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本文介绍刚性与柔性等防水层型式

所谓防水层,可以是具有单一防水功能的构造层次,如防止雨水或地下水进入结构层(基层),具有一定抗渗性、耐老化、耐外力损害,保证在有效使用年限内不发生渗水的层次。也可以是同时具有保温隔热功能、使用功能或其他功能的复合构造层次。

 

刚性与柔性

 

刚性防水层是指采用较高强度和无延伸能力的防水材料,如防水混凝土、防水砂浆所构成的防水层。而柔性防水层是指采用具有一定柔韧性和延伸率的防水材料,如防水卷材、防水涂料构成的防水层。

 

刚性防水实现其防水功能主要依靠材料自身的密实性或通过改变其基层密实性来完成,它的抗变形主要依靠提高其抗压强度,如防水砂浆以水泥、砂为原料,掺入少量外加剂、高分子聚合物等材料,通过调整配合比,抑制或减少孔隙率,改变孔隙特征,制成具有一定抗渗透能力的防水层,或通过补偿收缩提高混凝土的抗裂防渗能力等,使混凝土构筑物达到防水要求的技术。常用的有防水砂浆、防水混凝土、水泥基防水涂料、水泥基渗透结晶型涂料等。刚性防水的特点是根据不同的工程结构采取不同的方法,使浇筑后的混凝土工程细致密实、抗裂防渗、水分子难以通过,防水耐久性好,施工工艺简单和方便,造价较低,易于维修,但适应基层变形能力较差。

 

柔性防水层具有一定的延展性,它不仅通过材料自身的密实性来防水,而且一定程度能够适应结构或基层的变形而不破坏。一般都以刚性基层为载体,通过柔性防水材料外包在基层上实现防水功能。如防水卷材、防水涂料、密封材料等。柔性防水是一种被广泛应用的防水方法,适应基层变形能力强。如选材合理、采用复合防水技术,其使用耐久年限也可达较长时间。柔性防水措施的成本费用较高,易老化,其防水层一旦损坏或失效,其渗漏部位则难以寻找,修复亦较困难,一般要重新铺贴卷材或重新涂布防水涂料,采用更换整个防水层的方法来进行修复。

 

定型与非定型

 

防水层可以是定型的防水材料构成的,如在工厂制成的片、带、条、垫等各种断面形状、尺寸的防水卷材、定型密封材料等;也可是凝结硬化前为非定型的防水材料,如防水涂料、灌浆堵漏材料、防水混凝土、防水砂浆等;还可是施工前为非定型,而施工后与防水部位形状吻合的膏状防水材料,如非定型密封材料。

 

定型防水材料的共同特点是:具有良好的弹性和强度,不会因构件的变形、振动发生脆裂和脱落,并且具有防水及耐高低温性能;具有优良的压缩变形性能及回复能力;事先由工厂制造成型,尺寸精度高,质量易于保证。

 

点与面

 

与大面积防水层比较,防水工程的节点是最容易造成渗漏的部位。历次防水工程调查资料表明,在所渗漏的工程中,节点部位渗漏率高达80%。造成节点部位渗漏的原因是节点部位工作环境恶劣,整个防水工程中的变形首先在此处表现出来,也是首先发生破坏的部位。目前对节点设计不够详尽,用材档次低、密封不严密,加上节点表面复杂,施工工序多,工艺难度大,工作面狭小,施工不便等因素,使节点质量很不可靠。节点防水直接关系到整个防水工程的成败,成为防水工程质量的关键之一。节点设计应详尽、有针对性(不能照抄大样图)、设防完整,并考虑长期使用时结构及其它变形对节点的影响和材料逐渐老化所造成对节点的损坏,进行多道设防;节点施工则应严密封闭(柔性密封),以提高节点防渗能力和可靠性;由于节点部位变形集中,因此选材上必须选择弹性好,抗拉强度高,抗屈挠疲劳好,对复杂表面适应性好,密封性好的材料进行处理。不一定采用与大面积防水层不相同的材料。

 

自身与外加

 

如果结构(基层)具有足够的强度、密实性,理论上可不另设防水层,即该结构具有自防水功能。

 

为了提高结构的自防水性,我国工程界进行了许多探索,50年代提出集料连续级配的防水混凝土,60年代提出富砂浆防水混凝土,70年代提出外加剂防水混凝土。这些都是以普通混凝土为基础,通过减少混凝土的孔隙率,增加密实性来提高混凝土的抗渗性能,但防水的效果往往不如人意。众所周知,适当提高水泥用量和砂率的普通混凝土都具有良好的抗渗性,但人们忽视这样的事实,普通混凝土存在收缩大和极限拉伸变形小的缺点,容易在硬化初期产生由于干缩和冷缩引起的变形裂缝,尽管混凝土抗渗等级很高,一旦出现收缩裂缝,结构防水就失效。80年代中期,中国建筑材料科学研究院根据吴中伟院士提出的补偿收缩混凝土的抗裂原理,进行系统的研究和大量工程实践,在90年代初提出了防水新概念:结构自防水是治本体抗裂比防渗更重要,从材料角度掺入膨胀剂的补偿收缩混凝土是比较理想的材料,然而,结构裂缝控制是个系统工程,涉及到设计、材料、施工等多方面,仍需工程界不断努力。

 

地下建筑防水构造可分为结构本身为非防水的、防水的。柔性防水层设在结构层外侧叫外防水,防水层粘贴在结构层上叫外防内贴法,防水层粘贴在围护墙上的叫外防外贴法。防水层设在结构层内侧的叫内防水,外部和内部都做防水层的叫双面防水。一般讲,有动水压或水位较高且土质渗透性好的、柔性防水层必须做在结构层的外侧(即迎水面),作在结构层内部(即背水面)是很难确保防水质量的。

 

结构防水好比人的“躯体”,外防水好比人的“外衣”,从防水耐久性出发,结构自防水更为重要。因为,一旦外包防水材料老化破裂,水就会穿过结构裂缝而渗漏,这是许多防水工程失败的主要原因。

 

单层与多道

 

防水层的特点是不允许有任何细小的漏洞,这就要求设防可靠性好、保证率高。因此,必须遵循多道设防的原则,使它绝对不发生渗漏。多道设防的思想在我国古代重要建筑上得到充分表现。如故宫屋面,它有琉璃瓦、三道灰泥、—层锡拉背(锡铅合金)和薄砖五道防线;传统的三毡四油等作法含有多道设防的思想意识。因为单层防水从理论上讲是可行的,它更求材料完全慎密可靠,设防无懈可击,施工天衣无缝,百分之百的完整,而且在耐用年限内都能承受各种变形和环境作用,不受丝毫破坏,这在实践中是不可能实现的。因此,从防水功能要求出发,设计时就应考虑材料、设计本身和施工中受诸多因素影响而产生的实际偏差和出现偏差的概率,采取多道防线设防,即使第一道防线有毛病或受破坏时,第二道、第三道设防可以弥补,共同承担组成一个完整的防水体系,以提高防水的可靠性。对于易出现渗漏的节点部位,应采用卷材、防水涂料、密封材科、刚性防水材料等互补并用的多道设防。

 

单一材料防水与复合防水

 

防水层既要满足封闭结构基层的毛细孔和微细裂纹、与基层粘结牢固的要求,又要克服基层变形的影响,还要能抵御外力的老化和穿刺。而各种防水材料具有不同的性能特点和与之适应的应用范围及施工工艺,因此防水层的构成并不一定要局限于一种材料,可将几种不同材料利用其各自特点加以组合构成能独立承担防水能力的层次,即复合防水。

 

近年来新型防水材料发展较快,各种合成高分子和高聚物改性沥青卷材、涂料、密封材料,各种掺抗渗剂的防水混凝土,以及渗透结晶型等防水材料相继问世,并在工程上广泛应用。但由于习惯势力的约束,目前大部分防水工程仍采用单一的防水材料设防。实践证明,整个防水层采用单一的防水材料的作法,尤其在节点防水能力方面,很难满足使用功能要求。就我国目前情况,客观上已具备在设计中采用多种不同性能的防水材料做成多层、多道设防的条件,以提高防水的整体性能,形成复合防水,在屋面和地下防水技术规范中均已规定了这种设防理念和设计要求。实践证明,它是既技术合理,又经济可行的办法。例如底层用防水涂料,面层用防水卷材的作法;底层用防水卷材,上部用细石混凝土作法;或两层不同材性的卷材构成复合防水层的作法。又如在节点部位和表面复杂不平整的基层上采用涂料防水,而平整大面积采用卷材防水,发挥了材料各自优点和特长,也是一种复合形式。因此,我国相关防水工程技术规范提倡采用复合防水作法,并规定了复合用材时的具体要求。(本文来源于鲁班防水)