广东省建筑设计研究院有限公司 510010
摘要:本文旨在探讨建筑防水在建筑实际工程应用中的变化,通过对传统常用的防水材料与目前建筑工程中日益更新的防水材料对比研究,建筑防水等级和设防要求的变化揭示目前建筑防水在建筑工程应用中的的变化。先对传统常用防水材料进行回顾和总结,如沥青防水卷材(又称油毡)、高聚物改性沥青防水卷材等的防水性能;其次是高分子防水材料的应用,最后重点关注建筑防水设防要求及设防设计方案的变化,以及这种变化对防水材料及防水技术带来的影响。
关键词:建筑防水;传统常用防水材料;高分子防水材料;防水设防及设防设计方案;
一、引言
建筑防水作为建筑工程中不可或缺的重要组成部分,对建筑物的使用寿命及建筑的使用功能都具有较大的影响。建筑物的渗漏,会导致钢筋锈蚀膨胀,混凝土裂缝的发展,从而损坏结构主体,缩短建筑物安全使用寿命;还会影响室内的美观和使用,增加维修成本。随着科学技术的不断进步,建筑设防的要求及建筑防水材料及技术也在不断更新及完善。本文旨在探讨这种转变,分析其在实际工程中的应用。
二、常用的防水材料
沥青防水卷材(又称油毡)作为传统建筑防水的代表,曾在很长一段时间内被广泛应用。主要是以原纸、织物、纤维毡、塑料膜等材料为胎基,浸涂石油沥青,矿物粉或塑料膜为隔离材料制成的防水卷材。油毡对基层适应能力强,将油毡直接铺设在建筑物的结构表面,能与结构基层很好的结合,不脱层,从而有效地阻止水分渗透到建筑结构内部。但是,随着时间的推移,油毡暴露出一些问题。本身的拉伸强度及温度稳定性较差,高温时容易流淌,低温时容易脆裂,且容易受到外部环境因素的影响,导致老化和破损,从而减弱了防水的使用寿命。
高聚物改性沥青防水卷材大大改善了沥青防水卷材的不良性能。它以高分子聚合物改性石油沥青为涂盖层,聚酯毡、玻纤毡或聚酯玻纤复合为胎基,细砂、矿物粉料或塑料膜为隔离材料制成的防水卷材。如弹性体SBS改性沥青防水卷材,弹性好,低温性能好,耐疲劳变形能力强,适用于气候温和及寒冷地区使用。塑性体APP改性沥青防水卷材耐高温性能好,拉力高,适合耐高温要求的屋面。但其低温柔度差,不建议用在地下室工程中。自粘聚合物改性沥青防水卷材,可以冷施工,粘接性能强,弹性高,具有钉孔自愈能力,抗拉性能好,能适应基层的变形而不易将卷材撕裂。常用于地下室及屋面工程,但用于屋面时需设刚性保护层。
非固化橡胶沥青防水涂料能封闭基层裂缝和毛细孔,适应较复杂的施工作业面。与空气接触后长期不固化,有很好的粘结力,自愈能力强、碰触即粘。近年来在地下室及屋面工程应用得越来越广泛,常与防水卷材复合使用,能解决因基层开裂应力传递给防水层造成的防水层断裂或处于高应力状态下的提前老化等问题。但其耐热性差,不宜外露,立面容易滑动,故较少用于地下室外墙防水。
三、高分子防水材料
合成高分子防水卷材,以合成橡胶、合成树脂或两者共混为基料,加入适量的助剂和填料,经混炼压延或挤出等工序加工而成的防水卷材。主要为塑料防水卷材和橡胶防水卷材为代表。
塑料防水卷材常用的有高密度聚乙烯(HDPE)防水卷材,具有很高的刚性和韧性,机械强度优良,耐高温及耐穿刺强度高。由于传统的防水卷材与垫层满粘,热熔法、干铺法对基层平整度及干燥度要求高,工期长。HDPE防水卷材采用预铺反粘技术,对基面要求不高,并且一层防水卷材即可达到一级防水的要求,大大缩短了施工工期。这个优势使得各项目地下室底板纷纷采用。但HDPE片材材质较硬,细部节点处因应力较大容易出现翘边现象,热熔法施工胶层不耐水泡,下雨后搭接边易脱开且给施工带来一定难度。热塑性聚烯烃(TPO)防水卷材耐热、耐老化性能优良,强度高,耐玷污性好,阻燃性能差,金属屋面常用的防水材料。
橡胶防水卷材常用的有三元乙丙(EPDM)防水卷材,其耐候性、耐老化性能优异,但其胶粘性能、配套使用的内外密封胶及其粘贴工艺要求高。丁基橡胶防水卷材,耐候老化性好、耐臭氧及气密性好。
四、建筑防水等级及设防要求
近年来屋面及地下室的防水等级及设防要求变化较大,这也是近年来防水材料的日益进步,防水技术提高和建筑发展的体现。下面通过近年来更新的国家规范来对比这种变化。
2004年GB 50345《屋面工程技术规范》屋面防水等级分为4级,2012年GB 50345《屋面工程技术规范》更新,屋面防水等级分为2级。重要建筑和高层建筑按I级防水设防(两道防水设防),一般建筑按II防水设防(一道防水设防)。对防水有特殊要求的建筑屋面应进行专项防水设计。原I级防水由于这类建筑极少采用,单独列为专项防水,原IV级防水要求太低现取消。并且经过多年的实践证明,细石混凝土刚性防水层作为一道防水设防效果不佳,故本次更新取消了细石混凝土作为一道防水设防。2023年4月实施的《建筑与市政工程防水通用规范》GB55030-2022,将各部位的防水归类并作出了强制性要求。工程防水等级依据工程类别和工程防水使用环境类别来分为一级、二级、三级。根据这个判别,基本上日常接触的工程都要按一级防水设防。一级防水不应小于3道设防,卷材防水层不应少于1道;二级防水不应少于2道设防,材防水层不应少于1道;三级防水不应少于1道设防,对防水材料的选择没有要求。本次更新将防水使用环境类别(年降雨量)纳入设防等级因素,是从工程实际情况考虑,降雨在屋面停留的时间较长,容易出现局部积水,故对二级及以上防水等级的屋面多道设防,以提高防水功能的可靠性,要求必须有一道卷材防水,主要是考虑防水卷材厚度均匀,更能保证防水功能和防水质量。
同样,地下室主体结构防水一级防水不应少于3道,除了防水混凝土为1道是必选项,外设防水层不少于2道,相较于之前的规定,由应选防水混凝土+应先1至2种提升至应选防水混凝土+不少于2道。这也意味着10J301《地下室建筑防水构造》防水层常用材料选用表(一级防水)中,用于预铺反粘底板的一级防水选用一道≥1.2厚高分子自粘胶膜防水卷材现只能作为一道防水道,还应增加一道防水才能满足要求。防水混凝土抗渗等级也提高了等级。
随着防水通规在建筑工程上的强制执行,保障了建筑物的防水质量,给人们创造了安全舒适的居住、办公、休闲等环境。这必然促进更多更完善的防水材料及防水技术的研发及应用。比如TPR(热塑性)橡胶自粘胶膜预铺防水卷材,以热塑性橡胶片材作为主防水层,主防水层上设置丁基橡胶粘结层、颗粒面反粘层。热塑性橡胶片材材质柔软,与基层服贴性好,卷材与后浇混凝土结构形成永久粘结,基层沉降变形不影响其防水性能,采用自粘搭接施工,搭接边粘接强度高,施工高效快捷。丁基自粘TPO(热塑性聚烯烃)高分子防水卷材主要由TPO片材、丁基橡胶和表面颗粒保护层组成。TPO片材材质柔软,易于细部处理,具有优异的耐老化性能和耐侯性能,和树脂类材料的可焊接性能,搭接边焊接时剥离强度高。丁基橡胶和表面颗粒保护层与后浇混凝土满粘,避免窜水。除此之外,还有其他优质的防水卷材及防水涂料应用在建筑的不同部位。
五、结论
通过建筑防水在建筑实际工程应用中的变化的对比研究,揭示了建筑防水的必要性和重要性。注重建筑防水设计,可减少后期防水维护和修复成本,提高了建筑物的使用寿命,给人民生活创造舒适健康的环境。日益进步的防水材料及防水技术,不仅保障了防水效果,提高了施工效率。引入绿色建筑的理念,采用绿色建筑材料,保障人民的健康环境。优质的防水材料和可靠的防水性能也会增强建筑企业的信誉,增加客户的满意度和信赖度,也为建筑企业在市场上获得更多竞争优势,为长期发展奠定基础。
参考书籍:
建筑防水[全国注册建筑师继续教育必修教材(之九)]
GB 50345-2004 屋面工程技术规范
GB 50345-2012 屋面工程技术规范
GB55030-2022建筑与市政工程防水通用规范