瓦、土木材料有一定市場。

　　在“十五”期間，我國經(jīng)濟進入新的階段，新型防水材料年平均增長率將逐步加大，預(yù)計在全國防水工程的占有率達到50%以上。

　　新型防水材料應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑，特別是住宅建筑的屋面、地下室、廁浴、廚房、地面防水外，還將廣泛用于新建鐵路、高速公路、輕軌交通(包括橋面、隧道)、水利建設(shè)、城鎮(zhèn)供水工程、污水處理工程、垃圾填埋工程以及建筑物外墻防水。

　　我國的建筑防水材料雖然取得了顯著的進步，但仍然存在著值得注意的問題：

　　(1)改性瀝青防水卷材不合格產(chǎn)品充斥市場，施工方法不規(guī)范，用偷工減料形式降低成本，不能保證施工質(zhì)量。

　　(2)高分子卷材質(zhì)量達到標準要求，但有個別施工單位技術(shù)不成熟，不能保證施工質(zhì)量。個別生產(chǎn)(施工)單位使用EPDM粘合劑不過關(guān)。

　　(3)防水涂料質(zhì)量達不到要求，有些涂料仍是有味溶劑型，應(yīng)向水質(zhì)、厚質(zhì)方向發(fā)展。彩色聚氨酯防水涂料直接應(yīng)用戶外時，抗老化性差、掉色、使用壽命短。聚合物乳液建筑防水涂料品質(zhì)和抗污染性差，應(yīng)需解決。

　　建筑工程防水歷來是建筑界十分關(guān)心的問題。據(jù)有關(guān)資料介紹，由于建筑工程防水的滲漏，給國家造成很大的經(jīng)濟損失。建筑防水工程質(zhì)量問題，是一門綜合科學(xué)，涉及到各方面因素，如主體結(jié)構(gòu)設(shè)計、防水構(gòu)造設(shè)計、防水材料選擇、防水材料質(zhì)量、防水施工技術(shù)、管理與維護等等。

　　僅就防水施工而言，施工人員不懂施工或者稱無證上崗，施工不認真、有章不循，更有甚者在施工當中偷工減料，用劣質(zhì)不合格防水材料充當合格品，欺騙用戶等等，顯然，這些因素是造成建筑滲漏的主要原因之一。

　　隨著社會進步和時代發(fā)展，建筑物整體結(jié)構(gòu)的變化，建筑物防水構(gòu)造多樣化設(shè)計，要求匹配的應(yīng)該是質(zhì)量好、使用年限長、施工方便、沒有污染、功能型、甚至是納米防水材料及應(yīng)用技術(shù)。防水材料的生產(chǎn)與應(yīng)用面臨新的挑戰(zhàn)，從而促進新型防水材料的發(fā)展。

　　四、結(jié)束語

　　隨著新型建筑防水工業(yè)的發(fā)展及其在建筑中的廣泛應(yīng)用，人們需要進一步的學(xué)習(xí)有關(guān)新型建防水料有關(guān)的專業(yè)知識。因此，作為求學(xué)階段的我們應(yīng)擁有與時俱進的思想，在努力學(xué)習(xí)專業(yè)課的同時，積極探索了解新的科學(xué)文化知識，為以后自身的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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