| 建筑防水工程技术发展五十年 |
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发布日期: ( 2007-11-23 ) 编辑: |
叶林标
建国5 0年来，随着基础建设事业的高速发展，建筑防水工程技术也取得了举世瞩目的进步。改革开放的廿年来，特别是近几年，建设部先后发布《关于治理屋面渗漏的若干规定》、《关于提高防水工程质量的若干规定》和国家标准《屋面工程技术规定》、行业标准《房屋渗漏修缮规程》等技术法规以来，建筑防水工程新材料、新技术、新工艺的开发与应用量迅速增加，各种高聚物改性沥青防水材料、合成高分子防水材料、补偿收缩防水混凝土、堵漏密封材料以及冷粘法、热熔法、热风焊接法、热锲焊接法和冷热结合等新施工方法，均已在各类防水工程中广泛推广应用，防水工程的保修期和保证期制度正在逐步建立和完善，从而使我国的建筑防水工程质量逐年提高，基本实现了房屋建筑渗漏率明显降低的目标。
—、五十年的发展概况
5 0年代初，我国新建房屋多数采用以排为主的坡屋面防水。当时的主要做法是在木屋架上放置木檩、木椽、木板、纸胎煤沥青油毡及挂瓦条，然后铺设陶土平瓦或水泥砂浆平瓦、脊瓦等，组成了渗漏率很低的屋面防排水系统。同时也有少量建筑工程采用大锅熬制煤沥青，趁热铺贴纸胎煤沥青油毡，组成“三毡四油一砂”的平屋面防水层。
随着我国国民经济建设的恢复和快速发展，从1955年开始，采用平屋面的房屋建筑工程不断增加，并逐步实现了以各项技术性能较优、对环境污染程度较低的石油沥青代替煤沥青铺贴纸胎石油沥青油毡，做成“三毡四油一砂”或“两毡三油一砂”的防水层。到5 0年代末也有少量标准要求较高的建筑工程，如人民大会堂等“十大建筑工程”，也曾采用过当时根据需要研制成功的以石棉布或麻布为胎体，以橡胶粉改性石油沥青为浸渍涂盖层的卷材，做成“三毡四油”或“四毡五油”等多叠层的防水层，再在该防水层上采用水泥砂浆铺砌水泥方砖或陶瓷方砖做保护层，而成为上人屋面。当时建成的北京工人体育馆，还使用了进口的铝板经表面涂刷防漆后，做成圆形屋面的防水层。从而较好地满足了这些建筑工程的使用要求。
60年代7 0年代，我国建筑防水技术发展比较缓慢，虽然曾开发应用过石灰乳化沥青、膨润土乳化沥青、石棉乳化沥青、再生胶乳化沥青和阴离子乳化沥青等防水涂料，终因材料质量不稳定，施工方法不规范，涂膜厚薄不均匀，防水层使用年限较短，故未能在新建工程中大面积推广应用，只有纸胎石油沥青油毡这种防水材料单一、施工方法比较落后的“三毡四油一砂”防水方法，一直沿用下来，至今仍在全国平屋面防水工程中占主导地位。
从改革开放以来，我国建筑业以前所未有的速度发展，特别是高层建筑和超高层建筑如雨后春笋般在全国各地拔地而起，这都有力地推动着建筑防水新材料、新技术、新工艺的开发与应用，从而打破了以往纸胎石油沥青油毡在建筑防水工程中一统天下的格局，使我国建筑防水工程技术的整体水平迈上了一个新的台阶。
二、我国建筑防水工程技术发展的重大成就
从7 0年代未开始，随着我国科学技术进步和化学建材工业的发展，建筑防水材料也从比较单一的品种迅速发展成为形态不一、性能各异的多类型、多品种的格局，为在建筑防水工程的设计与施工中，体现“因地制宜、按需选材、优势互补、复合防水”的原则创造了条件，也为全面提高各类建筑防水工程质量，提供了可靠的物质基础。
1、建筑防水新材料迅速发展
为适应我国改革开放以来基础建设事业高速发展的需要，从中央到地方都十分重视加快对各种建筑防水新材料的研究开发和推广应用工作。
1978～1980年，北京市建筑工程研究院与保定合成橡胶厂共同配合，采用聚醚树脂与二异氰酸脂等化工原料，通过加成聚合反应的工艺路线，首先研究成功了双组分化学反应固化，能够形成橡胶状弹性防水涂膜的聚氨脂防水材料。该成果曾于1980年荣获北京市科技进步三等奖。由于该涂料可进行冷施工，对任何形状复杂、管道纵横和变截面的防水基层均容易施工，并能在常温条件下形成连续、弹性、无缝、整体的防水涂膜，便于确保防水工程质量等特点，经北京燕京饭店、钓鱼台宾馆、中国银行金融大楼、五洲大酒店、长安俱乐部等工程的厕浴间、地下室和有刚性保护层的屋面总计近亿m2防水工程中推广应用，均获得了良好的防水效果。
1979～1981年，北京市建筑工程研究院与化工部北京化工研究院、北京橡胶六厂、保定第一橡胶厂等单位通力合作，按计划要求完成了建设部下达研制耐老化性能优异、耐高低温性能优良、不透水性能好、拉伸强度高、延伸率大、对基层伸缩或开裂变形适应性强的三元乙丙橡胶防水卷材及其基层处理剂、基层胶粘剂、卷材接缝胶粘剂、卷材收头密封剂、表面着色剂等配套材料和施工应用技术的科研任务，并通过部级技术鉴定。这种新型高弹性的防水材料曾先后荣获北京市、建设部和国家级的科技进步二、三等奖。该产品已先后在北京、上海、内蒙、新疆、海南等20多个省、市、自治区以及巴基斯坦、约旦等援外工程共计2 000多万m2的屋面、地下室、水池等防水工程中广泛应用，有的工程已经过近2 0年的实际应用考核，其防水功能良好。
1983～1985年，北京市建筑工程研究院与保定第一橡胶厂合作，顺利地完成了国家下达研究氯化聚乙烯——橡胶共混防水卷材的“六五”攻关任务。该产品是以含氯量为30～40％的氯化聚乙烯树脂和合成橡胶等国产原料为主体。采用共混改性的工艺路线制成的高分子“合金”材料。它是一种接缝容易粘结而各项主要技术性能均能达到或接近三元乙丙橡胶防水卷材指标的新型防水材料。该卷材经首都宾馆、国际会议中心、军事博物馆以及长春第一汽车制造厂、湖北第二汽车制造厂等1000多万m2防水工程的应用，有的防水工程已经历了1 5年实际应用考核，仍未发现渗漏现象，证明其防水功能可靠。该项成果于1985年荣获北京市科技进步三等奖。
1983～1986年，北京市建筑工程研究院与保定市京保防水材料厂共同努力，研制成功了高温（90℃）不流淌、低温（－1 5℃）不脆裂、拉力较高、延伸率较大、使用寿命较长的聚酯胎SBS改性沥青柔性油毡。该卷材在八一电影制片厂和新华社业务大楼防水工程施工应用的基础上，已在全国大面积防水工程中推广应用，取得了良好的防水效果。该成果于1986年荣获北京市科技进步三等奖。
1983～1987年，航空工业部621研究所与航空工业部第四设计院、绍兴市橡胶厂等合作，采用氯化聚乙烯树脂与玻纤网格布复合的加工工艺，研制成功了具有拉伸强度高、尺寸稳定性好、卷材接缝部位易于粘结等特点的增强型氯化聚乙烯防水卷材。该卷材经北京彩电中心、梅地亚中心、北京西客站等大面积的防水工程中施工应用，防水效果好。该成果于1 987年荣获国家科技进步三等奖。
1983年和1 988年，重庆市长寿化工总厂和冶金建筑研究总院分别研制成功了无毒、无污染、易于施工，各项技术性能较好的阳离子氯丁胶乳沥青涂料和硅橡胶防水涂料，为实现防水涂料系列化创造了条件。
1987年、1989年和l 991年上海汇丽化学建筑总厂、冶金建筑研究总院、化工部锦西化工研究院和晨光化工研究院分别研制成功了聚氨酯、丙烯酸酯、聚硫和硅酮密封膏，为实现不同类型建筑密封材料的配套化、系列化生产与推广应用，打下了物质基础。
1979年和1988年，天津大学化工实验厂和上海隧道公司防水材料厂分别研制成功了氰凝和水溶性聚氨脂等化学注浆堵漏剂，为实现注浆堵漏材料国产化做出了贡献。
在致力研究开发和推广应用各种柔性防水材料的同时，中国建筑材料科学研究院亦于1 988年研究成功了刚性结构自防水的主体材料——UEA补偿收缩混凝土。这种混凝土实现补偿收缩的膨胀源都是钙矾石。该混凝土主要适用于各种地下工程的刚性自防水结构，可与外包柔性防水层复合，共同组成并济互补、刚柔结合的防水构造。到目前为此UEA补偿收缩混凝土的总用量已达到2500万m2，经大量工程应用考核和系列性能检验，证明其长期膨胀和强度等性能稳定，无倒缩现象，故应用于钢筋混凝土结构自防水工程是安全可靠的。
在国内自行研究开发和应用各种新型防水材料的同时，从1 986年至l 996年，我国曾先后有1 1个企业分别由奥地利、意大利、德国、美国和西班牙等国引进了l 5条不同类型的高聚物改性沥青防水卷材生产线，4个企业从日本引进了4条冷喂料挤出连续硫化的三元乙丙橡胶防水卷材生产线，1个企业从意大利引进了1条宽幅连续挤出压延成型的聚氯乙烯防水卷材生产线，1个企业从意大利引了1条宽幅挤出吹塑成型高密度聚乙烯土工膜生产线，2个企业分别从英国和法国引进了2条密封材料生产线，加上我国自行研究开发的技术和生产设备，现已形成年产高聚物改性沥青防水卷材（折合4mm标准厚度计算）1.5亿m2，合成高分子防水卷材（折合1.5mm标准厚度计算）5000万2 m2，防水涂料l 5万t（其中高档防水涂料约3万t），密封材料5万t（其中中、高档密封材料约1．5万t）左右的生产能力。做到了国际上防水材料的主要品种，国内基本土都可以生产，而且产品的产量正在逐年递增，产品的质量稳步提高，其主要技术性能指标均已达到或接近国外同类产品的先进水平，完全可以满足我国各种不同防水等级和设防要求的建筑防水工程的使用功能。
上述各种新型防水材料中的多数产品，已列为建设部科技成果的重点推广项目和首批住宅建设产品的推荐项目，它将成为今后我国大力发展和在建筑防水工程中积极推广应用的新型防水材料。
2、防水工程的设计与施工技术稳步提高
建筑防水工程的设计与施工是一项技术性较强、标准要求较高的防水材料再加工过程。由于建筑防水工程的质量涉及防水材料的质量、防水构造的设计、防水施工人员的技术素质以及防水工程施工与使用全过程的管理水平，因此，建筑防水是一个系统工程，只有全面实施材料标准化、设计规范化、施工专业化、管理维护制度化，才能使我国的房屋建筑真正达到“无渗漏工程”的目标。
1994年国家技术监督局和建设部联合颁布的国家标准《屋面工程技术规范》，是十多年来在我国屋面防水工程中推广应用防水新材料、新技术、新工艺的经验总结，是屋面防水工程设计与施工技术走向成熟的标志，也是屋面防水工程要全面贯彻“防排结合、刚柔并用、多道设防、整体密封”指导思想的体现。在“防排结合”中的“防”，是要根据建筑物的性质、重要程度、使用功能和防水等级与设防要求，因地制宜地选用各种耐老化性能较好，拉伸强度较高、延伸率较大的防水材料，单独或复合组成收头和接缝粘结牢固、封闭严密的整体防水层，并要求防水材料的拉伸强度大于防水层与基层之间的粘结强度，以便扩大剥离区，提高防水层对基层伸缩或开裂变形的适应能力，满足屋面防水抗渗的要求。所谓“排”，是要求在可能的条件下，适当采用坡屋顶或提高水平屋面和天沟、檐沟以及水落口周围直径500mm范围内的排水坡度，同时要求水落管的内径不应小于75 mm，一根水落管的最大汇水面积不宜大于200 m2，以达到排水畅通，防止屋面积水的作用。
“刚柔并用”是指屋面在采用防水混凝土作刚性防水时，刚性防水层应与结构层隔离，并要求屋面结构的板端缝、找平层、刚性保护层以及刚性防水层，均需留设分格缝，分格缝的纵横间距不宜大于6m，分格缝内应嵌填弹性或弹塑性的密封材料，以满足克服约束应力和适应温差或结构变形的需要，便于确保屋面的防水工程质量。
“多道设防”，一方面是指屋面防水等级为一级、二级的多道防水设防时，必须采用多道卷材或卷材与涂膜，柔性与刚性组成多道叠合的防水层，同时要求耐老化、耐刺穿性能较好的防水材料放在最表层；另一方面是指防水等级为三级、四级的一道防水设防时，在一头（防水层的末端收头）、二缝（屋面的变形缝，找平层的分格缝）、三口（水落口，出入口，檐口）、四根（女儿墙根，烟囱根，管道根，设备根）等容易发生漏水的薄弱部位，均应采用柔性的密封材料、防水涂料或防水卷材等并济互补，在局部组成多道设防的增强附加层，以提高屋面薄弱部位的防水抗渗能力。
“整体密封”是要求对女儿墙压顶和墙体以及突出屋面设施的根部等均进行防水处理，并使其与整个屋面的防水层相连接，共同组成形成一个连续、弹性、接缝粘结牢固、封闭严密的全封闭的屋面防水系统，以达到屋面不渗不漏的目的。
在地下室的防水工程中，由于根据建筑物的性质、结构特点、使用要求、水位高低以及埋置深度等，选定防水等级，并按照不同的防水等级和设防要求，采用刚性补偿收缩混凝土结构自防水与卷材或涂膜等柔性材料作全外包相结合，进行多道防水设防的构造设计，使其共同组合成为一个能够优势互补、扬长避短、刚柔相济、防水工程质量可靠的防水系统。施工时，要根据现场条件和设计要求，采用外防外贴法、外防内贴法或架空地板离壁衬套墙等防水做法，对变形缝、施工缝、穿墙管、预埋件以及后浇带等容易渗漏水的薄弱部位，亦要因地制宜地选用刚性、柔性或刚柔结合等多道设防的止水措施，以及对外防外贴法施工的柔性防水层表面，采用粘贴6mm：厚聚乙烯泡沫塑料片材代替传统砌砖墙保护的新工艺，都为提高地下室防水工程质量、降低渗漏率，起到了重要作用。
在厨房、厕浴间防水工程的设计与施工中，仍应坚持“防排结合、整体密封”的原则。首先要求抹水泥砂浆找平层时，坡向地漏的排水坡度不宜小于2％，穿过楼地面的管道周围50mm范围内的排水坡度不宜小于5％，管道根部应预留20×20mm；n的凹槽，凹槽内应嵌填弹塑性的密封材料封闭严密。对地面及墙面需根据其面积较小、管道纵横、形状复杂和变截面等特点，有针对性地选用现场容易进行施工操作的防水涂料或聚合物水泥防水砂浆等新型防水材料，通过涂刷或刮抹的施工作业，能在常温条件下固化并于基层表面上形成一个具有柔性或刚柔结合性能的连续、无缝、整体、全封闭性的防水层，从而较好地解决厨房、厕浴间地面容易发生渗漏水的难题。
在外墙面的防水工程中，由于新型墙体材料（如混凝土空心砌砖、粘土空心砖、陶粒或炉渣混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等）的广泛推广应用，使房屋建筑外墙的渗漏率呈现着上升的趋势，严重地影响到建筑物的装饰效果、耐用年限和使用功能。根据外墙面发生渗漏水的实际情况，及时地研究开发和推广应用具有粘结、防水、抗裂等功能于一体的聚合物水泥砂浆或聚合物水泥基复合防水涂料等刚柔结合的新型防水材料，对外墙面与窗框之间的连接处，亦经预留凹槽并嵌填弹塑性密封材料封闭，从而使外墙收到了良好的防水效果。
各种新型防水材料以及防水工程设计与施工技术的发展，为全面提高我国建筑防水工程质量和降低房屋建筑渗漏量，都发挥了极其重要的作用。
三、发展我国建筑防水工程技术展望
根据国民经济和社会发展的“九五”计划与2010年远景目标，我国的城镇和农村每年新施工程总建造量将超过10亿m2，同时我国目前已拥有的城镇房屋建筑面积约80亿m2，农村房屋建筑面积约180 m2亿，其中城镇和农村旧有房屋的翻修或改造量，每年都在1 0％～1 5％之间，总面积达26～39亿m2。每年有这样巨大的建造量和翻修量，在当今世界各个国家都是罕见的。
目前我国的住宅建设正向“经济适用型”和“小康型”发展，到2010年我国城镇住房人均使用面积将由现在的13 m2左右提高到18 m2左右，如此宏伟的发展目标，必将给我国建筑防水工程技术的全面发展，提供前所未有的机遇和广阔的市场前景。
根据我国基础建设发展的需要与实际可能，参考国外成功经验，今后我国建筑防水工程技术应重点开发和应用高聚物改性沥青卷材防水；积极发展和应用合成高分子卷材防水；努力开发密封材料、刚性防水材料和地下工程注浆堵漏材料及其施工应用技术；适当发展和应用涂膜防水，不断提高各种新型防水材料在建筑防水工程中的应用比例。按照《国家化学建材推广应用“九五”计划和2 01 0年发展规划纲要》的目标要求，到2000年逐步实现城镇永久性建筑采用各种新型防水材料的市场占有率达到60％以上；到201 0年，各种新型防水材料将主导整个防水材料市场，并逐步淘汰传统的纸胎石油沥青油毡，城镇永久性建筑工程中采用新型防水材料的比例将达到80％以上，并从根本上改变我国建筑防水工程技术比较落后的局面。
在建筑防水工程施工技术方面，将由单一材料防水向卷材与涂膜复合防水或刚性与柔性相结合防水，实现优势互补，多道设防，综合治理的方向发展；屋面防水将由正置式屋面（防水层做在保温层的上面）向各种使用功能更为优越的倒置式屋面（防水层做在具有不吸水功能保温层的下面）方面发展；地下室防水将由单独的刚性防水或柔性防水向并济互补、刚柔结合防水方向发展；防水涂料的施工将由刷涂、滚涂向单喷头、双喷头或多喷头进行混合喷涂，以加快涂膜固化速度和便于控制涂膜厚度的方向发展；卷材接缝施工将由冷粘法向热熔法、热风焊接法或热锲焊接法方向发展；铺设卷材防水层的施工，将依据防水工程的实际情况，因地制宜地选用满粘法、点粘法、条粘法、空铺法或机械固定法，但卷材的接缝部位必须满粘，并组合成为一个连续、接缝封闭严密，整体和全封性的防水系统。
在防水材料方面，将由纸胎石油沥青油毡向玻纤胎、聚酯胎、聚乙烯膜胎、聚酯与玻纤或聚乙烯与玻纤复合胎高聚物改性沥青卷材和合成高分子卷材方向发展；防水涂料和密封材料将由低性能的沥青基材料向各项技术性能较优的高聚物改性沥青或合成高分子材料方向发展；在防水涂料中，将由薄质涂料（固体含量5 0％以下）向厚质涂料（固体含量70％以上）或无溶剂和水性等“环保型”、“功能性”并能集防水、装饰、保温、隔热于一体，且可在潮湿基层进行施工作业的防水涂料方向发展；刚性防水将由普通级配混凝土（或砂浆）向补偿收缩混凝土（或砂浆）和聚合物混凝土（或砂浆）方向发展。在建筑防水工程设计与施工中，将由混合型的队伍向专业化的设计与施工队伍的方向发展；建筑防水分项工程将由传统的保修制度向逐步建立和实行防水工程质量保证期制度的方向发展。
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