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      建筑防水工程技術發展
      發布時間:2014-08-09
      建國5 0年來,隨著基礎建設事業的高速發展,建筑防水工程技術也取得了舉世矚目的進步。改革開放的廿年來,特別是近幾年,建設部先后發布《關于治理屋面滲漏的若干規定》、《關于提高防水工程質量的若干規定》和國家標準《屋面工程技術規定》、行業標準《房屋滲漏修繕規程》等技術法規以來,建筑防水工程新材料、新技術、新工藝的開發與應用量迅速增加,各種高聚物改性瀝青防水材料、合成高分子防水材料、補償收縮防水混凝土、堵漏密封材料以及冷粘法、熱熔法、熱風焊接法、熱鍥焊接法和冷熱結合等新施工方法,均已在各類防水工程中廣泛推廣應用,防水工程的保修期和保證期制度正在逐步建立和完善,從而使我國的建筑防水工程質量逐年提高,基本實現了房屋建筑滲漏率明顯降低的目標。



      —、五十年的發展概況

      5 0年代初,我國新建房屋多數采用以排為主的坡屋面防水。當時的主要做法是在木屋架上放置木檁、木椽、木板、紙胎煤瀝青油氈及掛瓦條,然后鋪設陶土平瓦或水泥砂漿平瓦、脊瓦等,組成了滲漏率很低的屋面防排水系統。同時也有少量建筑工程采用大鍋熬制煤瀝青,趁熱鋪貼紙胎煤瀝青油氈,組成“三氈四油一砂”的平屋面防水層。

      隨著我國國民經濟建設的恢復和快速發展,從1955年開始,采用平屋面的房屋建筑工程不斷增加,并逐步實現了以各項技術性能較優、對環境污染程度較低的石油瀝青代替煤瀝青鋪貼紙胎石油瀝青油氈,做成“三氈四油一砂”或“兩氈三油一砂”的防水層。到5 0年代末也有少量標準要求較高的建筑工程,如人民大會堂等“十大建筑工程”,也曾采用過當時根據需要研制成功的以石棉布或麻布為胎體,以橡膠粉改性石油瀝青為浸漬涂蓋層的卷材,做成“三氈四油”或“四氈五油”等多疊層的防水層,再在該防水層上采用水泥砂漿鋪砌水泥方磚或陶瓷方磚做保護層,而成為上人屋面。當時建成的北京工人體育館,還使用了進口的鋁板經表面涂刷防漆后,做成圓形屋面的防水層。從而較好地滿足了這些建筑工程的使用要求。

      60年代7 0年代,我國建筑防水技術發展比較緩慢,雖然曾開發應用過石灰乳化瀝青、膨潤土乳化瀝青、石棉乳化瀝青、再生膠乳化瀝青和陰離子乳化瀝青等防水涂料,終因材料質量不穩定,施工方法不規范,涂膜厚薄不均勻,防水層使用年限較短,故未能在新建工程中大面積推廣應用,只有紙胎石油瀝青油氈這種防水材料單一、施工方法比較落后的“三氈四油一砂”防水方法,一直沿用下來,至今仍在全國平屋面防水工程中占主導地位。

      從改革開放以來,我國建筑業以前所未有的速度發展,特別是高層建筑和超高層建筑如雨后春筍般在全國各地拔地而起,這都有力地推動著建筑防水新材料、新技術、新工藝的開發與應用,從而打破了以往紙胎石油瀝青油氈在建筑防水工程中一統天下的格局,使我國建筑防水工程技術的整體水平邁上了一個新的臺階。

      二、我國建筑防水工程技術發展的重大成就

      從7 0年代未開始,隨著我國科學技術進步和化學建材工業的發展,建筑防水材料也從比較單一的品種迅速發展成為形態不一、性能各異的多類型、多品種的格局,為在建筑防水工程的設計與施工中,體現“因地制宜、按需選材、優勢互補、復合防水”的原則創造了條件,也為全面提高各類建筑防水工程質量,提供了可靠的物質基礎。


      1、建筑防水新材料迅速發展

      為適應我國改革開放以來基礎建設事業高速發展的需要,從中央到地方都十分重視加快對各種建筑防水新材料的研究開發和推廣應用工作。

      1978~1980年,北京市建筑工程研究院與保定合成橡膠廠共同配合,采用聚醚樹脂與二異氰酸脂等化工原料,通過加成聚合反應的工藝路線,首先研究成功了雙組分化學反應固化,能夠形成橡膠狀彈性防水涂膜的聚氨脂防水材料。該成果曾于1980年榮獲北京市科技進步三等獎。由于該涂料可進行冷施工,對任何形狀復雜、管道縱橫和變截面的防水基層均容易施工,并能在常溫條件下形成連續、彈性、無縫、整體的防水涂膜,便于確保防水工程質量等特點,經北京燕京飯店、釣魚臺賓館、中國銀行金融大樓、五洲大酒店、長安俱樂部等工程的廁浴間、地下室和有剛性保護層的屋面總計近億m2防水工程中推廣應用,均獲得了良好的防水效果。

      1979~1981年,北京市建筑工程研究院與化工部北京化工研究院、北京橡膠六廠、保定第一橡膠廠等單位通力合作,按計劃要求完成了建設部下達研制耐老化性能優異、耐高低溫性能優良、不透水性能好、拉伸強度高、延伸率大、對基層伸縮或開裂變形適應性強的三元乙丙橡膠防水卷材及其基層處理劑、基層膠粘劑、卷材接縫膠粘劑、卷材收頭密封劑、表面著色劑等配套材料和施工應用技術的科研任務,并通過部級技術鑒定。這種新型高彈性的防水材料曾先后榮獲北京市、建設部和國家級的科技進步二、三等獎。該產品已先后在北京、上海、內蒙、新疆、海南等20多個省、市、自治區以及巴基斯坦、約旦等援外工程共計2 000多萬m2的屋面、地下室、水池等防水工程中廣泛應用,有的工程已經過近2 0年的實際應用考核,其防水功能良好。

      1983~1985年,北京市建筑工程研究院與保定第一橡膠廠合作,順利地完成了國家下達研究氯化聚乙烯——橡膠共混防水卷材的“六五”攻關任務。該產品是以含氯量為30~40%的氯化聚乙烯樹脂和合成橡膠等國產原料為主體。采用共混改性的工藝路線制成的高分子“合金”材料。它是一種接縫容易粘結而各項主要技術性能均能達到或接近三元乙丙橡膠防水卷材指標的新型防水材料。該卷材經首都賓館、國際會議中心、軍事博物館以及長春第一汽車制造廠、湖北第二汽車制造廠等1000多萬m2防水工程的應用,有的防水工程已經歷了1 5年實際應用考核,仍未發現滲漏現象,證明其防水功能可靠。該項成果于1985年榮獲北京市科技進步三等獎。


      1983~1986年,北京市建筑工程研究院與保定市京保防水材料廠共同努力,研制成功了高溫(90℃)不流淌、低溫(-1 5℃)不脆裂、拉力較高、延伸率較大、使用壽命較長的聚酯胎SBS改性瀝青柔性油氈。該卷材在八一電影制片廠和新華社業務大樓防水工程施工應用的基礎上,已在全國大面積防水工程中推廣應用,取得了良好的防水效果。該成果于1986年榮獲北京市科技進步三等獎。

      1983~1987年,航空工業部621研究所與航空工業部第四設計院、紹興市橡膠廠等合作,采用氯化聚乙烯樹脂與玻纖網格布復合的加工工藝,研制成功了具有拉伸強度高、尺寸穩定性好、卷材接縫部位易于粘結等特點的增強型氯化聚乙烯防水卷材。該卷材經北京彩電中心、梅地亞中心、北京西客站等大面積的防水工程中施工應用,防水效果好。該成果于1 987年榮獲國家科技進步三等獎。

      1983年和1 988年,重慶市長壽化工總廠和冶金建筑研究總院分別研制成功了無毒、無污染、易于施工,各項技術性能較好的陽離子氯丁膠乳瀝青涂料和硅橡膠防水涂料,為實現防水涂料系列化創造了條件。

      1987年、1989年和l 991年上海匯麗化學建筑總廠、冶金建筑研究總院、化工部錦西化工研究院和晨光化工研究院分別研制成功了聚氨酯、丙烯酸酯、聚硫和硅酮密封膏,為實現不同類型建筑密封材料的配套化、系列化生產與推廣應用,打下了物質基礎。

      1979年和1988年,天津大學化工實驗廠和上海隧道公司防水材料廠分別研制成功了氰凝和水溶性聚氨脂等化學注漿堵漏劑,為實現注漿堵漏材料國產化做出了貢獻。

      在致力研究開發和推廣應用各種柔性防水材料的同時,中國建筑材料科學研究院亦于1 988年研究成功了剛性結構自防水的主體材料——UEA補償收縮混凝土。這種混凝土實現補償收縮的膨脹源都是鈣礬石。該混凝土主要適用于各種地下工程的剛性自防水結構,可與外包柔性防水層復合,共同組成并濟互補、剛柔結合的防水構造。到目前為此UEA補償收縮混凝土的總用量已達到2500萬m2,經大量工程應用考核和系列性能檢驗,證明其長期膨脹和強度等性能穩定,無倒縮現象,故應用于鋼筋混凝土結構自防水工程是安全可靠的。


      在國內自行研究開發和應用各種新型防水材料的同時,從1 986年至l 996年,我國曾先后有1 1個企業分別由奧地利、意大利、德國、美國和西班牙等國引進了l 5條不同類型的高聚物改性瀝青防水卷材生產線,4個企業從日本引進了4條冷喂料擠出連續硫化的三元乙丙橡膠防水卷材生產線,1個企業從意大利引進了1條寬幅連續擠出壓延成型的聚氯乙烯防水卷材生產線,1個企業從意大利引了1條寬幅擠出吹塑成型高密度聚乙烯土工膜生產線,2個企業分別從英國和法國引進了2條密封材料生產線,加上我國自行研究開發的技術和生產設備,現已形成年產高聚物改性瀝青防水卷材(折合4mm標準厚度計算)1.5億m2,合成高分子防水卷材(折合1.5mm標準厚度計算)5000萬2 m2,防水涂料l 5萬t(其中高檔防水涂料約3萬t),密封材料5萬t(其中中、高檔密封材料約1.5萬t)左右的生產能力。做到了國際上防水材料的主要品種,國內基本土都可以生產,而且產品的產量正在逐年遞增,產品的質量穩步提高,其主要技術性能指標均已達到或接近國外同類產品的先進水平,完全可以滿足我國各種不同防水等級和設防要求的建筑防水工程的使用功能。

      上述各種新型防水材料中的多數產品,已列為建設部科技成果的重點推廣項目和首批住宅建設產品的推薦項目,它將成為今后我國大力發展和在建筑防水工程中積極推廣應用的新型防水材料。

      2、防水工程的設計與施工技術穩步提高

      建筑防水工程的設計與施工是一項技術性較強、標準要求較高的防水材料再加工過程。由于建筑防水工程的質量涉及防水材料的質量、防水構造的設計、防水施工人員的技術素質以及防水工程施工與使用全過程的管理水平,因此,建筑防水是一個系統工程,只有全面實施材料標準化、設計規范化、施工專業化、管理維護制度化,才能使我國的房屋建筑真正達到“無滲漏工程”的目標。

      1994年國家技術監督局和建設部聯合頒布的國家標準《屋面工程技術規范》,是十多年來在我國屋面防水工程中推廣應用防水新材料、新技術、新工藝的經驗總結,是屋面防水工程設計與施工技術走向成熟的標志,也是屋面防水工程要全面貫徹“防排結合、剛柔并用、多道設防、整體密封”指導思想的體現。在“防排結合”中的“防”,是要根據建筑物的性質、重要程度、使用功能和防水等級與設防要求,因地制宜地選用各種耐老化性能較好,拉伸強度較高、延伸率較大的防水材料,單獨或復合組成收頭和接縫粘結牢固、封閉嚴密的整體防水層,并要求防水材料的拉伸強度大于防水層與基層之間的粘結強度,以便擴大剝離區,提高防水層對基層伸縮或開裂變形的適應能力,滿足屋面防水抗滲的要求。所謂“排”,是要求在可能的條件下,適當采用坡屋頂或提高水平屋面和天溝、檐溝以及水落口周圍直徑500mm范圍內的排水坡度,同時要求水落管的內徑不應小于75 mm,一根水落管的最大匯水面積不宜大于200 m2,以達到排水暢通,防止屋面積水的作用。


      “剛柔并用”是指屋面在采用防水混凝土作剛性防水時,剛性防水層應與結構層隔離,并要求屋面結構的板端縫、找平層、剛性保護層以及剛性防水層,均需留設分格縫,分格縫的縱橫間距不宜大于6m,分格縫內應嵌填彈性或彈塑性的密封材料,以滿足克服約束應力和適應溫差或結構變形的需要,便于確保屋面的防水工程質量。

      “多道設防”,一方面是指屋面防水等級為一級、二級的多道防水設防時,必須采用多道卷材或卷材與涂膜,柔性與剛性組成多道疊合的防水層,同時要求耐老化、耐刺穿性能較好的防水材料放在最表層;另一方面是指防水等級為三級、四級的一道防水設防時,在一頭(防水層的末端收頭)、二縫(屋面的變形縫,找平層的分格縫)、三口(水落口,出入口,檐口)、四根(女兒墻根,煙囪根,管道根,設備根)等容易發生漏水的薄弱部位,均應采用柔性的密封材料、防水涂料防水卷材等并濟互補,在局部組成多道設防的增強附加層,以提高屋面薄弱部位的防水抗滲能力。

      “整體密封”是要求對女兒墻壓頂和墻體以及突出屋面設施的根部等均進行防水處理,并使其與整個屋面的防水層相連接,共同組成形成一個連續、彈性、接縫粘結牢固、封閉嚴密的全封閉的屋面防水系統,以達到屋面不滲不漏的目的。

      在地下室的防水工程中,由于根據建筑物的性質、結構特點、使用要求、水位高低以及埋置深度等,選定防水等級,并按照不同的防水等級和設防要求,采用剛性補償收縮混凝土結構自防水與卷材或涂膜等柔性材料作全外包相結合,進行多道防水設防的構造設計,使其共同組合成為一個能夠優勢互補、揚長避短、剛柔相濟、防水工程質量可靠的防水系統。施工時,要根據現場條件和設計要求,采用外防外貼法、外防內貼法或架空地板離壁襯套墻等防水做法,對變形縫、施工縫、穿墻管、預埋件以及后澆帶等容易滲漏水的薄弱部位,亦要因地制宜地選用剛性、柔性或剛柔結合等多道設防的止水措施,以及對外防外貼法施工的柔性防水層表面,采用粘貼6mm:厚聚乙烯泡沫塑料片材代替傳統砌磚墻保護的新工藝,都為提高地下室防水工程質量、降低滲漏率,起到了重要作用。


      在廚房、廁浴間防水工程的設計與施工中,仍應堅持“防排結合、整體密封”的原則。首先要求抹水泥砂漿找平層時,坡向地漏的排水坡度不宜小于2%,穿過樓地面的管道周圍50mm范圍內的排水坡度不宜小于5%,管道根部應預留20×20mm;n的凹槽,凹槽內應嵌填彈塑性的密封材料封閉嚴密。對地面及墻面需根據其面積較小、管道縱橫、形狀復雜和變截面等特點,有針對性地選用現場容易進行施工操作的防水涂料或聚合物水泥防水砂漿等新型防水材料,通過涂刷或刮抹的施工作業,能在常溫條件下固化并于基層表面上形成一個具有柔性或剛柔結合性能的連續、無縫、整體、全封閉性的防水層,從而較好地解決廚房、廁浴間地面容易發生滲漏水的難題。

      在外墻面的防水工程中,由于新型墻體材料(如混凝土空心砌磚、粘土空心磚、陶;驙t渣混凝土空心砌塊、加氣混凝土砌塊等)的廣泛推廣應用,使房屋建筑外墻的滲漏率呈現著上升的趨勢,嚴重地影響到建筑物的裝飾效果、耐用年限和使用功能。根據外墻面發生滲漏水的實際情況,及時地研究開發和推廣應用具有粘結、防水、抗裂等功能于一體的聚合物水泥砂漿或聚合物水泥基復合防水涂料等剛柔結合的新型防水材料,對外墻面與窗框之間的連接處,亦經預留凹槽并嵌填彈塑性密封材料封閉,從而使外墻收到了良好的防水效果。

      各種新型防水材料以及防水工程設計與施工技術的發展,為全面提高我國建筑防水工程質量和降低房屋建筑滲漏量,都發揮了極其重要的作用。

      三、發展我國建筑防水工程技術展望

      根據國民經濟和社會發展的“九五”計劃與2010年遠景目標,我國的城鎮和農村每年新施工程總建造量將超過10億m2,同時我國目前已擁有的城鎮房屋建筑面積約80億m2,農村房屋建筑面積約180 m2億,其中城鎮和農村舊有房屋的翻修或改造量,每年都在1 0%~1 5%之間,總面積達26~39億m2。每年有這樣巨大的建造量和翻修量,在當今世界各個國家都是罕見的。

      目前我國的住宅建設正向“經濟適用型”和“小康型”發展,到2010年我國城鎮住房人均使用面積將由現在的13 m2左右提高到18 m2左右,如此宏偉的發展目標,必將給我國建筑防水工程技術的全面發展,提供前所未有的機遇和廣闊的市場前景。

      根據我國基礎建設發展的需要與實際可能,參考國外成功經驗,今后我國建筑防水工程技術應重點開發和應用高聚物改性瀝青卷材防水;積極發展和應用合成高分子卷材防水;努力開發密封材料、剛性防水材料和地下工程注漿堵漏材料及其施工應用技術;適當發展和應用涂膜防水,不斷提高各種新型防水材料建筑防水工程中的應用比例。按照《國家化學建材推廣應用“九五”計劃和2 01 0年發展規劃綱要》的目標要求,到2000年逐步實現城鎮永久性建筑采用各種新型防水材料的市場占有率達到60%以上;到201 0年,各種新型防水材料將主導整個防水材料市場,并逐步淘汰傳統的紙胎石油瀝青油氈,城鎮永久性建筑工程中采用新型防水材料的比例將達到80%以上,并從根本上改變我國建筑防水工程技術比較落后的局面。


      建筑防水工程施工技術方面,將由單一材料防水向卷材與涂膜復合防水或剛性與柔性相結合防水,實現優勢互補,多道設防,綜合治理的方向發展;屋面防水將由正置式屋面(防水層做在保溫層的上面)向各種使用功能更為優越的倒置式屋面(防水層做在具有不吸水功能保溫層的下面)方面發展;地下室防水將由單獨的剛性防水或柔性防水向并濟互補、剛柔結合防水方向發展;防水涂料的施工將由刷涂、滾涂向單噴頭、雙噴頭或多噴頭進行混合噴涂,以加快涂膜固化速度和便于控制涂膜厚度的方向發展;卷材接縫施工將由冷粘法向熱熔法、熱風焊接法或熱鍥焊接法方向發展;鋪設卷材防水層的施工,將依據防水工程的實際情況,因地制宜地選用滿粘法、點粘法、條粘法、空鋪法或機械固定法,但卷材的接縫部位必須滿粘,并組合成為一個連續、接縫封閉嚴密,整體和全封性的防水系統。

      防水材料方面,將由紙胎石油瀝青油氈向玻纖胎、聚酯胎、聚乙烯膜胎、聚酯與玻纖或聚乙烯與玻纖復合胎高聚物改性瀝青卷材和合成高分子卷材方向發展;防水涂料和密封材料將由低性能的瀝青基材料向各項技術性能較優的高聚物改性瀝青或合成高分子材料方向發展;在防水涂料中,將由薄質涂料(固體含量5 0%以下)向厚質涂料(固體含量70%以上)或無溶劑和水性等“環保型”、“功能性”并能集防水、裝飾、保溫、隔熱于一體,且可在潮濕基層進行施工作業的防水涂料方向發展;剛性防水將由普通級配混凝土(或砂漿)向補償收縮混凝土(或砂漿)和聚合物混凝土(或砂漿)方向發展。在建筑防水工程設計與施工中,將由混合型的隊伍向專業化的設計與施工隊伍的方向發展;建筑防水分項工程將由傳統的保修制度向逐步建立和實行防水工程質量保證期制度的方向發展。


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