建筑用防水涂料适用性解析

2020-01-04褚锦锋

四川建材 2020年6期

褚锦锋

(和记黄埔地产管理有限公司，上海 200031))

0 前言

目前民用建筑中有防水需要的分部工程按部位主要分为：地下防水、外墙防水、屋面防水及厨卫间阳台防水等。按防水设防形式及材料不同，主要分为：刚性自防水、片材防水及涂层防水等。同时，各分部工程遵循的防水设计原则侧重亦有不同。例如：地下防水工程遵循“因地制宜、综合防治、刚柔并济、防疏结合”的设计原则。其防水使用期限一般在50～100年，主要采用防水混凝土结构自防水为主，柔性防水层主要以片材或涂层防水材料组成复合防水设防；屋面防水工程遵循“多道设防、整体封闭、防疏结合、以防为主”的设计原则。当然除了屋面结构可以采用防水混凝土浇筑外，最主要是采用片材和涂层防水材料设防；外墙防水工程遵循“迎水设防、强化节点、牢柔并重、防脱防裂”的设计原则。以防水砂浆、涂层防水及防水透气膜为主，以柔性密封胶及发泡聚氨酯等填充材料辅助。而厨卫间及阳台防水工程遵循“防疏结合、合理选材、技术先进、符合环保”的设计原则。多采用防水涂料、片材与涂料复合防水。从上述实际情况不难看出，涂层防水材料以其良好的密封性、流动性、柔韧性及耐久性，同时简单方便的施工操作等特点，都大大提高了防渗漏及防潮效果，在各防水工程中已被广泛采用。也正因如此，近年来，随着多种类型涂层防水材料被陆续研制并投入使用，为建筑设计及施工人员提供了更多的选择，但也增加了所用材料是否适用及匹配等方面的困扰。甚至出现错用或无法满足防水设防要求的现象。

案例1。项目名称：某市老浦片商业/住宅项目；分部工程：屋面工程；设计要求：2 mm厚聚合物乳液防水涂料；现场实际审批及选用：某品牌防水涂料用聚合物乳液。

在质量例行巡检时，抽查已涂刷防水涂料之屋面出现大面积脱皮、起泡及开裂等缺陷。经调查其物料审批及进场验收资料，发现质保资料提供的《产品检验报告》中，执行标准为《建筑防水涂料用聚合物乳液》(JC/T 1017-2006)。其物理性能指标均无法验证其满足设计要求。例如：因屋面工程用防水涂料对拉伸强度、断裂延伸率、低温柔度等物理性能指标非常重视，且均有明确标准，其直接反映了材料是否能满足屋面工况要求。然而，现场所选用的材料名称虽与设计要求极为相似，却绝非同等功效产品，亦无法替代使用。至此判定，错用问题为现场施工人员对防水涂料产品不甚了解，仅简单依据名称进行选用所致。

案例2。接案例1后续处理情况。现场重新审批并进场某品牌聚合物乳液防水涂料，并进行返工整改。然而，在后续质量巡查时，发现重新选用之防水涂料型号为I类。其“拉伸强度”和“低温柔度”物理性能指标均低于屋面工程国标要求。虽短时间内对屋面防水性能暂无明显影响，但实际是降低了屋面防水设防要求，增加未来渗漏风险。至此，不得不更改设计，增加多一道合规防水设防。但其施工成本及工期损失，均须施工单位自行承担。

由此可见，目前建筑行业内存在多种类型及品牌防水涂料，遵循不同的材料生产标准，其材料物理性能指标种类及数值均存较大差异。同时，我国现行各种工程规范中对防水涂料的性能亦有繁多不同要求。且除国标规范最低标准外，尚有各地方标准、行业及企业标准等众多更高指标。再加之不同工程部位对防水材料性能及工况要求均不尽相同，这都给如何选择合适型号防水材料增加难度。故为解决这一困扰，须从如下两方面着手梳理各种信息，分析比对防水材料与各防水工程间匹配度，清晰其适用性：首先，以防水材料物理性能指标满足各防水工程指标要求为基础；其次，以防水涂料性能满足工况要求优越性排序为辅。

1 建筑用防水涂料简介

1.1 常见防水涂料种类

1)聚氨酯防水涂料(PU)：由多种有机高分子材料经聚合反应制成具防水作用的预制聚合体，其成分主要有异氰酸酯、聚醚等，并加多种催化、无水填充、溶剂等外加剂混合加工而成的反应固化型高分子防水涂料。特点：①对基层干湿度无要求；②有较高抗拉强度，柔韧性好，对基层变形适应性强，粘结强度高；③高温不流淌、低温不龟裂的良好耐候性；④耐油、耐磨、耐臭氧、耐酸碱侵蚀等抗老化性能。

2)聚合物水泥防水涂料(JS)：由多种有机高分子聚合物乳液和无机活性粉料(如：水泥)，添加多种助剂配制而成，经水分挥发和水泥反应固化成膜的高分子水性复合防水涂料。特点：①可在干燥、潮湿基层上直接施工；②良好的柔韧性、耐久耐老化、抗渗漏及粘结性；③成膜快干、弹性模量适中、体积收缩小，高温不流淌、低温不龟裂的良好耐候性。

3)聚合物乳液防水涂料：由有机高分子聚合物乳液为主料，加多种添加剂配制而成的水乳型有机高分子防水涂料。特点：①宜于干燥基层及非长期浸水环境下施工；②有较好的拉伸、柔韧性及粘结强度；③较好的低温耐候性。

4)水乳型沥青防水涂料：由多种有机橡胶共同复合对沥青进行改性，配制而成的聚合物改性沥青水乳型防水涂料。特点：①褐色或黑褐色有机胶凝材料；②粘结强度性能较好；③低温柔性及耐热性性能较好；④有较好拉伸延展性。

5)溶剂型橡胶沥青防水涂料：由有机橡胶改性沥青为基料，经溶剂溶解制作而成的高聚物改性沥青防水涂料。特点：①粘结性、抗裂性、柔韧性较好；②较好的耐冷、热稳定性,低温不脆裂,高温不流淌。

1.2 防水涂料分类

依据防水材料成分组成及性质、加工工艺及成膜特性等特点，初步可按如下方式进行分类。

1)有机类防水涂料：聚氨酯防水涂料、聚合物乳液防水涂料、水乳型沥青防水涂料、溶剂型橡胶沥青防水涂料。

2)合成高分子反应固化型：聚氨酯防水涂料。

3)合成高分子挥发固化型：聚合物乳液防水涂料。

4)高聚物改性沥青水乳型：水乳型沥青防水涂料。

5)高聚物改性沥青溶剂型：溶剂型橡胶沥青防水涂料。

2 防水涂料性能分析及适用性匹配

2.1 地下防水工程

1)物理性能指标比对情况。

(1)聚氨酯防水涂料，按基本性能分为：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型；按组分分为：单组分S、多组分M；其中断裂伸长率/%：Ⅲ型≥250，低于国标≥400要求。故，Ⅲ型不适合。

(2)聚合物水泥防水涂料，按物理力学性能分为：Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型；其中潮湿基面粘结强度 MPa：Ⅰ型≥0.5，Ⅱ型≥0.7，低于国标≥1要求；其中断裂伸长率/%：Ⅱ型≥65，Ⅲ型≥20，低于国标≥80要求；其中拉伸强度/MPa：Ⅰ型≥0.72，Ⅱ型、Ⅲ型≥1.26，低于国标≥1.5要求。故，Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型均不适合。

(3)聚合物乳液防水涂料，按物理性能分为：Ⅰ型、Ⅱ型；其中断裂伸长率/%：Ⅰ型、Ⅱ型≥300，低于国标≥350要求。故，Ⅰ型、Ⅱ型均不适合。

(4)水乳型沥青防水涂料，按产品性能分为：H型、L型；其中表干时间/h：H型、L型≤8，低于国标≤4要求；其中实干时间/h：H型、L型≤24，低于国标≤12要求。

故，H型、L型均不适合。

(5)溶剂型橡胶沥青防水涂料，未被列入国标防水材料选用列表内。其中抗渗性：T=30 minMPa≥0.2，低于国标T=120 minMPa≥0.3要求，亦不适合。

2)地下防水工况要求满足情况。因地下结构将长期浸泡在地下水或潮湿环境中，故，所选用的防水涂料须具备良好的耐水、耐久、耐腐蚀和耐菌性等特点。同时，在实际施工过程中基层大多处于潮湿工况。另外，由于地下工程施工及使用环境复杂，不可避免存在外力及沉降变形等影响，这就需要在材料选择时对材料抗拉伸变形性能有充分考虑。有鉴于聚氨酯防水涂料各项性能均表现优越。例如：拉伸强度≥2～6 MPa，断裂伸长率≥500%～450%，粘结强度≥1 MPa，不透水性≥120 min.3 MPa，尤其是多种环境下抗老化、抗弯折等性能亦表现优越。

3)结论：地下防水工程建议选用：聚氨酯防水涂料PU Ⅰ型、Ⅱ型。

2.2 屋面防水工程

1)物理性能指标比对情况。

(1)聚氨酯防水涂料：其中断裂伸长率/%：Ⅲ型≥250，低于国标≥450要求；其中低温柔性:S-35℃,不满足国标-40℃要求。故，S、及Ⅲ型均不适合。

(2)聚合物水泥防水涂料：其中断裂伸长率/%：Ⅱ型≥80，Ⅲ型≥30，低于国标≥200要求；低温柔性：Ⅱ型、Ⅲ型均无指标要求，不满足国标-10℃要求。故，Ⅱ型、Ⅲ型均不适合。

(3)聚合物乳液防水涂料：其中拉伸强度/MPa：Ⅰ型≥1.0，低于国标≥1.2要求；低温柔性：Ⅰ型-10℃，低于国标-20℃要求。故，Ⅰ型不适合。

(4)水乳型沥青防水涂料：低温柔性：H型0℃，低于国标-15℃要求。故，不适合。

(5)溶剂型橡胶沥青防水涂料，按产品抗裂性、低温柔性分为一等品(B)合格品(C)；低温柔性：C -10℃，低于国标-15℃要求；抗裂性mm：C=0.2 mm,低于国标0.3 mm要求。故，C型不适合。

2)屋面防水工况要求满足情况。屋面结构长期处于自然环境中，虽有构造层进行适当保护，但仍被温度、干湿、酸碱、射线及结构自身变形等众多因素影响，都要求防水涂料具备必要的耐温、拉伸及断裂、抗老化、耐酸碱及抗渗透水性等。经比对各项物理性能指标，做如下分析：

(1)以低温性能、抗拉抗裂性能、耐候及不透水性指标分析排序：聚氨酯防水涂料表现最为优秀，其次是聚合物乳液防水涂料，聚合物水泥及沥青类防水涂料靠后。

(2)以耐热性为主、抗裂性及耐候性为辅，分析排序显示：水乳型沥青L型表现最为优秀，溶剂型橡胶沥青B型亦表现不俗。

(3)以硬度、耐磨性、耐冲击性及动态变形能力指标排序显示：聚氨酯防水涂料表现最为突出。

(4)因聚合物水泥防水涂料介于有机和无机类之间，故具有良好的水泥基粘结性。

3)结论：依据上述物理性能指标及工况环境要求分析对比可得。

(1)对于北方寒冷地区，建议选用：聚氨酯防水涂料Ⅰ型M、Ⅱ型M、聚合物乳液Ⅱ型防水涂料、聚合物水泥防水涂料Ⅰ型。

(2)对于南方温热地区，建议选用：水乳型沥青防水涂料L型、溶剂型橡胶沥青防水涂料B型。

(3)对于上人屋面或停车坪等，建议选用：聚氨酯防水涂料Ⅰ型M、Ⅱ型M。

(4)对于须与水泥基有良好粘结要求时，建议选用：聚合物水泥防水涂料Ⅰ型。

(5)注意：在采用复合防水设防屋面用时，须确定相容性，以确保层间粘结性和耐久性。同时要求两种物料间不存在腐蚀性。建议如下：①对于采用合成高分子防水卷材，建议选用：聚氨酯防水涂料、聚合物水泥防水涂料、聚合物乳液防水涂料；②对于采用高聚物改性沥青防水卷材，建议选用：水乳型沥青防水涂料、溶剂型橡胶沥青防水涂料；③对于采用热熔型防水卷材，建议选用：溶剂型橡胶沥青防水涂料；④对于需要用于卷材粘结使用时，建议选用：聚氨酯防水涂料。

2.3 外墙防水工程

1)物理性能指标比对情况。

(1)聚氨酯防水涂料：其中低温柔性:S-35℃,不满足国标-40℃要求；其中Ⅲ型未被列入国标防水材料选用列表内。故，S及Ⅲ型不适合。

(2)聚合物水泥防水涂料：低温柔性：Ⅱ型、Ⅲ型均无指标要求，不满足国标-10℃要求。故，不适合。

(3)聚合物乳液防水涂料：其各项物理性能指标均满足外墙防水工程单独选用。

(4)水乳型沥青防水涂料、溶剂型橡胶沥青防水涂料，均未被列入国标防水材料选用列表内。故，不建议选用。

2)外墙防水工况要求满足情况。外墙结构长期处于自然环境中，虽有保温、饰面等构造层覆盖，但仍受温度、雨雪、酸碱、射线及结构自身变形等因素影响，另外须重点考虑构成层荷载及风压荷载影响。这都要求防水涂料具备良好的耐温、变形、抗老化、耐酸碱及抗渗等性能，且对粘结强度尤为关注。针对各物理性能达标之涂料进行如下比对分析。

(1)以粘结强度、低温性能为主，以抗拉抗裂性能、耐候及不透水性为辅，指标分析排序：聚氨酯防水涂料表现最为优秀，其次是聚合物水泥防水涂料。

(2)聚合物乳液涂料因粘结强度表现不足，仅建议做为局部补充修补用。

3)结论：依据上述物理性能指标及工况环境要求分析对比可得。

(1)对于涂刷于结构基层，或外部有其他粘结构造层之外墙，建议选用：聚氨酯防水涂料Ⅰ型M、Ⅱ型M、聚合物水泥Ⅰ型。

(2)对于外墙局部构件防水封闭用，亦可选用：聚合物乳液防水涂料Ⅱ型。