防水涂料(英文名:waterproof coatings),一般是由瀝青、合成高分子聚合物、合成高分子聚合物與瀝青的組合、合成高分子聚合物與水泥的組合或以無機化合物復合材料等為主要成膜物質,摻入適量的顏填料、助劑、溶劑等加工制成的溶劑型、水乳型、反應型或水化結晶型的涂層材料。
古代人類早期利用植物、夯土等方式防水,秦漢后磚瓦與琉璃瓦逐漸應用,故宮等建筑通過多層復合工藝實現防水;明十三陵等地下工程則憑借灰土技術展現防水能力。近代以來,瀝青石油為原材料防水材料如油毛氈得到推廣,新中國成立后普遍采用多層瀝青卷材做法,并逐步完善施工規范與剛性防水工藝。20世紀80年代起,中國進入現代防水階段,引進國外先進材料與技術,發展冷黏結施工技術、自行研制開發的各種涂料形成了完整的涂料體系。
評價防水涂料的性能主要包括固體含量、耐熱度、柔性、不透水性和延伸性幾方面。防水涂料按主要成膜物質可分為瀝青類、均聚物改性瀝青類、合成高分子類、聚合物水泥類、水泥基類五大類。防水涂料可用于解決糧倉、民用住宅及其它建筑物的滲漏問題,還可作為各種保溫材料的憎水劑、石膏板或制品的防水劑,此外也應用于外墻、地下室、浴室、廚房的室內外防水,蓄水池、游泳池、地鐵、地下建筑、地下管道的防水和防腐,以及道路、橋梁、混凝土構件的伸縮防水等。
發展歷史
古代防水
人類早期穴居時,就利用植物根狀莖、葉子搭建棚子。后來以土為墻,在植物枝干或天然石板上鋪草葉、夯土為蓋建成房子。秦漢以后,中國開始使用磚瓦,采用以排為主、以防為輔的方式排水。受經濟條件限制,當時南方多雨地區老百姓住房多為草屋、瓦屋面。宋元以后,宮殿廟宇建筑大多采用琉璃瓦防水。現存故宮,青磚墻用生石灰加糯米汁或陽桃藤汁調制砂漿,磨磚對縫砌筑,防水功能良好;屋頂有五道以上防水層,先在木望板上鋪薄磚,再鋪貼桐油浸漬的油紙,接著鋪灰泥層,然后用石灰加糯米汁等拌合鋪抹,拍入麻絲形成致密防水層,其上鋪金屬錫合金,再鋪一層灰泥加麻絲,最后坐漿鋪琉璃瓦勾縫。如故宮太和殿,歷時300多年未大修,用材考究、做工精心,每道工序工藝嚴格,各防水層可靠,是綜合治理典范,在中國建筑防水史上意義重大。
古代地下工程中,墓穴最為著名。明十三陵地下宮殿展示了精湛防水技藝,它石砌墻、鋪地,灰泥中加入糯米汁和陽桃藤汁,地下和墻外還有1m厚灰土層。灰土防水能力強、強度大、韌性足,所以幾百年來歷經自然災害仍完好無損,是地下防水典范。古代大型儲水池也多采用灰土防水。
近代防水
近代防水始于天然瀝青作為防水材料,后用石油瀝青制成油毛氈,沿用上百年。近百年來,人們習慣用單一瀝青卷材疊層做法防水,如三氈四油、二氈三油。新中國成立前,國內多數建筑為坡瓦屋面。新中國成立后,平面屋面主要采用三氈四油或二氈三油做法,少量地下建筑用熱瀝青和油氈防水。20世紀80年代,為防質量事故,開始采取增加保護層等技術措施,考慮嚴格工藝和操作規程、加強施工管理以提高防水工程質量。
20世紀50年代末,剛性水泥砂漿防水層的防水堵漏法出現,這是剛性防水最早有效工藝,改善了操作者工作環境,得到廣泛推崇。同時,湖南省等地推出的塑料油膏、聚氯乙烯膠泥等產品應用廣泛,實現了從熱施工到冷施工的變革。此階段,防水工程施工由土建企業負責,新型涂料由廠家自行組織施工。
新中國成立初期,中國防水工程技術標準翻譯自蘇聯20世紀50年代標準,作為東北地區規范,六七十年代修訂成《屋面與地下防水工程施工及驗收規范》,之后制定全國和地方標準、大樣圖,70年代形成防水專業標準工藝,推動了防水工程質量提升和技術進步。
現代防水
中國現代防水始于20世紀80年代初,建筑業興起,高層、深埋地下的大型建筑建造推動防水技術發展。中國引進國外先進防水材料、生產技術和設備,促進防水事業發展。
20世紀80年代初,從日本、意大利等國引進防水卷材生產線,提高了生產能力,施工方法開始采用冷黏結。自行研制開發的涂料形成完整體系,配套密封材料進步明顯,可與卷材復合或單獨使用。地下工程剛性混凝土防水體系成熟,聚合物防水砂漿用于解決外墻和地下工程背面防水難題。
20世紀90年代以來,中國開發新型防水材料,解決潮濕基面立即施工問題,可采用多種新型施工工藝。成立全國性防水協會,組織會議交流,推動技術進步;培訓工人并頒發資質證書,建立持證上崗制度,提高防水工程質量。
從20世紀80年代初起,中國多次修訂防水相關國家標準和圖集,部分地區制定地方標準,規范產品生產、規格、性能指標和試驗方法,對防水工程質量有積極作用。
防水原理
防水涂料是通過有機高分子化合物涂料在建筑表面形成一個整體的防水涂膜防水層達到防水、密封等效果。從已有的防水涂料品種來分析,其防水原理可分為兩大類。一類是通過形成完整的涂膜來阻擋水的透過或水分子的滲透來進行防水的;另一類則是通過涂膜本身的憎水作用來防止水分透過,但是有些聚合物分子上也含有的親水基團,因此聚合物所形成的完整連續的涂膜并不能保證所有的聚合物涂膜均具有良好的防水功能。
組成
防水涂料實質上是一種特殊涂料,它的特殊性在于當涂料涂布在防水結構表面后,能形成柔軟、耐水、抗裂和富有彈性的防水涂膜,隔絕外部的水分子向基層滲透。因此,在原材料的選擇上不同于普通建筑涂料,主要采用憎水性強、耐水性好的有機高分子材料,常用的主體材料為聚氨酯、氯丁膠、再生膠、SBS橡膠和瀝青以及它們的混合物,輔助材料主要有固化劑、增韌劑、增黏劑、防霉劑、填充料、乳化劑、著色劑等,其生產工藝和成膜機理與普通建筑涂料基本相同。
應用
防水涂料廣泛應用于外墻、地下室、浴室、廚房的室內外防水,蓄水池、游泳池、地鐵、地下建筑、地下管道的防水和防
腐,以及道路、橋梁、混凝土構件的伸縮防水等。
特點
(1)防水涂料在固化前呈粘稠狀液態,因此,施工時不僅能在水平面,而且能在立面、陰陽角及各種復雜表面,形成無接縫的完整的防水膜。
(2)使用時無需加熱,既減少環境污染,又便于操作,改善勞動條件。
(3)形成的防水層自重小,特別適用于輕型屋面等防水。
(4)形成的防水膜有較大延伸性、耐水性和耐候性,能適應基層裂縫的微小變化。
(5)涂布的防水涂料,既是防水層的主體材料,又是膠粘劑,故粘結質量容易保證,維修也比較簡便。尤其是對于基層裂縫、施工縫、雨水斗及貫穿管周圍等一些容易造成滲漏的部位,極易進行增強涂刷、貼布等作業的實施。
性能
防水涂料的性能主要有以下幾個:
(1)固體含量。固體含量指防水涂料中所含固體比例。由于涂料涂刷后靠其中的固體成分形成涂膜,因此固體含量多少與成膜厚度及涂膜質量密切相關。
(2)耐熱度。耐熱度指防水涂料成膜后的防水薄膜在高溫下不發生軟化變形,不流淌的性能,即耐高溫性能。
(3)柔性。柔性指防水涂料成膜后的膜層在低溫下保持柔韌的性能。它反映防水涂料在低溫下的施工和使用性能。
(4)不透水性。不透水性指防水涂料一定水壓(靜水壓或動水壓)和一定時間內不出現滲漏的性能。它是防水涂料滿足防水功能要求的主要質量指標。
(5)延伸性。延伸性質防水涂膜適應基層變形的能力。防水涂料成膜后必須具有一定的延伸性,以適應由于溫差、干濕等因素造成的基層變形,保證防水效果。
基本分類
按性質分類
防水涂料按性質分為水性、反應型和溶劑型3種。根據有害物質含量分為A級、B級。A級為環保類防水涂料;B級含量作為防水涂料進入市場的門檻,是防水涂料必須達到的最低要求。水性、反應型防水涂料有A,B兩級,溶劑型防水涂料僅有B級。冬期施工時,由于氣溫低,用水乳型涂料已不適宜,此時宜選用反應型涂料。溶劑型涂料也適于在冬期施工使用。溶劑型防水涂料以有機溶劑為分散介質,靠溶劑揮發成膜,由于涂料中溶劑揮發會給環境造成污染,故不宜在封閉的地下工程中使用。住宅室內防水工程不得使用溶劑型防水涂料。
按主要成膜物質分類
防水涂料按主要成膜物質可分為瀝青類、均聚物改性瀝青類、合成高分子類、聚合物水泥類、水泥基類五大類。傳統的瀝青防水涂料,受瀝青性能限制,使用壽命短。目前應用較多的是高聚物改性瀝青基防水涂料和合成高分子防水涂料。有機防水涂料常用于工程的迎水面,能充分發揮有機防水涂料在一定厚度時有較好的抗滲性,在基面上(特別是在各種復雜表面上)能形成無接縫的完整防水膜的長處,又能避免涂料與基面黏結力較小的弱點。無機化合物防水涂料由于凝固快,與基面有較強的黏結力,最宜用于背水面混凝土基層上,做防水過渡層。
按液態類型分類
根據涂料的液態類型,可把防水涂料分為溶劑型、水乳型、反應型三種。
(1)溶劑型防水涂料:在這類涂料中,作為主要成膜物質的高分子材料溶解于有機溶劑中,成為溶液,高分子材料以分子狀態存在于溶液(涂料)中。該類涂料具有以下特性:通過溶劑揮發,經過有機高分子化合物物質分子鏈接觸、搭接等過程而結膜;干燥速度快,形成的涂膜較薄且致密;生產工藝較簡易,涂料貯存穩定性較好;易燃、易爆、有毒;生產、貯存及使用時需注意安全;由于溶劑揮發快,施工時對環境有污染。
(2)水乳型防水涂料:這類防水涂料作為主要成膜物質的高分子材料以極微小的顆粒(而不是呈分子狀態)穩定懸浮(而不是溶解)在水中,成為乳液狀涂料。該類涂料具有以下特性:通過水分蒸發,經過固體微粒接近、接觸、變形等過程而結膜;涂料干燥較慢,一次成膜的致密性較溶劑型涂料低,一般不宜在5℃以下施工;貯存期一般不超過半年;可在稍微潮濕的基層上施工;無毒,不燃;生產、貯運、使用比較安全;操作簡便,不污染環境;生產成本較低。
(3)反應型防水涂料:在這類涂料中,作為主要成膜物質的有機高分子化合物材料以預聚物液態形狀存在,多以雙組分或單組分構成涂料,幾乎不含溶劑。
常見涂料
瀝青基防水涂料
瀝青基防水涂料的成膜物質是石油瀝青,一般分為溶劑型和水乳型兩種。溶劑型瀝青涂料是將石油瀝青直接溶解于汽油等有機溶劑后制得的溶液。瀝青溶液施工后所形成的涂膜很薄,一般不單獨作防水涂料使用,只用作瀝青類油氈施工時的基層處理劑。水乳型瀝青防水涂料是將石油瀝青分散于水中所形成的穩定的水分散體。目前,常用的瀝青類防水涂料有水乳無機化合物礦物厚質瀝青涂料、水性石棉瀝青防水涂料、生石灰乳化瀝青、水性鋁粉屋面反光涂料、溶劑型屋面反光隔熱涂料、膨潤土石棉乳化瀝青防水涂料、陽離子乳化高蠟石油瀝青防水涂料等。這類涂料屬于中低檔防水涂料,具有瀝青類防水卷材的基本性質,價格低廉,施工簡單。
溶劑型瀝青防水涂料
溶劑型瀝青防水涂料是將未改性的石油瀝青用有機溶劑(溶劑油)充分溶解而成,因其性能指標較低,在生產中控制一定的含固量,通常為薄質型,主要作為SBS、APP改性瀝青防水卷材的基層處理劑,用于混凝土基面防潮、防滲或低等級建筑防水工程。
水乳型瀝青防水涂料
水乳型瀝青防水涂料是以未改性的石油瀝青為基料,以水為分散介質,加人無機化合物填料、分散劑等有關助劑,在機械強力攪拌作用下制成的。該類厚質防水涂料有生石灰膏乳化瀝青防水涂料、水性石棉瀝青防水涂料、膨潤土乳化瀝青防水涂料。此類防水涂料成本低、無毒、無味,可在潮濕基層上施工,有良好的黏結性,涂層有一定透氣性。但成膜物是未改性的石油瀝青、礦物乳化劑和填料,固化后彈性和強度較低,使用時需相當厚度才能起到防水作用。
高聚物改性防水涂料
瀝青防水涂料通過適當的高聚物改性可以顯著提高其柔韌性、彈性、流動性、氣密性、耐化學腐蝕性和耐疲勞性等。高聚物改性瀝青防水涂料一般是用再生橡膠、合成橡膠或SBS等對瀝青進行改性而制成的水乳型或溶劑型防水涂料。
氯丁橡膠瀝青防水
涂料氯丁橡膠瀝青防水涂料的基料是氯丁橡膠和石油瀝青。其按溶劑的不同,可分為溶劑型和水乳型兩種氯丁橡膠瀝青防水涂料。其中,水乳型氯丁橡膠瀝青防水涂料的特點是,涂膜強度大、延伸性好,能充分適應基層的變化,耐熱性和低溫柔韌性優良,耐臭氧、抗腐蝕、阻燃性好,不透水,是一種安全無毒的防水涂料,已經成為中國防水涂料的主要品種之一。其適用于工業和民用建筑物的屋面防水、墻面防水和樓面防水、地下室和設備管道的防水、舊屋面的維修和補漏,還可用于沼氣池、油庫等密閉工程混凝土以提高其抗滲性和氣密性。
水乳型再生橡膠改性瀝青防水涂料
水乳型再生橡膠改性瀝青防水涂料是由陰離子型再生天然橡膠和陰離子型瀝青乳膠混合均勻構成。再生橡膠和石油瀝青的微粒借助于陰離子表面活性劑的作用,穩定地分散在水中而形成的乳狀液。該涂料以水為分散劑,具有無毒、無味、不燃的優點,可在常溫下冷施工作業,并可在稍潮濕無積水的表面施工,涂膜有一定的柔韌性和耐久性,材料來源廣,價格低。它屬于薄型涂料,一次涂刷涂膜較薄,需多次涂刷才能達到規定厚度。該涂料一般要加襯玻璃纖維布或合成纖維加筋氈構成防水層,施工時再配以嵌縫密封膏,以達到較好的防水效果。該涂料適用于工業與民用建筑混凝土基層屋面防水,以瀝青珍珠巖為保溫層的保溫屋面防水,地下混凝土建筑防潮以及舊油氈屋面翻修和剛性自防水屋面的維修等。
SBS改性瀝青防水涂料
SBS改性瀝青防水涂料是以瀝青、橡膠、合成樹脂、SBS及表面活性劑等有機高分子化合物材料組成的一種水乳型彈性瀝青防水涂料。該涂料的優點是,低溫柔韌性好、抗裂性強、黏結性能優良、耐老化性能好,與玻纖布等增強胎體復合,能用于任何復雜的基層,防水性能好,可冷施工作業,是較為理想的中檔防水涂料。SBS改性瀝青防水涂料適用于復雜基層的防水防潮施工,如廁所間、地下室、廚房、水池等,尤其適用于寒冷地區的防水施工。
水乳型瀝青防水涂料
水乳型瀝青防水涂料是指以瀝青為主要原料,以水為分散介質,采用化學乳化劑和(或)礦物乳化劑制得的瀝青基防水涂料。其產品包括膨潤土乳化瀝青防水涂料、氯丁橡膠乳化瀝青防水涂料、SBS改性乳化瀝青防水涂料、APP改性乳化瀝青防水涂料、丁苯橡膠乳化瀝青防水涂料、再生膠乳化瀝青防水涂料、丙烯酸乳化瀝青防水涂料等。產品常溫固化后,能在基面上形成一層沒有接縫、富有彈性的整體防水膜。既可單獨設防,也能與防水卷材復合施工形成可靠的復合防水層。
水乳型瀝青防水涂料是水性產品,安全可靠;單組分,冷施工,操作簡單。適用于屋面、地下建筑的非外露防水設防,各種管道、混凝土的表面防護及防腐蝕。但產品質量差異較大,施工時受環境溫度影響大。
水乳型瀝青防水涂料按性能分為H型和L型,兩個型號的材料主要是耐熱度和低溫柔度指標不同,適用于不同使用環境溫度的場合。其物理力學性能應符合現行行業標準《水乳型瀝青防水涂料》(JC/T 408—2005)的規定。
非固化橡膠瀝青防水涂料
非固化橡膠瀝青防水涂料是以橡膠、瀝青為主要組分,加入助劑混合制成的在使用年限內保持黏性膏狀體的防水涂料。產品標準為《非固化橡膠瀝青防水涂料》(JC/T 2428—2017)。
非固化橡膠瀝青防水涂料是一種新型環保、高固含量(高達98%以上)的瀝青防水涂料。施工后在有效使用期內不固化,始終保持黏稠膠質的特性,具有蠕變性和自愈合功能,能解決因基層開裂應力造成的防水層開裂、疲勞破壞或處理高應力狀態下提前老化的問題;同時,材料的黏滯性能能夠很好地封閉基層的毛細孔和裂縫,解決防水層的竄水難題;還能解決現有防水卷材和防水涂料復合使用時相容性差的問題;具有優異的耐化學腐蝕性、耐老化性能和高延伸性,適應復雜的施工作業面,并可在潮濕基面上施工。該產品既可單獨作為一道防水層,又能與多種介質形成良好的復合防水層,適用于新建、改建或翻修工程的屋面、地下以及市政等非外露防水工程,特別適用于變形大的防水部位和防水等級要求高的工程。
非固化橡膠瀝青防水涂料不得外露使用,應和防水卷材配合使用。屋面工程單獨使用時,應在涂層內夾鋪胎體增強材料,并在涂層表面覆蓋隔離層。
合成高分子防水涂料
合成高分子防水涂料是以橡膠或合成樹脂為主要成膜物質,加入其他輔料而配制成的單組分或多組分防水涂料。合成高分子防水涂料的品種很多,常見的有氯丁橡膠、聚氯乙烯、聚氨酯、丙烯酸酯、丁基橡膠、氯磺化聚乙烯、1,1-二氯乙烯等防水涂料。防水涂料向著高性能、多功能化的方向迅速發展,比如粉末態、反應型、納米型、快干型等各種功能性涂料逐漸被開發利用。這里主要介紹以下幾種。
聚氨酯防水涂料
聚氨酯防水涂料簡稱PU防水涂料,是以異氰酸酯類預聚物為主要組分,可形成彈性涂層的防水涂料。聚氨酯防水涂料黏結力強,耐腐蝕、耐候性優良,可以常溫施工,涂膜綜合性能好,拉伸強度高,延伸率大,具有良好的彈性和黏結密封性能,可有效抵抗基層的伸縮與開裂變形。聚氨酯防水涂料生產工藝穩定,質量可靠,是業界公認的綜合性能最好的防水涂料。
聚氨酯防水涂料按組分分為單組分(S)和多組分(M)兩種;按是否曝露使用分為外露(E)和非外露(N);按基本性能分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型產品滿足房屋建筑等普通防水要求,可用于工業與民用建筑工程;Ⅱ型產品滿足高鐵、橋梁、電纜溝等防水要求,可用于橋梁等非直接通行部位;Ⅲ型產品滿足橋梁、上人屋面等外露通行防水要求,可用于橋梁、停車場、上人屋面等外露通行部位。聚氨酯防水涂料按有害物質限量分為A類和B類。室內、隧道等密閉空間宜選用有害限量A類的產品,施工與使用時應注意通風。
(1)雙組分聚氨酯防水涂料
雙組分聚氨酯防水涂料從廣義上說,屬于溶劑型防水涂料(以溶劑為分散劑,但不是靠溶劑揮發成膜),其成膜機理屬于反應固化型,產品中溶劑的含量不大。其中,甲組分是以聚醚多元醇和異氰酸酯為主要材質聚合反應制成的異氰酸酯封端的聚氨酯預聚體;乙組分是以多種助劑、顏填料組成的液體。使用時將甲、乙兩組分按比例混合,攪拌均勻,涂刷在基面上,經常溫交聯固化,形成整體而有彈性的防水涂膜。雙組分聚氨酯防水涂料在我國市場上出現的時間比較早,從20世紀70年代開始研發,先后誕生了“851”“911”等聚氨酯防水涂料經典型號。
溶劑型聚氨酯防水涂料因含苯、甲苯、二甲苯等有毒有機溶劑,其使用會對環境和施工人員產生不良影響。尤其是涂料中所含的游離甲苯二異氰酸酯(TDI)毒性很強。用于屋面、外墻、地下及路橋等防水工程時,不宜暴露使用,表面宜設置保護層。產品中有害物質限量應符合現行行業標準《建筑防水涂料中有害物質限量》(JC 1066—2008)的要求。
(2)單組分聚氨酯防水涂料
單組分聚氨酯防水涂料是以異氰酸酯、聚醚多元醇等為主要原料,配以多種功能助劑、顏填料等經特殊反應聚合加工制成的單一組分的防水涂料。在現場涂覆后,聚氨酯預聚體中的NCO端基與空氣或基層中的潮氣接觸反應固化成膜,是近幾年逐漸發展起來的環保型濕固化成膜的聚氨酯防水涂料。
單組分聚氨酯防水涂料即開即用,使用方便;不含苯、甲苯、二甲苯等有毒溶劑;涂膜密實,無針孔、無氣泡;強度高,延伸大,回彈性好,對基層收縮開裂變形抵抗力強,適用結構復雜的建筑施工,特別適用于室內衛生間、淋浴間、廚房、陽臺、泳池等對產品環保性要求較高的場合。
(3)水性聚氨酯防水涂料
水性聚氨酯防水涂料是以水性聚氨酯分散體為主要成膜物質,加入顏填料及其他助劑配制而成,通過水分揮發固化成膜的單組分防水涂料,簡稱PUD,適用于非長期浸水環境下的防水工程。
(4)脂肪族聚氨酯耐候防水涂料
聚氨酯防水涂料根據所用異氰酸酯單體的不同,分為芳香族異氰酸酯和脂肪族異氰酸酯兩大類。目前,市場上聚氨酯防水涂料大部分仍采用芳香族異氰酸酯,不宜長期直接暴露使用,為了延長涂膜壽命,需要在涂層表面采用材性相容的耐候防水涂料、水泥砂漿或細石混凝土等保護措施。
脂肪族聚氨酯耐候防水涂料簡稱APU耐候涂料,是以脂肪族異氰酸酯類預聚物為主要組分,用于外露使用的彈性涂料。產品標準為《脂肪族聚氨酯耐候防水涂料》(JC/T 2253—2014)。脂肪族聚氨酯防水涂料因其具有耐候性好、紫外線照射下不變黃等特點,特別適合在室外使用。
聚合物乳液建筑防水涂料
聚合物乳液建筑防水涂料是以聚合物乳液為主要原料,加人其他添加劑制得的單組分水乳型防水涂料。該類防水涂料為水性材料,綠色環保。所用聚合物乳液是以聚合物單體聚合而成的,以水為分散介質的乳液,主要包括苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯類、乙酸乙烯、乙烯基酯類等多種類型。其中,純丙烯酸酯防水涂料是聚合物乳液建筑防水涂料中的常用品種,防水性能好,操作方便,可適應各種形狀復雜的防水基面,與基層的黏結強度高,施工速度快,易于維修,適用于屋面、地下、建筑外墻、住宅室內等非長期浸水環境下的防水工程。
水性丙烯酸酯防水涂料
丙烯酸系防水涂料是以純丙烯酸共聚物、改性丙烯酸或純丙烯酸酯乳液為主要成分,加入適量填料和助劑配制而成的水性單組分防水涂料。這類防水涂料由于其介質為水,不含任何有機溶劑,因此屬于良好的環保型涂料。這類涂料的最大優點是,具有優良的防水性、耐候性、耐熱性和耐紫外線性。涂膜延伸性好,彈性好,伸長率可達250%,能適應基層一定幅度的變形開裂;溫度適應性強,在-30~80℃范圍內性能無大的變化;可以調制成各種色彩,兼有裝飾和隔熱效果。這類涂料適用于各類建筑防水工程,如鋼筋混凝土、輕質混凝土、瀝青和油氈、金屬表面、外墻、衛生間、地下室、冷藏庫等,也可作防水層的維修和保護層等。
硅橡膠防水涂料
硅橡膠防水涂料是以硅橡膠膠乳以及其他乳液的配位化合物為主要基料,摻入無機化合物填料及各種助劑配制而成的乳液型防水涂料。通常由1號和2號組成,1號涂布于底層和面層,2號涂布于中間的加強層。該類涂料兼有涂膜防水和滲透防水材料兩者的優良特性,具有良好的防水性、抗滲透性、成膜性、彈性、黏結性、延伸性和耐高低溫特性,適應基層變形能力強。可滲入基底,與基底牢固黏結,成膜速度快,可在潮濕底基層上施工,可刷涂、噴涂或滾涂。它可以做到無毒級產品,是其他高分子防水材料所不能比擬的,因此,硅橡膠防水涂料適用于各類工程尤其是地下工程的防水、防滲和維修工程,對水質不造成污染。
聚氯乙烯防水涂料
聚氯乙烯防水涂料是以聚氯乙烯和煤焦油為基料,加入適量的防老劑、增塑劑、穩定劑及乳化劑,以水為分散介質所制成的水乳型防水涂料。施工時,一般要鋪設玻纖布、聚酯無紡布等胎體進行加強處理。該類防水涂料彈塑性好,耐寒、耐化學腐蝕、耐老化和成品穩定性好,可在潮濕的基層上冷施工,防水層的總造價低。聚氯乙烯防水涂料可用于各種一般工程的防水、防滲及金屬管道的防腐工程。
聚合物水泥防水涂料
聚合物防水涂料以丙烯酸酯、乙烯乙酸乙烯等聚合物乳液和水泥為主要原料,加入填料及其他助劑配制而成,經水分揮發和水泥水化固化成膜的雙組分水性防水涂料。聚合物水泥防水涂料系水性涂料,無毒、無害、無污染,屬于環保型產品,使用安全,對四周環境和人員無任何危害。聚合物防水涂料的涂層堅韌高強,耐水性、耐候性、耐久性優異,能耐140℃高溫,尤其適用于道路、橋梁的防水工程,并可加顏料以形成彩色涂層。該類涂料與基面及水泥砂漿等各種基層材料牢固黏結,是理想的修補黏結材料,對各種各樣的建筑材料具有很好的附著性,能形成整體無縫致密穩定的彈性防水層。聚合物防水涂料能在潮濕(無明水)或干燥的多種材質基面上直接進行施工,能在立面、斜面和頂面上直接施工,不流淌,施工簡便,便于操作,工期短,在常溫條件下涂料可自行干燥,涂膜防水層便于維修。
聚合物水泥防水涂料又稱JS防水涂料,截至2023年,是室內防水涂料產品中用量最大的產品。聚合物水泥防水涂料兼有聚合物涂膜的柔韌性,改善了水泥砂漿干縮變形的缺陷,又有水泥水硬性材料的剛性;具有良好的柔韌性、黏結性、耐老化性,涂膜比一般有機涂料干燥快、彈性模量適中、體積收縮小、抗滲性好;可在潮濕基面上施工,且為水性涂料,綠色環保。聚合物水泥防水涂料適用于屋面、地下、建筑外墻、住宅室內等防水工程。
聚合物水泥防水涂料按物理力學性能分為Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。Ⅰ型偏柔性,適用于活動量較大的基層,如樓地面、非外露屋面的防水防潮;Ⅱ型和Ⅲ型以水泥為主,偏剛性,適用于活動量較小的基層,如衛生間、飄窗、陽臺的防水防潮。Ⅰ型產品由于聚合物乳液的比例較高,固化后的涂膜在長期浸水條件下,聚合物有可能發生溶脹,從而降低涂膜的不透水性。對于住宅室內長期浸水的部位,不宜使用Ⅰ型聚合物水泥防水涂料。現行國家標準《《地下工程防水技術規范》GB50108-2001》(GB 50108—2008)規定:地下防水工程應選用Ⅱ型聚合物水泥防水涂料。
聚合物水泥防水涂料的物理力學性能應符合(GB/T 23445—2009)的規定,如下表:
參考資料:
水泥基滲透結晶型防水涂料
水泥基滲透結晶型防水涂料是由硅酸鹽水泥、石英砂、特殊活性物質及添加劑組成的無機化合物粉末狀防水涂料。與水作用后,硅酸鹽活性離子通過載體向混凝土內部擴散滲透,與混凝土孔隙中的鈣離子進行化學反應,生成不溶于水的硅酸鹽結晶體填充混凝土毛細孔道,從而使混凝土結構致密,實現防水功能。與高分子類有機防水涂料相比,這類防水材料具有一些獨特的性能:可以與混凝土組成完整、耐久的整體;可以在新鮮或初凝混凝土表面施工;固化快,48h后可以進行后續施工;可以抵抗海水和其他鹽分的化學侵蝕,起到保護混凝土和鋼筋的作用;無毒,可用于飲用水工程。
水泥基滲透結晶型防水涂料簡稱CCCW,是一種用于水泥混凝土的新型剛性砂漿涂料類防水材料。該涂料經與水拌和后調配成可刷涂或噴涂在水泥混凝土表面的漿料;也可采用干撒壓入未完全凝固的水泥混凝土表面。
水泥基滲透結晶型防水涂料既可作為防水劑直接加入混凝土中,也可作為防水涂層涂刷在混凝土基面上。它與其他有機或無機化合物防水涂料的不同之處在于其具有裂縫自愈能力。結晶防水層無縫,能承受一定的外力作用,且防水化學穩定。水泥基滲透結晶型防水涂料無味、無污染;因是現場加水拌和,運輸、儲存方便;施工簡單,對復雜混凝土基面適應性好;適用于地下等防水工程。產品應符合現行國家標準《水泥基滲透結晶型防水材料》(GB 18445—2012)的規定。
國家標準《《地下工程防水技術規范》GB50108-2001》(GB 50108—2001)中首次選用了該材料,并規定:水泥基滲透結晶型防水涂料的用量不應小于1.5kg/平方米,且厚度不應小于1.0mm,以保證其防水功能。水泥基滲透結晶型防水涂料在施工前,應用潔凈水充分濕潤混凝土基層,但表面不得有明水。
防水機理
水泥結晶增生劑是一種無機化合物質粉狀物,其主要的化學成份是CaO占33%~38%;SiO?占37%~42%,MgO占5%~6%,Na?O占5%~6%。
以往使用的涂料滲透型防水涂料是μm級的SiO?顆粒,或是把微粉狀的波特蘭火山灰用水浸透,使其在表層得到硅酸結晶等物質生成,但滲透得太淺。用滲透擴散物質—催化劑,即鈣錯體(配位化合物)Ca=CAT-L,屬10?1?m規格大小的錯體離子,與水一起可在細微的空間內極自然地擴散,同時發生反應時的最小濃度為0.01ppm。即在獲得Ca2?的錯體離子擴散在混凝土空隙中的積水之中。在有反應型SiO?2?存在的地方,因溶解度的格差得到錯體的轉變為CaSiO?(水泥主要結晶)沉淀到混凝土的空隙中,分解出Ca的錯體離子再次進行擴散,在存有Ca(OH)?等物質、Ca2?濃度高的地方再次和Ca2?發生反應,轉換成Ca錯體在混凝土內部擴散開來。此反應在混凝土中反復不斷地進行,產生水泥結晶。
應用技術
這種結晶體在施工后很長一段時間里,沿著需要維修的混凝土基層中的細小裂縫和毛細管道中的滲漏水源向內層發展延伸,伸入混凝土內部,提高其強度、防腐、抗滲作用。這種防水材料,也是堵漏材料,在碘化鈉條件下,材料的封閉過程往往重復發生。因屬無機化合物材料,可做永久性防水材料。
(1)該涂料不能在雨中或環境溫度低于4℃時施工。
(2)由于該涂料在混凝土中結晶形成過程的前提條件需要濕潤,所以無論新澆筑的,還是舊有的混凝土,都要用水浸透,以便加強表面的虹吸作用。
(3)新澆的混凝土表面在澆筑20h后方可使用該涂料。
(4)混凝土澆筑后的24~72h為使用該涂料的最佳時段,因為新澆的混凝土仍然潮濕,所以基面僅需少量的預噴水。
(5)混凝土基面應當粗糙、干凈,以提供充分開放的毛細管系統以利于滲透。所以對于使用模板或表面有反堿、塵土、各種涂料、薄膜、油漆及油污或者其他外來物都必須進行處理,要用鑿擊、噴砂、酸洗(鹽酸)、鋼絲刷刷洗、高壓水沖等。(如使用鹽酸腐蝕法,必須先用水打濕,酸處理后表面應用水徹底沖凈)。結構表面如有缺陷、蜂窩麻面均應修補、清理。
(1)將該涂料與水調和(水內要求無鹽和無有害成分)。混合時可用手電鉆裝上有葉片的攪拌棒或戴上膠皮手套用手及抹子來攪和。
(2)混料時要掌握好料、水的比例,一次不宜調多,要在20min內用完,混合物變稠時要頻繁攪動,中間不能加水。刷涂時按體積用5份料、2份水調和,一般刷一層是0.65~0.8kg/平方米。噴涂時按體積用5份料、3份水調和,一般噴一層是0.8~1kg/m2。防水等級要求高的工程則需涂兩層,最好是一層濃縮劑、一層增效劑。增效劑的調制同濃縮劑。(若外層貼瓷磚或抹砂漿時,可不用增效劑)。
丙凝防水涂料
由ep改性膠乳加入丙凝乳液、聚丙烯酸酯、合成橡膠、各種乳化劑、改性膠乳等所組成的均聚物膠乳,再加入基料和適量化學助劑和填充料,經塑煉、混煉、壓延等工序加工而成的高聚物分子改性基高分子防水防腐材料。
丙凝防水涂料具有良好的耐水、耐候、耐酸堿特性和優異的延伸性能,能適應基層局部變形的需要;環保無毒,施工方便;能長期浸泡在水里,壽命長達50年以上。列為國家建設部重點推廣產品。
SL-2溶劑型SBS橡膠改性瀝青防水涂料
截至2023年,SL-2溶劑型SBS橡膠改性瀝青防水涂料是以SBS橡膠為改性材料生產的一種冷施工防水材料。它具有優良的耐腐蝕、高彈性、延展性、粘結性,對基層開裂的適應性良好,高溫不流淌、低溫不開裂,產品性能穩定,可以在負溫(-20℃)下施工,冷施工、省工省力、施工方便。這種涂料主要適用于各種建筑物屋面、地下室、地溝、涵洞的防水、防潮工程,可以作為防水卷材的冷施工黏結劑,也可作為建筑物防水系統維修補漏及管道防腐等工程的材料。
石棉乳化瀝青防水涂料
石棉乳化瀝青防水涂料又稱水性石棉瀝青防水涂料。它是以石油瀝青為基料,石棉作分散劑,在強制攪拌下制成的厚質防水涂料。該防水涂料無毒、不燃、水冷性施工、無污染,可在潮濕基層上鋪設。其耐水、耐熱、耐候、抗裂和穩定性都優于一般的乳化瀝青。由于填料采用了無機化合物纖維礦物,它的乳化膜比化學膜更堅固。其不足之處在于施工環境溫度一般要在15℃以上,但氣溫過高易黏腳。
石棉乳化瀝青防水涂料鋪抹在基層上后,由于水分的蒸發使懸浮體內部的結構重新分布,分散度極細小的瀝青顆粒、生石灰和石棉絨互相擠靠包裹。瀝青凝結成膜時石灰在瀝青中形成均勻的蜂窩狀骨架,構成一種耐熱性高、抗老化性好的防水層。
截至2023年,石棉乳化瀝青防水涂料在中國的應用較廣泛,效果也較好,配以玻纖布、無紡布等,可適用于鋼筋混凝土屋面、地下室、廚池的防水層。
水乳型再生橡膠瀝青防水涂料
水乳型再生橡膠瀝青防水涂料是以石油瀝青為基料和再生橡膠為改性材料復合而成的水性防水涂料。該防水涂料由再生橡膠和石油瀝青的微粒,借助陰離子型表面活性劑的作用,使陰離子型再生膠乳和瀝青乳液穩定分散在水中形成乳狀混合液。
水乳型橡膠瀝青防水涂料是國內外較通用的一種防水涂料,與同類溶劑型產品比較,它以水取代了汽油,其安全性、環境性更勝一籌。這種涂料以合成膠乳為原料,因而價格貴。
水乳型再生橡膠瀝青防水涂料能夠在各種復雜表面形成防水膜,具有一定的柔韌性和耐久性。該涂料以水為分散劑,無毒、不燃、無異味,安全可靠,可在常溫下冷施工,操作簡單、維護方便,能夠在潮濕無積水的表面施工。其原料來源廣泛,價格較低。其缺點是一次涂刷成膜較薄,產品質量易受生產條件的影響,氣溫低于5℃時不易施工。產品適用于工業、民用混凝土基層屋面、浴廁、廚房間的防水,瀝青珍珠巖保溫層屋面防水,地下混凝土建筑防潮,舊油氈屋面翻修和剛性自防水屋面的維修等。
防水涂料的施工
涂刷前處理好基層。防水涂料的涂刷與地面基層狀況有很大關系,基層越不平整,使用的涂料就越多。因此,在涂刷防水涂料之前,最好將基層進行簡單處理,盡量將基層處理平整。其次,應保證地面無塵、無土、無油,可拿墩布仔細拖地,把灰塵全部清除掉,否則會引起防水涂料的開裂掉皮,影響防水效果。
防水涂料施工要點主要有以下幾個:
(1)應在5°C以上的溫度條件下施工,預計24小時內降水不宜施工。
(2)涂刷應橫豎交叉進行,間隔時間為4小時。
(3)涂層如有特殊要求,可考慮增加面層涂刷遍數。
(4)施工時,空氣濕度特別大,氣溫低,干燥時間應適當延長。
(5)如施工工地溫度較高,拌料時可適當增加水量,以降低施工粘度。
防水涂料選用
防水涂料的使用應考慮建筑的特點、環境條件和使用條件等因素,結合防水涂料的特點和性能指標選擇。
瀝青基防水涂料
瀝青基防水涂料指以瀝青為基料配制而成的水乳型或溶劑型防水涂料。這類涂料對瀝青基本沒有改性或改性作用不大,有石灰乳化瀝青、膨潤土瀝青乳液和水性石棉瀝青防水涂料等。它主要適用于Ⅲ級和IV級防水等級的工業與民用建筑屋面、混凝土地下室和衛生間防水。
高聚物改性瀝青防水涂料
高聚物改性瀝青防水涂料指以瀝青為基料,用合成高分子聚合物進行改性,制成的水乳型或溶劑型防水涂料。這類涂料在柔韌性、抗裂性、拉伸強度、耐高低溫性能和使用壽命等方面比瀝青基涂料有很大改善。品種有再生橡膠改性瀝青防水涂料、水乳型氯丁橡膠瀝青防水涂料和SBS橡膠改性瀝青防水涂料等。它適用于II級、III級、IV級防水等級的屋面、地面、混凝土地下室和衛生間等的防水工程。涂膜厚度選用應符合表8-9的規定:
合成高分子防水涂料
合成高分子防水涂料指以合成橡膠或合成樹脂為主要成膜物質制成的單組分或多組分的防水涂料。這類涂料具有高彈性、高耐久性及優良的耐高低溫性能,品種有聚氨酯防水涂料、丙烯酸酯防水涂料、聚合物水泥涂料和有機硅化物防水涂料等。它適用于]級、I級和II級防水等級的屋面、地下室、水池及衛生間等的防水工程。
其他注意事項
(1)施工完畢的涂膜防水層,應避免碰撞及污染,固化前不得踩踏,必要時應采取遮擋措施。
(2)涂膜防水層未干燥成膜之前,不得在其上行走或堆放物品。
(3)涂膜防水層未干燥前,應防止粉塵、砂石等雜物沾污。施工中途下雨,應采取遮蓋措施,否則應重新涂刷。
(4)施工保護層時應在屋面上鋪通道,不得直接在防水層上推車。板(塊)材及混凝土等重物應輕放輕拿,不得損傷防水層。
(5)涂膜防水屋面施工完畢后不得在其上直接堆放重物,應避免色醬孔打洞,如確需在屋面上進行操作時,應采取可靠的防護措施。
(6)防水涂料配料的計量要準確,攪拌要充分均勻。尤其是雙組分防水涂料操作時更要精心,而且不同組分的容器、攪拌棒、取料勺等不得混用,以免產生凝膠。
(7)嚴格控制防水涂膜層的厚度、分遍涂刷厚度及間隔日時間,涂刷應厚薄均勻、表面平整。
(8)要強化操作人員的成品保護意識和技能,在施工過程中應注意成品保護,防水層施工完成,,應及時采取保護措施或施工防水保護層。
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