新型建材——建筑用防水透氣膜

臧凡

（中國建筑材料檢驗(yàn)認(rèn)證中心有限公司，北京 100024）

1 防水透氣膜的分類、生產(chǎn)工藝和防水透氣功能原理

20世紀(jì)70年代中期美國公司將建筑用防水透氣膜引入建筑領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代末，建筑防水透氣膜在歐美發(fā)達(dá)國家得到大力推廣，建筑防水透氣膜技術(shù)進(jìn)入國內(nèi)市場只有短短幾年時(shí)間，在我國還處于推廣階段，國內(nèi)一些企業(yè)也處在研究生產(chǎn)階段，隨著我國對建筑節(jié)能要求的提高，相關(guān)工程技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定出臺(tái)，建筑防水透氣膜將很快在國內(nèi)市場推廣應(yīng)用。

1.1 防水透氣膜的分類及生產(chǎn)工藝

防水透氣膜一般分為微孔膜、親水性膜和微孔親水性膜三種。微孔膜一是一層很薄的聚合物膜，表面有大量的直接小于2μm的微孔；水滴直徑100μm左右，水氣直徑為0.0004μm，所以可以有效防水透氣。親水性膜無物理微孔，此膜是一組共聚物，有軟鏈段和硬鏈段組成，硬鏈段部分能阻止水滴通過，起到防水作用，軟鏈段由親水性組分組成，能起到透氣作用。微孔親水性膜是由微孔膜和親水性膜復(fù)合而成。

建筑防水透氣膜是一種新型的高分子防水材料，建筑用防水透氣膜多為微孔膜，美國某公司生產(chǎn)的產(chǎn)品采用閃蒸法工藝，國內(nèi)某公司生產(chǎn)采用熱塑性吹膜擠出復(fù)合工藝。先進(jìn)的閃蒸法工藝我們重點(diǎn)介紹。閃蒸法，又稱瞬時(shí)溶劑揮發(fā)成網(wǎng)法，采用的不是熔融紡絲，而是采用干法紡絲技術(shù)。將高聚物溶液在一定的溶劑中制成紡絲液，然后由噴絲孔噴出，由于溶劑的急劇揮發(fā)而使高聚物重新固化成纖維。同時(shí)閃蒸法采用的干法紡絲技術(shù)與普通的方法紡絲技術(shù)又有不同，主要體現(xiàn)在閃蒸工藝采用較低的紡絲液粘度，而以極高的壓力和速度從噴絲孔中噴出。由于溶液的粘度低、流動(dòng)性好，液態(tài)絲條在高速運(yùn)動(dòng)中固化形成極細(xì)的纖維絲條，最后被吸附在成網(wǎng)簾上直接形成纖網(wǎng)。閃蒸法的紡絲溶液由成纖高聚物、主溶劑、副溶劑和一些添加劑組成。閃蒸法非織造布的纖維直徑非常的細(xì)，因此具有優(yōu)良的防水透氣性。

1.2 防水透氣膜防水透氣功能原理

透氣性就是織物的結(jié)構(gòu)允許水氣穿過織物的本體透出，同事防止外界的液體滲入織物的能力。目前有兩種透氣性技術(shù)，一種是微孔透氣技術(shù)，一種是分子透氣技術(shù)。

微孔型薄膜的結(jié)構(gòu)是靠牽伸兩種不相容組分如在聚合物中加入無機(jī)微粒而形成的，其結(jié)構(gòu)中存有很多像毛細(xì)管一樣的微孔。這些微孔構(gòu)成了允許氣體通過的通道，但由于外界的液體液滴的直徑大于微孔的直徑所以不能通過。氣體穿過薄膜的滲透力取決于微孔的大小，水分傳輸率與薄膜的表面積和濃度驅(qū)動(dòng)力呈正比，在微孔薄膜中薄膜的物理結(jié)構(gòu)是滲透力的決定因素。

分子薄膜是致密的無微孔薄膜，由簡單的擠出或其他的工藝技術(shù)生產(chǎn)，然后貼附到織物上。水氣在分子薄膜上的滲透過程可稱為“主動(dòng)擴(kuò)散過程”。滲透物附著在高濃度的一邊，利用存在的壓力差擴(kuò)散滲透到薄膜的另一邊。對于分子薄膜聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)和薄膜的厚度是決定滲透力的主要因素。

2 國內(nèi)外建筑用防水透氣膜的主要物理性能指標(biāo)要求

日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6111：2004(House wrapping sheets)中的性能指標(biāo)要求見表1。

表1 JISA6111:2004性能指標(biāo)要求

《坡屋面技術(shù)規(guī)范》報(bào)批稿中坡屋面防水墊層對防水透氣膜的性能指標(biāo)要求見表2。

表2 《坡屋面技術(shù)規(guī)范》報(bào)批稿中防水透氣膜性能指標(biāo)要求

3 建筑用防水透氣膜的功能性和耐久性試驗(yàn)方法的探索及主要物理性能的分析

建筑用防水透氣膜主要具備防水和透氣功能，不透水性和水蒸氣透過量是檢測此功能的檢驗(yàn)項(xiàng)目，對于微孔膜，不透水性和水蒸氣透過量是相互制約的，微孔孔徑越大，水蒸氣透過量越大，不透水性就會(huì)降低，所以不能一味的追求這兩個(gè)功能性檢驗(yàn)項(xiàng)目的高指標(biāo)，這兩個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目達(dá)到平衡能有效防水且防止結(jié)露。當(dāng)冷熱溫差產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象時(shí)，會(huì)在屋頂或墻體表面形成水滴，水滴侵入建筑物或保溫層，降低保溫層熱功效，并影響建筑的耐久性。防水透氣膜鋪裝于保溫層之外，是為保證圍護(hù)系統(tǒng)內(nèi)水氣有效排出，解決結(jié)露防潮問題，保護(hù)保溫層。 防止結(jié)露是透氣膜的最關(guān)鍵指標(biāo)，雖然水蒸氣透過量能反映一定的透氣性能，但不能直接確定透氣膜是否具有防結(jié)露功能，所以根據(jù)使用環(huán)境要求，制定合適的應(yīng)用性能檢驗(yàn)方法檢測透氣膜的防結(jié)露功能非常必要。我們可以參考日本標(biāo)準(zhǔn)JISA6111：2004中防結(jié)露試驗(yàn)方法，再根據(jù)我國國情制定合適的防結(jié)露試驗(yàn)方法。

表3 物理力學(xué)性能的檢測項(xiàng)目與試驗(yàn)方法

表4 物理力學(xué)性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

建筑用防水透氣膜的耐久性是現(xiàn)在面臨的問題，國內(nèi)沒有相關(guān)試驗(yàn)方法驗(yàn)證材料的耐久性。透氣膜一般不會(huì)外露使用，建議采用熱空氣老化試驗(yàn)方法，在經(jīng)過一定溫度和時(shí)間的老化試驗(yàn)后檢測材料的力學(xué)性能、不透水性能和水蒸氣透過量的性能指標(biāo)保持率，通過性能保持率來驗(yàn)證材料的耐久性。

國內(nèi)產(chǎn)品主要物理力學(xué)性能的檢測項(xiàng)目與試驗(yàn)方法見表3。

國內(nèi)產(chǎn)品主要物理力學(xué)性能的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4。

4 建筑用防水透氣膜的應(yīng)用

建筑用防水透氣膜主要應(yīng)用在墻體和屋面，其功能主要是防止結(jié)露保護(hù)保溫層，可以應(yīng)用在坡屋面、輕鋼屋面、外墻、鋼結(jié)構(gòu)和木質(zhì)結(jié)構(gòu)等。墻體應(yīng)用如圖1，屋面應(yīng)用如圖2。

圖1 外墻應(yīng)用示意圖

圖2 屋面應(yīng)用示意圖

2007年3月1日實(shí)施的《防水透氣膜建筑構(gòu)造-國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)參考圖》對防水透氣膜的適應(yīng)范圍、鋪設(shè)位置、安裝、施工步驟等作了詳細(xì)的要求，對新材料的使用起到了參考指導(dǎo)作用。已經(jīng)報(bào)批的《坡屋面技術(shù)規(guī)范》和正在制定的《墻體技術(shù)規(guī)范》都對防水透氣膜的使用制定了相關(guān)要求。相關(guān)規(guī)范和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定，會(huì)促進(jìn)建筑防水透氣膜產(chǎn)品在國內(nèi)市場健康快速的推廣應(yīng)用。

5 結(jié)語

如果所有建筑物設(shè)計(jì)時(shí)都會(huì)考慮使用時(shí)產(chǎn)生的水汽對建筑系統(tǒng)的危害，防水透氣膜的應(yīng)用將迅速推廣；防水透氣膜的耐久性和應(yīng)用性能還需要進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證，我們將會(huì)在以后的工作中進(jìn)行耐久性和應(yīng)用性能試驗(yàn)方法的探索研究。

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