浅谈防水层应具备的性能

试论防水层应具备的性能内容提要：本文认为，在建筑防水设计中，必须兼顾防水层的整体性、均匀性、耐久性、匹配性等性能，合理的选择防水材料的品种，科学的设计它们之间的相互搭配，防水层才能持久地发挥作用。关键词：防水层

整体性

均匀性

耐久性

匹配性0.前言笔者根据施工实践认为，建筑物的防水层必须具备整体性、均匀性、耐久性、匹配性，才能具备持久的防水效果。本文把笔者的体会叙述如下，以求教于同行的专家、学者。1.整体性所谓防水层的整体性是指构成同一板块（屋面、厕浴间、地下室、外墙）防水层的防水材料之间，防水材料和水落口、排气管、穿墙管、穿越楼地面的管道、该板块内的其它附属建筑物之间通过合理使用粘结、密封材料，使之形成一个严密的防水层；这种粘结密封材料作用效果，应使接缝处防水层的严密性和耐久性不低于防水层的其它部分。同一防水板块的防水层必须具有整体性，十分科学并被业内人士肯定。这种整体性分为同种材料之间的整体性和不同种材料之间的整体性，保持防水层的整体性，是防水成败的关键因素之一。1.1同种材料的整体性：建筑防水涂料形成的防水层属于无缝防水层，整体性能好。建筑防水涂料一般需要多遍涂刮才能形成一道防水层，实际施工中应根据涂料的性能合理安排施工，每遍涂刮最好一次完成，特别是对于以水泥为主的聚合物水泥类防水涂料，更应该做到连续涂刮每遍涂料，以防止已固化的涂料和未固化的涂料之间接缝不严密而渗水，多遍整体涂刮形成一道整体性良好的防水层。防水卷材形成的防水层，存在长边和短边的搭接缝，怎么使搭接缝严密不透水，形成整体性良好的防水层，是卷材施工中的技术要点。卷材搭接缝一般采用与卷材材性相近、相容性好的密封材料，或者采用自粘性丁基橡胶密封带，可有效解决卷材搭接缝的密封问题，使由卷材构成的防水层具有良好的整体性。SBS、APP等高聚物改性沥青防水卷材，多采用热熔法焊接搭接缝，由于采用人工操作，搭接缝的熔融、辊压程度不均匀，常造成渗漏水，并且漏点难以查找。为保证搭接缝的严密可靠，建议采用如下两项措施：（1）搭接缝应通过加热、辊压，挤出改性沥青1~2mm。（2）采用同种高聚物改性沥青制造的密封胶封闭搭接缝，宽度80~100mm，厚度不低于2mm。PVC等塑料片材，搭接缝也是采用热熔焊接，同样存在搭接缝密闭不严密的隐患，虽然在工程验收中采用了高压不透气检测，但渗漏现象时有发生。为保证搭接缝的严密可靠，建议采用如下措施：（1）采用不低于50mm宽的1.5~2.0mm厚的丁基胶粘带封闭搭接缝。（2）采用其他与塑料片材相容性好的密封胶封闭搭接缝。三元乙丙橡胶卷材多采用氯丁粘合剂粘贴，搭接缝多采用固含量较高的氯丁粘合剂封闭搭接缝。氯丁胶耐水性较差，在水的长期作用下搭接缝易开胶，从而造成建筑物渗漏。用三元乙丙橡胶改性的丁基胶粘带粘结、密封三元乙丙防水卷材之间的搭接缝，不仅粘结力强，而且耐水性好，在国内外均有成功的工程案例。上述措施，都是为了使卷材、片材形成的防水层具有良好的整体性能，达到彻底消除搭接缝渗漏隐患的目的。1.2不同种材料的整体性同一防水板块采用不同的防水材料时，应选用合理的密封材料，使不同种防水材料形成一个整体性好的防水层。如：地下室底板采用SBS防水卷材、立墙采用聚氨酯防水涂料，SBS防水卷材和聚氨酯防水涂料之间，并不能形成紧密地结合，造成极大的渗漏水隐患。建议采用丁基胶粘带粘接搭接缝，使二者形成一个整体性能好的防水层，有效地消除渗漏隐患。同一防水板块内的防水层和穿越防水层的水落口、各种管道、附属建筑物之间，属于不同种材料之间的连接。建议把这些水落口、管道、建筑物划为防水层的一个组成部分，选择一种与两种材料均具有良好的粘结性能的密封材料，才能有效地解决不同种材料之间的密封，使之形成一个整体性好的防水层。如：防水层和穿越屋面的各种管道、水落口以及屋面上的建筑物等之间，地下室防水层和桩头、穿墙管之间，厕浴间防水层和穿越楼地面的各种管道之间、外墙防水层和窗架之间，均需要解决它们之间的连接密封问题，使之形成统一的整体。解决防水层的整体性，需要材料生产企业根据工程实际需求，生产配套的辅助材料，形成主防水产品和辅助材料组成的防水系统。为实现这一目标，呼吁行业管理部门和企业重视防水系统的品牌化，打造名牌防水系统。2.均匀性防水层具备整体性后，还应该具备均匀性，防水层的均匀性包括两个方面：性能均匀和厚度均匀。2.1性能均匀只有性能均匀，才能使防水层具有相同的内在性能，对外表现出相同的物理力学性能和耐久性。否则性能差的部分过早老化破裂，从而失去防水性能，破坏了防水层的整体性。

对于柔性防水层，性能均匀十分重要。以高聚物改性沥青防水卷材为例，要做到产品性能均匀，必须首先采用同一批次的原材料，使高聚物和沥青等原材料性能均匀，在合理的工艺条件下，使高聚物均匀的分散在沥青中，达到对沥青改性的目的，最终使防水卷材的各个部分对外表现出相同的性能。对于刚性防水层，也必须做到性能均匀，应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匀一致，搅拌混合工艺相同，否则也很难使防水层性能均匀。2.2厚度均匀在性能均匀的前提下，防水层的厚度要均匀。柔性防水层的耐老化性能、抗拉性能、抗刺穿性能等与厚度成正比关系，厚度薄的防水层总是首先破裂；刚性防水层的抗渗性与厚度也成正比关系，在其他条件相同的情况下，厚度薄的防水层首先渗透。同一防水板块的耐久性，由防水层最薄部分决定，最薄部分透水后，防水层的完整性就遭到破坏。综上所述，同一板块的防水层，性能均匀、厚度均匀十分重要，防水层的寿命由性能最差、厚度最薄的部分决定。为达到防水层性能的均匀性，我们需要从如下两方面做好工作。（1）呼吁材料生产企业生产性能均匀的材料。如：生产高聚物改性沥青防水卷材时，不仅要采用同一批次的高聚物和沥青，而且它们之间要分散均匀，使成品具有均匀的性能。（2）呼吁监管部门加强管理力度，敦促施工企业采购、使用性能均匀的产品。如：现实施工中，有些施工企业为了获取高额利润，用少量合格的产品应付工地现场检测，用大量不合格的产品承做防水工程，甚至采用不同厚度、不同型号的产品交叉使用，直接破坏了性能均匀和厚度均匀。（3）改进施工工艺，涂刮厚度均匀的涂膜。传统的涂料涂刮，采用皮刮子，涂膜的厚度与刮板的受力成反比，人为因素很大，建议锯齿形刮板或机械施工，保证厚度均匀一致。3.耐久性在防水层整体性、均匀性好的条件下，防水层尚应具备良好的整体耐久性。耐久性包括两个方面，耐大气老化和耐介质浸蚀性能。3.1耐大气老化性能没有保护层的屋面防水层、窗框和玻璃间的密封材料，暴露在阳光下，直接受紫外线照射、风吹雨淋、冷暖温度变化作用，因此要求暴露使用的防水层必须具备在大气下的耐久性，耐大气老化差的材料，必须在防水层上加盖无机保护层。耐老化性能相对较好的SBS改性沥青防水卷材、PVC塑料片材、三元乙丙防水卷材可以直接暴露在大气下使用，而聚乙烯丙纶防水卷材、PE塑料片材、聚氨酯防水涂层、丙烯酸防水涂层等必须在加盖保护层的的条件下使用。根据施工实践经验，加盖无机保护层的防水层的寿命比直接暴露在阳光下的防水层的使用寿命至少提高一倍，因此，耐老化性能好的有机防水层在条件允许的情况下，应尽量加盖无机保护层。无机保护层最好采用水泥砂浆、预制混凝土板等，对于采用架空隔热板的屋面，隔热板与女儿墙之间500~800mm宽的未铺设隔热板的防水层，应采用水泥砂浆保护，否则，外露部分过早老化渗漏，破坏了防水层的整体性。对于表面粘附无机矿物粒片的SBS防水卷材，笔者认为，只能将这层无机矿物粒片作为装饰层使用，不能作为保护层，其理由是无机矿物粒片不能完全遮盖防水层，紫外线总能通过矿物粒片之间的空隙照射防水层，被照射部分过早老化渗漏，未被照射的部分耐久性再好，也不能满足防水层整体性的要求，整个防水层布满了筛孔，防水层宣告寿终正寝。脱落的矿物粒片在屋面上还有其他危害，比如堵塞水落口、刺伤防水层等。3.2耐介质浸蚀性能耐介质浸蚀性能包括耐淡水浸蚀和耐特殊介质水浸蚀两个方面。耐淡水浸蚀耐淡水浸蚀是防水层必须具备的性能，我们不仅要求防水层防水性能好，而且要求防水层具有良好的耐水性能。这里特别应该提到的是水乳型防水涂料，由于其中的乳化剂具有亲水、憎水两个极团，在水中长期浸泡的防水层，亲水极在水的作用下，慢慢向水中溶解，防水层溶涨失去原有的性能，造成建筑物渗漏。因此水乳型防水涂料不得应用于地下室、水池、游泳池等长期水浸的工程部位，许多案例也证实这点。在水的短期作用下，水对由水乳型防水涂料构成的防水层的破坏作用小，干燥后性能损失率低。因此，水乳型防水涂料合适的使用环境是干湿交替的工程部位，比如：厕浴间、外墙等工程部位。耐特殊介质水浸蚀在一些特殊的场合，防水层不仅需要耐淡水浸蚀而且需要耐特殊介质水的浸蚀。沿海附近的地下室，防水层必须具备耐海水浸蚀性能；化工厂的一些蓄水池，防水层必须具备耐酸碱浸蚀性能；垃圾填埋场，防水层必须具备耐酸碱和微生物腐蚀性能。根据不同的介质，选择性能不同的防水材料。4.匹配性这里讲的匹配性，是指必须根据防水层的使用功能选择相适应的防水材料，达到功能匹配；单道防水还必须根据材料性能选择相适应的粘合剂等辅助材料、多道防水必须根据材料的性能选择每道材料，达到性能匹配；还必须根据防水层的使用环境、结合材料的性能选取恰当的材料，达到环境匹配。4.1功能匹配功能匹配要求防水层必须根据被防水的建筑物的使用功能，选择相应的防水材料。水塔等饮用水池使用的防水材料，必须无毒、不对人体产生危害，理化检测符合国家(GB5749-85)《生活饮用水标准》，毒理学检测安全，必要的时候还应作小白鼠试验；垃圾填埋场使用的防水材料必须具有耐微生物腐蚀、耐刺穿性能；化工厂蓄水池使用的防水材料必须具备耐酸碱盐腐蚀；海边建筑有可能接触海水的防水层必须具备耐海水腐蚀性能；只接触雨水、或其它淡水的防水层，要具有很好的耐水性能（不低于80%）；热水池使用的防水材料要具有较高的耐热性，冷水池、冷库使用的防水材料要具有较好的低温柔性。4.2性能匹配相互之间不产生有害的物理化学反应相邻的两道防水层之间，或者防水材料与粘合剂之间，不能产生降低防水材料性能的物理化学反应。三元乙丙、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材、塑料防水片材等，常使用含有有机溶剂的溶剂型粘合剂将之粘合于基层表面、三元乙丙、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材的搭接缝也常使用固含量更高的溶剂型粘合剂粘合密封，这些溶剂型粘合剂含有苯、二甲苯等有机溶剂，使用过程中，残留在粘合剂层中的溶剂，对防水卷材具有溶胀作用，直接导致防水卷材抗拉强度、延伸率的降低。在测定一组含有二甲苯溶剂的粘合剂对PVC塑料地板砖与水泥基层之间的粘合力试验中，PVC试件的断裂点总是在涂有粘合剂的边沿，说明了溶剂的溶胀作用对PVC抗拉强度产生了破坏作用。某工地设计用氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材做屋面防水层，采用氯丁橡胶粘合剂、采用固含量高的氯丁胶粘合剂做搭接缝封口胶，未设计无机保护层。完工后4~5个月，卷材与搭接部位相邻处、屋面阳角处等涂胶部位产生了大量的裂纹，导致整个防水层报废。因此，使用溶剂型粘合剂粘合防水卷材值得商榷。在聚乙烯丙纶防水卷材推广初期，有企业采用聚氨酯防水涂料粘合搭接缝，聚氨酯防水涂料中的有机溶剂对聚乙烯丙纶防水卷材产生了溶胀作用，涂有聚氨酯防水卷材的一面被溶胀，表面积增大，未涂聚氨酯防水涂料的一面，仍保持原来的产品尺寸，造成聚乙烯丙纶防水卷材搭接缝向未涂聚氨酯防水涂料的一面产生卷翘。企业为解决卷翘问题，采用固化时间短的聚氨酯涂料粘合聚乙烯丙纶防水卷材，使搭接缝未卷翘前即被聚氨酯防水涂料粘合，表面上解决了卷翘问题，但溶剂中的粘合剂仍然存在，溶胀作用并未因不卷翘而消失，这种溶胀作用对卷材强度的破坏变得更加隐秘，不被人们发现和重视。当聚乙烯丙纶防水卷材采用聚合物水泥作为粘合剂，才彻底解决了溶剂对卷材的溶胀作用。《屋面工程技术规范》规定，当卷材与涂料配合使用时，涂料应放在卷材之下。SBS防水卷材和聚氨酯防水涂料都是建设部有关文件推广使用的产品，当这两种产品配合使用时，施工SBS防水卷材的火焰能把下层的聚氨酯防水涂层烧毁，因此聚氨酯防水涂料不能设计在SBS防水卷材的下层，建议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两道防水层，应把聚氨酯防水涂料设计到SBS防水卷材的上面，聚氨酯防水涂料表面必需加盖抗刺穿、耐老化的无机保护层。相邻的防水层之间抗拉强度、延伸率应具有匹配性《屋面工程技术规范》和《地下工程防水技术规范》规定，多道设防时，应采用不同的防水材料，起到性能互补，防水质量可靠的作用，对保证防水工程质量，起到了积极的作用。但不同的防水层，抗拉强度、延伸率不一样，当防水层受到外力作用时，超过抗拉强度极限和断裂伸长率极限的防水层首先断裂，失去防水性能，起防水作用的实际上少了一道防水，因此笔者建议应开展同种材料做多道设防的工程探索试验。同种材料做多道设防，相容性很好，多道防水形成一个整体，抗拉强度形成合力，有利于提高防水层整体的抗拉强度。4.3环境匹配防水层和与之接触的其他施工层面，必须具有强度匹配性，突出的表现在立面防水层外加铺装饰层时。在厕浴间、外墙、水池等立面防水，防水层外一般有无机面砖装饰层，如果防水层的强度不够高，在装饰层和结构层之间形成隔离层，面砖防水层必然脱落。所以，在这种情况下，立面防水层一般为防水砂浆、聚合物砂浆等强度较高的防水层。如果采用有机防水材料，由于有机防水材料组成的防水层强度较低，在有机防水层外必须使用具有钢网加筋的水泥砂