我國(guó)防水材料現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)探討

中國(guó)鐵建國(guó)際集團(tuán)有限公司，北京 100855

1 防水材料概述

防水結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程的重要構(gòu)成要素，防水材料是建筑構(gòu)造防水性能的關(guān)鍵載體。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展質(zhì)量的顯著提高，建筑工程防水性能與體系日趨提高及完善，滿足了建筑工程標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、層次化、環(huán)境友好等方面的現(xiàn)實(shí)需求。近年來(lái)，我國(guó)在提升防水材料性能，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，各類新型防水材料逐漸取代了傳統(tǒng)性能不佳的防水材料，創(chuàng)新工法和實(shí)用結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)[1]。但是當(dāng)前建筑工程中防水材料的性能及應(yīng)用仍有諸多短板與不足，比如產(chǎn)品性能細(xì)化分類不夠，特殊需求的新型施工方法缺失。在上述背景下，相關(guān)人員深入探討防水材料現(xiàn)狀及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)問題，并提出有效的應(yīng)對(duì)方法，具有極為深刻的現(xiàn)實(shí)意義。

2 我國(guó)現(xiàn)有的防水材料

2.1 高聚物改性瀝青防水卷材

目前的高聚物改性瀝青防水卷材主要以聚酯或玻纖為胎基，以合成高分子聚合物改性瀝青為浸涂材料，以礦物或高分子材料薄膜為覆面，具有強(qiáng)度大、性能優(yōu)、綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值高等優(yōu)勢(shì)。憑借著出色的防水結(jié)構(gòu)性能優(yōu)勢(shì)，高聚物改性瀝青防水卷材的實(shí)踐應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，年生產(chǎn)能力連續(xù)取得新突破[2]。但是傳統(tǒng)施工中往往需要經(jīng)過加溫、黏結(jié)等操作步驟，易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，同時(shí)排放有害煙塵，不符合綠色發(fā)展理念。

2.2 玻纖胎瀝青瓦

在現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目中，玻纖胎瀝青瓦的美觀性與可塑性較強(qiáng)，質(zhì)地相對(duì)較輕，可實(shí)現(xiàn)美觀、隔熱、防水等綜合性效果，但其阻燃性能較差，其產(chǎn)量在2010年后呈減少趨勢(shì)。目前ASA合成樹脂瓦發(fā)展較快，在阻燃性要求較高的場(chǎng)合用于替代玻纖胎瀝青瓦。

2.3 合成高分子防水卷材

合成高分子防水卷材將合成橡膠及樹脂作為基料，包括三元乙丙橡膠、PVC、HDPE、TPO、EVA等不同類型。由于合成高分子防水卷材防水性能參數(shù)指標(biāo)突出，不易腐蝕，耐老化性能好，通?？刹捎美渥鳂I(yè)方法進(jìn)行鋪設(shè)，更加符合現(xiàn)代建筑工程項(xiàng)目高強(qiáng)度、長(zhǎng)壽命、綠色環(huán)保的要求，在工程防水特別是隧道、管廊等結(jié)構(gòu)中扮演著不可替代的關(guān)鍵角色。

2.4 建筑防水涂料

防水涂料可以形成防水隔離層，有效阻斷工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部水分的游離路徑，防止?jié)撛诘臐B水、漏水問題擴(kuò)散蔓延形成區(qū)域性或系統(tǒng)性的滲漏問題。防水涂料包括丙烯酸酯防水涂料、聚氨酯防水涂料、聚氯乙烯彈性防水涂料、水泥基滲透結(jié)晶型防水材料等類型，被普遍應(yīng)用于房屋建筑工程、高速鐵路等工程建設(shè)中[3]。此外，新型非固化防水材料的使用也越來(lái)越成熟，如非固化橡膠瀝青防水涂料具有永不固化、材料相容性強(qiáng)等特征，可有效保護(hù)結(jié)構(gòu)基層，同時(shí)有自愈性，可在施工及使用過程中自動(dòng)修復(fù)破損及裂縫。

2.5 建筑密封材料

當(dāng)前，建筑密封材料主要包括聚氯乙烯膠泥、瀝青基嵌縫膠、丁級(jí)密封膩?zhàn)拥?，在保證建筑工程密封性能，有效抵御水分滲透等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著現(xiàn)代建筑工程質(zhì)量的不斷提高，中高品質(zhì)的密封膠產(chǎn)品如改性硅酮密封膠、CPS防水密封膠發(fā)展迅速。

2.6 剛性防水和堵漏止水材料

剛性防水材料在工程項(xiàng)目應(yīng)用中的價(jià)值在于形成穩(wěn)定性更強(qiáng)的防水屏障與體系，形成具有層次性、差異性、針對(duì)性的防水結(jié)構(gòu)層。當(dāng)建筑工程的部分區(qū)域出現(xiàn)顯著滲透問題時(shí)，需要通過灌漿施工法等使用堵漏止水材料進(jìn)行封堵。當(dāng)前，工程項(xiàng)目建設(shè)實(shí)踐中所用到的堵漏止水材料和灌漿材料包括丙烯酸鹽無(wú)機(jī)灌漿材料、環(huán)氧樹脂、無(wú)機(jī)防水堵漏材料等。

3 防水材料產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)

隨著近年來(lái)我國(guó)大力推廣裝配式建筑及對(duì)環(huán)境保護(hù)的需求越來(lái)越迫切，防水材料勢(shì)必向著綠色、標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)的方向發(fā)展，其發(fā)展將主要將集中在以下方面。

3.1 熱塑性聚烯烴（TPO）防水卷材

21世紀(jì)以來(lái)，TPO防水卷材使用量逐年增加，相較于目前使用量最大的瀝青基防水卷材，TPO防水卷材具有較高的不透水性和抗凍性，可在-40℃條件下使用，耐用性好，其拉伸強(qiáng)度可達(dá)前者的1.4倍。在TPO防水卷材的生產(chǎn)過程中無(wú)須使用增塑劑，耐熱性和耐光照性較好，同時(shí)可循環(huán)利用，較好地滿足了環(huán)保要求。TPO原材料生產(chǎn)技術(shù)門檻高，盡管我國(guó)研制和生產(chǎn)TPO防水卷材的時(shí)間較早，但研發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)度較慢。2019年首條國(guó)產(chǎn)防水卷材用TPO生產(chǎn)線投產(chǎn)后[4]，我國(guó)防水卷材采用高性能TPO主要依靠進(jìn)口的情況已經(jīng)得到初步緩解，相信未來(lái)國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品的性價(jià)比和市場(chǎng)占有率會(huì)進(jìn)一步提高。在此背景下，超幅寬裝配式TPO防水卷材及TPO單層屋面等使用場(chǎng)景會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)展。

3.2 自黏膠高分子膜防水卷材

自黏膠高分子膜防水卷材主要包括HDPE、EVA等類型，其中自黏型HDPE防水卷材的結(jié)構(gòu)一般包括HDPE基層、結(jié)合層以及礦物燒結(jié)層，其具有抗撕裂、抗刺穿、耐水性好等特點(diǎn)。自黏性防水卷材能與混凝土有效黏結(jié)，防止黏結(jié)面竄水及不均勻沉降導(dǎo)致的防水失效等問題，單層鋪設(shè)即可達(dá)到一級(jí)防水設(shè)防要求，在地下結(jié)構(gòu)如地基筏板、地下室、隧道、地鐵站中被廣泛推廣及應(yīng)用。結(jié)合層一般采用交聯(lián)型壓敏膠，其耐水性較好，且可與下部混凝土構(gòu)筑物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，緊密結(jié)合，極大地降低了工作環(huán)境的影響，如變化荷載及水壓變化導(dǎo)致的破損，目前多采用進(jìn)口膠，我國(guó)已有科研人員對(duì)此展開研究，相信未來(lái)會(huì)有成熟產(chǎn)品面世[5]。

3.3 裝配式建筑用防水材料

裝配式建筑在混凝土預(yù)制構(gòu)件表面存在孔洞，且表面留有脫模劑形成的薄膜，不利于黏結(jié)。在裝配過程中，預(yù)制板的拼縫是否連接牢固不僅影響著建筑的整體穩(wěn)定性，其密閉性也影響著相關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的防水功能。

改性硅酮密封膠主要由樹脂、增塑劑、觸變劑及增強(qiáng)填料構(gòu)成，具有施工便捷、防水性好、綠色環(huán)保、表面美觀等特點(diǎn)。將其用在黏結(jié)混凝土預(yù)制件時(shí)，可在接觸外部環(huán)境后發(fā)生固化反應(yīng)，過程中無(wú)氣泡生成，最終形成具有一定變形能力的密封結(jié)構(gòu)。目前改性硅酮密封膠已在裝配式建筑中得到推廣使用。

反應(yīng)粘全密封防水技術(shù)（CPS）是目前研究的熱點(diǎn)[6]，CPS密封膏可與裝配式混凝土構(gòu)件中的水泥凝膠發(fā)生化學(xué)作用，與物理鑲嵌連接協(xié)同作用，從而達(dá)到緊密連接的效果。隨著我國(guó)裝配式建筑的推廣和國(guó)內(nèi)技術(shù)裝備的不斷發(fā)展，上述產(chǎn)品的應(yīng)用前景良好。

3.4 種植屋面防水材料

隨著人們對(duì)碧水藍(lán)天、清新空氣的渴望與日俱增，種植屋面不斷發(fā)展，一定程度上促進(jìn)了城市節(jié)能減排、綠色環(huán)保方面的進(jìn)步。但其在美化家園、凈化空氣的同時(shí)也給建筑屋面?zhèn)鹘y(tǒng)防水材料的應(yīng)用提出了新的難題，應(yīng)用于種植屋面工程的防水材料要滿足耐根穿刺、耐霉菌、抗腐蝕等多種需求。高分自聚合物防水卷材材質(zhì)自身強(qiáng)度較高及連接致密，具有一定的物理耐根穿刺及良好的耐候性能，表面加入阻根劑后，可阻止根部新陳代謝的養(yǎng)分吸收，使其停止生長(zhǎng)，避免刺破防水材料，較傳統(tǒng)改性瀝青防水卷材有更好的耐根穿刺性能，適合用于種植屋面。

除上述幾種新型防水材料外，非固化橡膠瀝青防水涂料、水性防水涂料、無(wú)機(jī)防水堵漏材料等防水材料因各自防水特性和使用優(yōu)勢(shì)，將在未來(lái)被積極推廣使用[7]。

4 結(jié)束語(yǔ)

在未來(lái)研發(fā)和生產(chǎn)各種新型防水材料的過程中，應(yīng)當(dāng)不斷踐行標(biāo)準(zhǔn)化、綠色化、智能化的理念，持續(xù)改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品的性能和實(shí)用性。同時(shí)，防水材料的進(jìn)步不僅體現(xiàn)在研發(fā)和生產(chǎn)過程中，其應(yīng)用效果很大程度上也取決于施工質(zhì)量，因此必須強(qiáng)化對(duì)建筑防水施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員的專業(yè)化打造，嚴(yán)格管控各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，全面提升與優(yōu)化防水材料施工質(zhì)量，減少和規(guī)避不必要的病害問題。

綜上所述，受防水材料原料研發(fā)、技術(shù)方法、結(jié)構(gòu)研究等方面要素的影響，當(dāng)前防水材料依舊存在許多不容忽視的短板與薄弱環(huán)節(jié)，阻礙了防水材料整體應(yīng)用水平的提升。因此，有關(guān)人員應(yīng)從工程項(xiàng)目的客觀實(shí)際需求出發(fā)，遵循防水材料實(shí)際應(yīng)用基本原理，創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，優(yōu)化防水性能，為提升防水材料實(shí)際防水性能奠定基礎(chǔ)，為促進(jìn)現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)朝著標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化方向發(fā)展保駕護(hù)航。