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          我國建築防水材料的發展現狀(偉業防水)

          發布:hdfsff_root 浏覽 :1142次

          改革開放以來,我國的城市化建設步伐不斷加快,大型基礎設施建設不斷完善,城市建築總量已達到全球的一半以上。2012年,我國水泥産量近22億t,約占全球水泥總産量的54%,龐大的建築市場帶動了我國防水市場的繁榮。

          自20世紀80年代引進新型建築防水材料以來 ,我國已從單一的以紙胎油氈爲代表的傳統防水材料發展爲5大門類幾十個品種的新型防水材料體系 ,産品的種類和規格基本上涵蓋了世界範圍内發達國家的主要産品品種和規格 ,産品質量及技術水平不斷提高 ,以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S B S)改性瀝青防水卷材爲代表的新型防水材料在建築領域被廣泛應用,但防水造價隻占整個工程總價的1%~3%,這與發達國家近10%的防水占比仍然相距甚遠。

          防水作爲整個建築的功能型結構單元,其滲透危害不但影響人們的生活質量,而且會*大影響建築物的使用壽命 。

          一 、建築防水材料性能及其特點

          建築物與構築物在使用過程中,都會受到各種自然因素的影響 ,并且建造形式和防水部位不同,所受的影響因素也不同。如建築屋面防水層長期暴露于自然環境中,受雨 、雪 、風、霜、紫外線以及空氣污染物的侵蝕;建築物地下部分不但長期處于水環境中,而且還要承受不均勻沉降的反複作用;而橋梁則是要承受頻繁交通載荷的反複應力作用。因此,用于建築防水的材料,不僅需要具有抵抗複雜應力作用下的力學性能,同時還需要保持在各種自然因素長期影響下綜合性能的持久穩定,即人們常說的耐久性。

          爲保證建築工程用防水材料的性能穩定及耐久性,要求建築防水材料應具備以下6個方面的性能:

          ①耐水性。耐水性是防水材料必須具備的功能,指對水基本不吸收,在水的長期侵蝕和微生物作用下保持性能穩定,在水的壓力作用下具有不穿透性能。透水率和吸水率是表征耐水性能優劣的典型指标。

          ②抗裂性。抗裂性是指防水材料在非恒溫環境中,基層收縮或開裂引起的變形以及應力變化、載荷和沖擊等作用下不開裂的性能。優好的抗裂性要求材料具有較高的拉伸強度和抗撕裂強度,并具有較好的斷裂延伸性和柔韌性。

          ③溫度适應性。溫度适應性是指材料在較寬的溫度範圍内具有穩定的物理力學性能、化學性能和施工應用性能。耐熱度和低溫柔度是表征溫度适應性的典型指标。

          ④耐久性。材料耐久性就是材料在多種環境因素下,能長久保持性能和功能。導緻材料老化有多種因素  ,如溫度交替變化、紫外線、臭氧 ,以及酸雨、鹽霧等化學介質及微生物與各種應力作用等。

          ⑤可操作性 。可操作性即材料按一定工藝流程施工于需要防水部位的性能,可操作性包括:施工方便、操作容易、對環境适應性強、與防水基層及相鄰部位材料相容性好等 。

          ⑥環保性。環保性即材料的生産、施工和防水工程中,對環境不污染,對人體健康無危害。

          防水材料的6個方面性能互相聯系、互相制約,在研究材料性能時往往要把各方面性能聯系起來統一考慮 。

          随着防水領域的不斷擴大和科學技術的發展,新的防水材料品種不斷問世,防水材料由20世紀80年代以前的較少品種,已發展成爲多門類多品種的多元化産品結構。不同類型和品種的材料性能和功能都不盡相同。目前,防水材料的分類方法很多,從不同角度和要求有不同的歸類形式,如按材料劃分爲柔性材料、剛性材料;按材料形态劃分爲卷材、塗料 、密封膠材料及制品型材料;按基本組成可劃分爲瀝青基材料、合成高分子材料、水泥基材料。各種材料都可按類别、品名和原材料性能細分。防水材料分類的目的是理順材料的類别、屬性、品種、性狀 、功能 、材料組成和性能指标要求以及相互之間的關系,爲各類防水工程的選材提供便利。

          目前采用較多的分類方法是按組成 、形态和材料組成結合的方法,見表1。

          二、防水材料的國内外發展現狀

          1. 國外現狀

          從全球的角度看,20世紀七八十年代爲防水材料的飛速發展期,20世紀90年代是防水材料步入漸進發展階段 。近年來,防水材料領域突破性發展的産品品種較少,更多的是企業自主研發的改進、改良型産品及維修産品。歐美等工業發達國家防水材料發展具有以下突出特點:

          **,雖然防水材料已發展成多門類多品種的産品結構,但以瀝青爲基料的改性瀝青防水卷材和用于疊層防水的瀝青卷材仍占市場主導地位,歐洲的改性瀝青防水卷材占全球80%以上的市場。

          第二,各類防水材料中廣泛采用的仍然是人們熟悉的品種如S B S和APP改性瀝青防水卷材 、EPDM卷材 、P V C卷材、聚氨酯防水塗料、聚丙烯酸酯塗料以及聚氨酯密封膠和矽酮密封膠等 ,但近年來上述産品在品種規格方面有所增加。

          第三,新一代防水材料及其系統技術在世界範圍各國得到廣泛認同,主要指T P O防水卷材及其機械固定單層屋面系統、高密度聚乙烯自粘膠膜卷材及其預鋪施工方法,以及自交聯聚丙烯酸酯冷屋面塗料及其與各種卷材複合成型的白色卷材等環保節能材料。

          第四,防水系統配套水平不斷提高,尤其是EPDM、PVC、TPO,配套系統均包括密封膠粘材料、異型部位預制成型件,如泛水、管道根等部位 、配套的施工機具等,在國外普遍推行不是僅僅賣單一産品而是提供系統的解決方案,以确保工程質量。

          第五,防水工程施工一般都有專門的承包商,實施施工防水工程質量保證期制度,保證期有5年 、10年,*長的保證期達15年。

          2. 國内現狀

          我國防水材料的發展大緻可分爲古代、近代和現代3個曆史階段。近代可追溯到建國前的1947年 ,即紙胎瀝青油氈第1個工廠的建立。此後,紙胎瀝青油氈一統天下,這種局面一直持續到了20世紀80年代中期。

          20世紀80年代以後,我國從國外引進E P DM卷材生産線和一批改性瀝青卷材生産線,開始了我國現代防水材料的發展 。經過了30多年的發展,現已形成了包括瀝青基防水卷材、高分子防水卷材、防水塗料、密封材料 、剛性防水和止水堵漏材料、專用及配套材料在内的7大門類,多系列多品種規格,高、中 、低性能檔次的多元化産品系列。進入21世紀以後,國外快速發展的T P O、噴塗聚脲、噴塗硬泡聚氨酯、以及氟樹脂塗料等在國内也相繼問世。

          目前,我國防水材料就門類品種而言完全能滿足各類建設工程的需要,但總體技術水平與國外仍存在差距 ,突出表現在産品的質量水平、應用系統的配套水平和施工技術水平以及仍然存在建築滲漏等幾個方面。

          三、幾種常見防水材料的發展概況

          近年來,雖然有部分新型的防水材料出現,但以高聚物改性瀝青防水卷材 、高分子防水卷材和防水塗料爲主的整體防水格局仍未改變,其所占的市場份額仍高達80%以上,同時上述3大類材料也是在國家“十二五”規劃中重點發展的防水品種,而防水行業的主要技術創新也是圍繞上述産品展開的,因此 ,接下來将重點介紹這3類産品目前的發展狀況 。

          1. 高聚物改性瀝青防水卷材

          瀝青材料是由複雜的碳氫化合物和碳氫化合物的非金屬(氧、硫、氮)衍生物所組成的高分子混合物,由于瀝青材料具有不吸水、粘結強度高、耐腐蝕等一系列優越的性能,故很早以前就被人們用作防水、防潮、防腐和粘結材料。以瀝青爲基本原料制成的防水卷材也是國際上*先應用的有機柔性防水材料。

          瀝青爲基料制成的瀝青基防水卷材是目前國際上使用量*多、應用領域*廣、産量*大的一類防水材料。該類材料長期牢固占據主導地位,得益于20世紀60年代的2次曆史性變革,一是法國和意大利先後發明了用SB S和A P P對瀝青進行改性,改性後的瀝青克服了自身冷脆熱淌的緻命弱點;二是工業上将聚酯纖維無紡布用作防水卷材胎基。

          将改性瀝青和聚酯纖維氈結合在一起的做法,不但産生了新的瀝青基防水卷材品種,而且使防水材料的性能大幅度提高,完全能滿足各種防水工程的需要。瀝青基防水卷材按其塗蓋用瀝青的不同可劃分爲氧化瀝青防水卷材和高聚物改性瀝青防水卷材2大類。

          按胎基材料的不同劃分爲複合胎、聚酯胎 、玻纖胎防水卷材,高聚合物改性瀝青防水卷材較好地解決了傳統瀝青材料低溫脆裂和高溫流淌的缺陷,大幅度提高了瀝青基防水卷材料的使用壽命,因此成爲了“九五”以來我國重點發展的一類防水材料,在我國乃至全球防水領域均占有重要的地位。

          高聚物改性瀝青防水卷材的主要種類如圖1所示 。這些類型的改性瀝青防水卷材,在防水工程中*常用,占據主導地位的是SBS和APP改性瀝青防水卷材,其次是自粘聚合物改性瀝青防水卷材。在改性瀝青防水卷材中又以S BS改性瀝青聚酯胎防水卷材使用範圍*廣 ,應用數量*大。但自粘聚合物改性瀝青防水卷材近10年來發展迅速,其應用比例也在逐年提高。

          目前,高聚物改性瀝青防水卷材在我國防水工程中占有重要的地位,2012年,其在所有防水産品中的占比約爲43%,年增長速度*高時達到16%。

          2. 高分子防水卷材

          以合成橡膠、合成樹脂、橡塑共混以及T P O材料爲基料,加入适量的化學改性劑和填充劑等,經過混煉、塑煉、壓延或擠出成型等加工工藝制成的片狀可卷曲的防水材料稱爲高分子防水卷材(或片材)。

          不少橡膠和樹脂材料都可以用來制造高分子防水卷材 ,還可以同時用2種以上的橡膠、樹脂或橡膠和樹脂共混制成卷材;橡膠類卷材又可按加工工藝劃分爲硫化型和非硫化型2種;樹脂類按加工工藝可分爲交聯型和非交聯型。以上各種材料做基料均可制成均質型、織物内增強型 、纖維背襯型或增強背襯型等構造的産品。因而,高分子防水卷材的品種也是多種多樣 。按基本原材料類别和品種劃分,高分子防水卷材主要類型及産品見表2所示 。

          高分子防水卷材雖多種多樣 ,但目前及今後一段時間内我國發展的産品主要有E P D M防水卷材(硫化型)、TPO防水卷材、PVC防水卷材 、HDPE自粘膠膜防水卷材(預鋪法施工)以及EVA和ECB塑料排水闆、土工膜防滲産品。

          IIR、C S PE卷材和CR防水卷材僅在國外有少量的應用 。合成高分子防水卷材一般都具有拉伸強度高 、斷裂伸長率大、撕裂強度高,對基層伸縮或開裂變形适應性強 、耐熱度高、低溫柔韌性好和耐腐蝕性能好等特點。HDPE自粘膠膜防水卷材及其預鋪反粘技術于20世紀80年代末在美國問世,90年代初進入中國,并以其預鋪反粘施工可實現防水層與現澆混凝土形成永久的結合,能有效防止竄水現象的發生 ,受到生産企業和用戶的一緻認可。

          該産品及其施工技術已列入《建設事業“十一五”推廣和限制技術公告》和《地下工程防水技術規範》,其中 ,北京東方雨虹防水技術股份有限公司通過技術革新 ,在H D P E預鋪反粘技術方面打破了國外壟斷 ,推動了國産HDPE自粘膠膜防水卷材的快速發展 。

          3. 防水塗料

          塗料是一種無定形的材料,常溫下呈流态,半流态液體或粉狀加水現場拌合,通過刮塗、刷塗、輥塗或噴塗在結構表面,經溶劑揮發 ,水分蒸發,組分間的化學反應或反應揮發固化形成一定厚度具有防水能力的塗膜,使表面與水隔絕起到防水、防潮作用。人們把這種防水方式稱爲塗膜防水,采用的材料稱爲防水塗料。

          防水塗料具有冷施工、複雜形狀易于施工 ,塗層爲連續無接縫,工程一旦滲漏易于查找和維修等優點,在國外被視爲卷材的重要補充。防水塗料的缺點是塗層厚度和均勻性不易掌握和控制,施工和固化成膜受環境制約等。

          塗料按材料性能可分爲柔性(以有機材料爲基材制成)和剛性(以水泥爲基材制成);按主要成膜物質的種類(即基本原料)分爲橡膠類 、合成樹脂類、改性瀝青和瀝青類、聚合物水泥類、滲透結晶類和水化塗層類;按固化成型的類别分爲反應型 、揮發型、反應揮發型和水化結晶滲透型,以下予以重點介紹:

          ①反應型高分子防水塗料 :主要成膜物質爲高分子材料,分爲固化劑固化型和濕氣固化型,其中雙組分聚氨酯防水塗料、聚脲防水塗料、聚甲基丙烯酸甲酯防水塗料爲固化劑固化典型産品,單組分聚氨酯防水塗料爲濕氣固化成型高分子防水塗料。

          ②揮發型防水塗料:分爲溶劑揮發型和水份揮發型,依靠溶劑揮發成型的爲溶劑揮發型,該類型塗層幹燥速度快,結膜緻密的特點,主要産品種類爲乳化瀝青類防水塗料;水分揮發型是通過水分揮發成型的塗料 ,主要産品爲聚合物乳液類防水塗料 。

          ③反應揮發型防水塗料:以水分揮發爲主(高分子乳液),經過微粒的接觸變形而結膜,無毒、環保,可在潮濕基面施工;無機物水化反應爲輔(水泥及活性物質),主要産品包括聚合物水泥(J S)防水塗料 、聚合物水泥防水灰漿和聚合物水泥防水砂漿類産品。

          ④滲透結晶型防水塗料:以矽酸鹽水泥 、石英砂及活性化學物質組成的具有特殊功能的無機類防水材料,該材料通過活性化學物質與水泥水化産物、遊離氧化鈣和氫氧化鈣反應生成不溶的結晶體來堵塞修補混凝土的缺陷。

          四、結語

          得益于我國城市化進程的加快和建築市場的繁榮,近年來 ,防水作爲建築重要組成部分取得了快速的發展,以高聚物改性瀝青防水卷材爲代表的新一代防水材料被廣泛應用于建築領域,同時國内以企業爲主體的研發體系逐漸形成 ,而以東方雨虹爲代表的一批企業在防水材料研發上投入逐漸加大 ,促進了防水行業的技術創新,提升了中國防水企業在全球的技術水平。

          從産品種類來看 ,目前我國已基本上構建了完善的産品體系,涵蓋了全球主要防水材料品種,但在整體質量和産品品種規格細分上與發達國家相比尚有差距,是我國防水領域未來的重點發展方向。依據國家建築防水行業“十二五”發展規劃,我國未來将重點發展可用于防水的**材料和應用技術,具體表現在以下幾個方面:

          ①在瀝青卷材的開發上 ,優先發展高聚物改性瀝青防水卷材,并在此基礎上進行該産品的功能化設計,開發具有超低溫性能、阻燃性能、耐鹽堿性能、耐根穿刺等性能的特種産品,而自粘瀝青防水卷材則要借鑒國外經驗有序發展;

          ②在高分子防水卷材方面,則重點發展具有橡塑特征,耐老化性能突出,可焊接的T P O類防水卷材和真正意義上具有預鋪反粘性能的HDPE自粘膠膜防水卷材。

          ③在防水塗料方面 ,優先發展具有橡膠特性的高性能聚氨酯/聚脲防水塗料、自愈型聚合物水泥防水塗料和可用于維修領域的高性能瀝青基防水塗料 。其中 ,高性能瀝青基防水塗料具有成本低、易施工等特性,在歐美國家有着成熟的應用經驗,未來在我國建築防水維修領域定會有重要的應用價值,應重點開發。

          ④在防水密封材料方面,優先發展高性能矽酮密封膏 、丁基橡膠止水帶和聚氨酯建築密封膏。

          ⑤在機械化施工方面,應加速防水專用設備的開發及應用,推動我國在防水材料施工過程中對人的過度依賴,降低勞動強度,提高勞動效率 。

          ⑥加速防水系統與保溫及貼磚系統的融合 ,整合系統資源,降低因系統不匹配造成的施工質量問題 。可以預見 ,經過一段時期的努力,我國的防水材料和應用技術将會有一個突破性的發展,建築防水材料的總體水平将有可能接近或達到**國家的水平。

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