近幾年來，建筑工程防水技術(shù)領(lǐng)域，新型防水材料日益增多，當(dāng)前國際上正在發(fā)展的最新防水材料及防水技術(shù)在我國幾乎都有采用與發(fā)展，大大推動了我國工程防水技術(shù)的發(fā)展。但是也應(yīng)看到，我國的防水技術(shù)與世界先進(jìn)水平相比，仍有一定差距，尚不能完全有效地適應(yīng)工程發(fā)展的需求，對正確處理防水工程中防水材料與構(gòu)造設(shè)計及施工技術(shù)之間的關(guān)系，缺乏整體構(gòu)思與考量，特別是對防水材料的互補性、適應(yīng)性與實效性認(rèn)識不足和處理失當(dāng)，導(dǎo)致防水工程滲漏水事例頻頻發(fā)生，給工程建設(shè)和生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重影響。因此，如何提高防水材料的互補性、適應(yīng)性和實效性，已成為防水工程專業(yè)人士必須面對和解決的一個關(guān)鍵技術(shù)問題。
1 防水材料的互補性
防水材料的互補性，包括剛性材料與剛性材料、剛性材料與柔性材料、柔性材料與柔性材料之間的互補性。這里談的互補性主要是指剛性防水材料與柔性防水材料的互補性，即兩者如何有機(jī)結(jié)合、取長補短、相輔相成，以形成合理、有效和可靠的工程防水體系。
1.1 剛性防水材料的特征與作用
剛性防水材料主要指集承重與防水功能于一體的防水混凝土，它是一種具有防水特性的結(jié)構(gòu)主體材料，是地下工程防水體系的基礎(chǔ)、載體和依托。
長期以來，防水混凝土一直被看成是工程結(jié)構(gòu)材料，未列入防水范疇，因此很少引起防水界的重視。其實早在20世紀(jì)50年代，我國就對防水混凝土進(jìn)行了研究和應(yīng)用，將其應(yīng)用在北京火車站、湖北大冶江心水泵站等重要工程中，均獲得良好效果。60年代有關(guān)方面曾對我國70個本體自防水工程進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，測得有滲透水量的工程僅3例，占4％，這說明當(dāng)時我國防混凝土結(jié)構(gòu)自防水就已發(fā)展到較高水平。
此后，國標(biāo)GBJ 108—87、GB 50108—2001均將防水混凝土列為一章，GB 50108—2008中將“地下工程迎水面應(yīng)采用防水混凝土”列為強制性條文，充分表明了剛性防水材料在工程防水體系中的重要地位與作用。
在長期的工程防水實踐中，我們認(rèn)識到剛性防水材料有下列優(yōu)缺點（表1）：
1.2 柔性防水材料的特征與作用
柔性防水材料是粘附于主體結(jié)構(gòu)上的一種具有一定變形能力的防水材料，如高聚物改性瀝青防水卷材、高分子合成橡膠片材及防水涂膜等。
柔性防水材料具有下列優(yōu)點
1.3 有效提高地下工程整體防水功能的基本途徑
1）發(fā)展減少收縮和控制混凝土水化熱的新品種——防水混凝土
（1）摻加FSl02密實劑的防水混凝土
在混凝土中摻人占水泥質(zhì)量0.21％的FS102密實劑，可顯著減少混凝土收縮，獲得高密實性、高抗?jié)B性的混凝土，抗氯離子滲透性可提高13％～18％，對減少超長板塊混凝土后澆帶或加強帶的設(shè)置具有顯著功效。該技術(shù)已應(yīng)用于國內(nèi)200余個防水混凝土工程，均取得良好效果。哈爾濱愛建上海一百公司工程，底板為300 m×200 m的超長混凝土板塊，采用該技術(shù)后，僅中間部位設(shè)置一條伸縮縫，取消了后澆帶。施工時連續(xù)澆筑混凝土底板長達(dá)160 m，竣工后6年多來，使用效果良好。
（2）摻聚羧酸（PCA）高效減水劑的防水混凝土
PCA是一種新型減水劑，減水率高，當(dāng)PCA的摻入量僅為萘系高效減水劑的1/10～1/5時，其減水率可高達(dá)30％以上。PCA對延緩水泥水化放熱和降低7 d水泥水化熱作用也極為明顯，這對降低混凝土熱峰值和減少溫度應(yīng)力引起的開裂具有良好作用。PCA與粉煤灰等膠凝材料有良好的協(xié)同作用。兩者復(fù)合使用具有明顯抑制水泥水化熱的效果。因此該材料在制備抗?jié)B、高抗裂和高耐久性混凝土呈現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。
該外加劑在地鐵隧道混凝土工程中已獲得較為廣泛應(yīng)用，作為指定外加劑被列入了北京工程建設(shè)企標(biāo)《軌道交通工程結(jié)構(gòu)混凝土裂縫控制與耐久性技術(shù)規(guī)程》中。
2）提高柔性防水材料品質(zhì)
在剛?cè)峤Y(jié)合的防水中，柔性防水是重要和必要的設(shè)防措施，因此，提高柔性防水材料的品質(zhì)是有效提高地下工程整體防水功能的重要途徑。在提高柔性防水材料品質(zhì)的同時，還應(yīng)發(fā)展與之相適應(yīng)的施工新技術(shù)，增加卷材幅寬，減少接縫薄弱環(huán)節(jié)。
3）提升剛性、柔性防水材料的集成效應(yīng)
提升剛性、柔性防水材料的互補性及采用多道設(shè)防措施，不是簡單地將幾種防水材料相疊加。將幾種防水材料簡單疊加在一起，無助于工程整體防水能力的提高，仍有可能出現(xiàn)竄水等滲漏現(xiàn)象。
基于近年來防水工程滲漏率下降不甚明顯，某些人誤認(rèn)為“防線越多越易滲漏”，主張減少設(shè)防道數(shù)。其實這只是看到了事物的表面現(xiàn)象，沒有抓住問題的實質(zhì)。滲漏現(xiàn)象的本質(zhì)不是防水設(shè)防多引起的，而是源于每道防線都是孤立的，材料間互補性、關(guān)聯(lián)性差：多道防線本應(yīng)獲得1＋1＞2的防水效果，有些工程實際上只獲得1＋1＜2的作用，自然起不到應(yīng)有的防水效果。因此必須研究和解決各種柔性防水材料與剛性防水材料的互補性，以及防水材料與主體結(jié)構(gòu)的有機(jī)合成，提升整體防水體系的集成效應(yīng)，實現(xiàn)1＋1＞2的防水效果，以凝聚更大的整體防水能量。
當(dāng)前能明顯改善剛性與柔性防水材料集成效應(yīng)的新材料、新技術(shù)、新方法有：
（l）高分子自粘膠膜防水卷材
高分子自粘膠膜防水卷材是采用高密度聚乙烯等高分子防水卷材，在其一側(cè)的表面涂敷特殊的非瀝青類高分子膠粘層的功能性卷材。它具有較高的斷裂拉伸強度和斷裂伸長率，膠膜的耐候性好，可單層使用和采用現(xiàn)場預(yù)鋪法施工。
（2）預(yù)鋪反粘卷材防水體系
預(yù)鋪反粘法是外防內(nèi)貼的一種施工技術(shù)。其特點是：
將覆有自粘膠膜層的防水卷材鋪貼在基面上，然后直接澆筑結(jié)構(gòu)混凝土。流態(tài)混凝土與自粘卷材表面壓敏性自粘層接觸后，兩者能持久地緊密咬合粘結(jié)在一起，構(gòu)成完整的防水結(jié)構(gòu)體系。這種防水體系顯著提高兩者的集成效應(yīng)，避免了因卷材與主體結(jié)構(gòu)粘結(jié)不良造成竄水的弊病。此外由于防水層不與墊層粘結(jié)，可避免因墊層混凝土收縮開裂或不均勻沉降造成卷材自身的撕裂，有效防止地下水的侵入。
（3）聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材
聚乙烯丙綸卷材復(fù)合防水技術(shù)是由柔性的聚乙烯丙綸卷材與剛性的聚合物水泥防水膠粘層共同組成的復(fù)合防水層，兩者結(jié)合后具有良好的共同工作特性。以聚合物水泥防水膠結(jié)料取代傳統(tǒng)的高分子防水膠粘料，它與混凝土結(jié)構(gòu)同屬水泥基類材料，兩者相容性好，粘結(jié)緊密牢固。高分子粘結(jié)劑具有良好的粘結(jié)性和防水性雙重功能，自身就是一道防線。聚乙烯丙綸防水卷材已在工業(yè)民用建筑、地鐵等工程中廣泛應(yīng)用。北京奧運村運動員公寓、地鐵復(fù)八線上面積達(dá)60萬m2的通惠家園等工程均采用聚乙烯丙綸卷材復(fù)合防水技術(shù)，獲得了良好效果。
2 防水材料的適應(yīng)性
適應(yīng)性主要指防水材料對工程條件、工程環(huán)境、工程部位的適應(yīng)性
2.1 防水材料對工程使用條件的適應(yīng)性
對長期浸泡水中或耐久性要求較高的地下工程所采用的防水涂料，除按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一般檢測外，還必須進(jìn)行表3中的4項耐水性試驗，即：浸水168 h后的拉伸強度；浸水168 h后的斷裂伸長率；浸水168 h后的粘結(jié)強度保持率；浸水168 h后的抗?jié)B性的保持率。以上要求雖是《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，對于長期浸泡水的工程亦應(yīng)作此測試，以滿足工程使用要求。
2.2 防水材料對施T環(huán)境溫度的適應(yīng)性
1）低溫及負(fù)溫影響
一般防水材料均不宜在低溫及負(fù)溫下施工，否則會影響粘結(jié)性能及防水效果。不同防水材料施工的適宜溫度。
此外，三元乙丙防水卷材的膠粘劑必須在5℃以上的氣溫條件才具有良好的粘結(jié)性。但北京某工程地下室，卻在一9℃時強行施工三元乙丙卷材，一天后3 000多m2的外墻卷材全部滑落，底板上的卷材則出現(xiàn)翹邊、開裂現(xiàn)象，既造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失又延誤了工期。北京另一地下工程，同樣在嚴(yán)冬季節(jié)施工聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材，施工時采取了搭大棚及加強采暖等保溫保濕措施，棚內(nèi)溫度達(dá)3～5℃，此舉雖增加了施工成本，卻保證了工程質(zhì)量和施工進(jìn)度。
水性涂料不宜在低溫和負(fù)溫下施工，同樣反應(yīng)型的聚氨酯防水涂料亦應(yīng)避開寒冷天氣施工，因為隨著溫度降低，其黏性增加，滾、刮、涂的操作性能變差，涂膜勻質(zhì)性及施工質(zhì)量均得不到保證。
2）雪水、雨水的影響
地下車庫的設(shè)計一般只考慮坡道出入口和坡道開敞段末端地面設(shè)置截水溝，不考慮底板設(shè)置防水層，但由此而引起滲漏水的工程較多。
北京西單文化廣場地下停車場，地面采用金剛砂混凝土，未另設(shè)置防水層，冬天的雪水、夏天的雨水隨車帶人車庫后，從地面的裂縫侵人到下層商場，使場內(nèi)衣物受損不得不停用修復(fù)。
某工程地下一層車庫地面，原設(shè)計采用3道總厚為3 mm的聚氨酯防水涂層，后改用環(huán)氧地面漆自流平作法，降低和削弱了地面防水功能。環(huán)氧地面漆雖有防水防潮作用，但其抵抗因環(huán)境溫差大而引起的變形能力差，該工程2008年5月投入使用后，車庫地面陸續(xù)出現(xiàn)裂縫并貫穿地面。導(dǎo)致地下二層的資料庫頂板出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。由此說明，車庫雖沒有大量水源，但雨水雪水帶來的影響不容忽視。
3）水泥類防水材料需要良好的養(yǎng)護(hù)條件，有效控制早期失水率
養(yǎng)護(hù)對水泥類防水材料及防水混凝土極其重要，是保證混凝土強度、抗?jié)B性能的必要措施，只有足夠的濕度和溫度才能使水泥得到充分水化，如果養(yǎng)護(hù)不及時不充分，特別是早期（1～7 d）失水較快，混凝土內(nèi)部水分迅速蒸發(fā)造成毛細(xì)管彼此連通，形成滲水通道，同時混凝土收縮增大而出現(xiàn)龜裂，混凝土抗?jié)B性急劇下降。因此一般防水混凝土終凝后應(yīng)立即養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間不得少于14 d。
2.3 防水材料對不同工程部位的適應(yīng)性
不同工程部位及不同的防水作法，對防水材料的技術(shù)性能要求也有不同的側(cè)重點。
1）在凸起物過密、陰陽角過多的屋面工程不宜采用SBS、APP雙層作法，因為防水卷材連附加層總厚約10~11 mm，施工可操作性差，在拐角部位很難密貼，易產(chǎn)生滲漏水現(xiàn)象。
在上述部位采用聚氨酯類防水涂料、自粘聚合物改性瀝青防水卷材、聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材與橡化型瀝青非固化防水涂料復(fù)合使用等方案較為適宜。
2）地下工程必須根據(jù)建筑物的防水等級和不同部位來確定設(shè)防要求以及選擇不同材料類別。選用結(jié)構(gòu)主體防水方案時防水混凝土結(jié)構(gòu)自防水是必選的。當(dāng)工程防水等級為一級，主體防水增設(shè)一種防水措施時則應(yīng)選用柔性防水材料；增設(shè)兩種防水措施時可選用一“剛”、一“柔”，或兩種柔性防水材料。
3）工程變形的影響
變形縫是建筑工程防水的薄弱環(huán)節(jié)之一，該處變形量大，出現(xiàn)滲水的幾率也較大，因而對密封防水有更高要求，應(yīng)采取多道設(shè)防的綜合防水措施，才能確保工程質(zhì)量。此外，還應(yīng)注意以下幾點：
（1）采用中埋式止水帶和鋼邊止水帶，可延長滲水通路，且止水帶對混凝土具有錨固作用。
（2）迎水面宜采用低模量密封材料，背水面宜采用高模量密封材料。
（3）對沉降量大或已超過現(xiàn)有材料容許變形能力的沉降縫，單從材性上解決是不夠的，必須按有關(guān)設(shè)計規(guī)范規(guī)定，限制沉降縫沉降差不應(yīng)大于30 mm。
3 防水材料的實效性
防水材料產(chǎn)品的質(zhì)量，除應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的試驗方法進(jìn)行檢測，以檢驗該產(chǎn)品是否符合基本防水性能要求外，還必須滿足對環(huán)境條件適應(yīng)性、施工可操作性等要求。否則，在工程施工中將導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問題，甚至出現(xiàn)全面更換材料的工程事故。
為了提高防水材料的實效性，以下四個“必須”是應(yīng)當(dāng)給以足夠重視的。
1）防水卷材所用的粘結(jié)劑必須與基層粘結(jié)牢固
某屋面工程采用聚乙烯丙綸防水卷材，該卷材粘附的長纖維丙綸絲極為稀少，卷材表面過于光滑，卷材無法借助長纖維丙綸絲與基層牢固粘結(jié)，應(yīng)屬不合格產(chǎn)品；加之膠粘劑質(zhì)量較差，以致施工后很快被大風(fēng)全部掀起，工程防水失敗。
2）聚乙烯丙綸防水卷材必須具有足夠的柔軟度
某廠生產(chǎn)的聚乙烯丙綸防水卷材經(jīng)檢測其力學(xué)性能均達(dá)標(biāo)，但自身柔軟性等物理性能較差，硬度過高，施工難度大，陰陽角部位更難以粘牢，多處出現(xiàn)翹邊、接縫脫開現(xiàn)象，留下了滲漏水隱患，無法保證防水工程質(zhì)量。
3）遇水膨脹止水材料泌須具有緩脹性
作為遇水膨脹止水條，并非膨脹速率越快越好，膨脹倍率越大越好。用于施工縫和樁頭等部位的遇水膨脹止水材料應(yīng)具有緩脹性能，7 d的凈膨脹率不宜大于最終膨脹率的60％，最終膨脹率宜≥220％。膩子型遇水膨脹止水材料必須具有一定的柔軟性，能與混凝土基面結(jié)合緊密，在完全包裹的狀態(tài)下才能更好地發(fā)揮作用，達(dá)到理想的止水效果。試驗和工程實踐證明，膩子型止水條的硬度（用C型微孔材料硬度計測試）小于40度，其柔軟度方符合工程使用要求。硬度過大，安裝時與混凝土基面很難密貼，界面間留下縫隙造成滲水隱患，這也是該材料使用過程中失敗的主要原因。
4）膨潤土防水毯必須滿足以下要求才能有效發(fā)揮防水作用
（1）只有在具有一定夾持力的有限空間內(nèi)，膨潤土吸水膨脹后形成致密的不透水層，才能發(fā)揮防水作用。
（2）膨潤土防水毯是靠其遇水膨脹性發(fā)揮止水功能的，因此要求其具有良好的遇水膨脹性。天然鈉基膨潤土在不含有害物質(zhì)的淡水中充分吸水膨脹后，重量約為自身重量的5倍，體積約為自身體積的13～15倍。
（3）針刺質(zhì)量是一個易被忽略的重要問題，針刺密度應(yīng)為15～22針／cm2并均勻分布。
北京某工程采用膨潤土毯作為地下工程防水層，鋪設(shè)后因故停工約2年，其間經(jīng)受雨、雪水侵蝕，產(chǎn)生自由膨脹，導(dǎo)致防水失效。
4 結(jié)語
1）在防水工程的設(shè)計施工實踐中，深刻認(rèn)識和正確處理防水材料的互補性適應(yīng)性和實效性是提高工程整體防水功效的必由之路。
2）當(dāng)前防水材料品種繁多，各具特色，在防水工程設(shè)計中應(yīng)深人了解各種材料的特性，做到揚長避短，使材料的優(yōu)越性發(fā)揮到極致。
3）評價工程防水材料的“優(yōu)”與“劣”，不應(yīng)單純地以該種防水材料在實驗室檢測的性能為標(biāo)準(zhǔn)，而應(yīng)當(dāng)著重調(diào)查研究該種材料在特定工程條件下應(yīng)用，是否具有良好的工程整體防水效果。這是選擇防水材料的一條重要原則。
4）優(yōu)秀的工程防水材料，必須與能有效發(fā)揮材料防水功能的完善的施工工藝相結(jié)合，這樣才能得到預(yù)期的防水效果
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