防水材料是對(duì)防滲透、侵蝕和滲漏材料的統(tǒng)稱(chēng)，是建筑工程中重要的物質(zhì)材料。在以往的建筑建設(shè)中，防水材料多采用傳統(tǒng)的瀝青紙?zhí)ビ蜌帧⒂袡C(jī)硅防水劑、瀝青涂料等，這一類(lèi)材料存在一些固有的缺點(diǎn)，如拉伸強(qiáng)度低、對(duì)溫度敏感度低、耐老化性能差以及延伸率低等。對(duì)于一些外露的防水工程，這些缺點(diǎn)會(huì)更加明顯，容易出現(xiàn)老化、變形、干裂和折斷等現(xiàn)象。因此，從上世紀(jì)80年代開(kāi)始，我國(guó)開(kāi)始發(fā)展新型防水材料，并且取得了不錯(cuò)的研究成果。
新型防水材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用的必要性
1、傳統(tǒng)防水材料
已經(jīng)不能適應(yīng)建筑要求隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，一些傳統(tǒng)的防水材料越來(lái)越不能適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展需求，以瀝青油氈為例。作為一種傳統(tǒng)的建筑防水材料，其優(yōu)點(diǎn)很多，比如貨源充足、成本低廉以及施工技術(shù)成熟等，能夠滿足大多數(shù)建筑的防水需求，但其也存在諸多問(wèn)題。
(1)瀝青油氈必須進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)熱加工，這種方法既污染環(huán)境，也對(duì)施工人員的健康不利。
(2)瀝青油氈的施工程序較多，特別是針對(duì)建筑的死角、彎點(diǎn)和拐角處施工難度更大。利用瀝青油氈作為防水材料的屋面，在遭遇維修時(shí)，必須進(jìn)行整體拆除，否則很難達(dá)到修繕目的，但這其也增加了施工難度和強(qiáng)度。
(3)瀝青油氈施工還要考慮天氣因素，在高溫或低溫天氣下，瀝青油氈都會(huì)受到影響，使得建筑施工的工期難以保證。
(4)瀝青油氈材料本身存在缺陷，其延伸率較小，抗變形能力差，受到氣溫或外力影響，極易形成裂縫，導(dǎo)致防水失敗。此外，其對(duì)溫度的敏感性強(qiáng)，氣溫過(guò)低或過(guò)高，都會(huì)影響材料的物理性質(zhì)。
2、現(xiàn)代建筑的發(fā)展需要
新型防水材料在過(guò)去的人類(lèi)歷史中，建筑施工所用到的材料無(wú)外乎木材、磚、瓦、砂、石、石灰等，而進(jìn)入現(xiàn)代社會(huì)以來(lái)，建筑結(jié)構(gòu)從木結(jié)構(gòu)，磚、石結(jié)構(gòu)到鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)等，建筑體積外形變化多樣，結(jié)構(gòu)逐漸向地下及空中延伸，給建筑材料提出了新要求，同時(shí)也促進(jìn)了各類(lèi)建筑材料尤其是防水材料的發(fā)展。因此，新型防水材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用極為必要。
3、綠色環(huán)保建筑的發(fā)展需要
新型防水材料在傳統(tǒng)防水材料中，以瀝青油氈為代表的瀝青類(lèi)防水材料，其在使用過(guò)程中均存在一些污染問(wèn)題。比如制作瀝青油氈的原材料煤瀝青，是人造瀝青的一種。其溫度穩(wěn)定性較低，對(duì)人體的有害成分較多;以橡膠塑料類(lèi)為代表的防水涂料，在市場(chǎng)上主要有兩大類(lèi)，一種是聚氨酯類(lèi)防水涂料，另一種是聚合物水泥基防水涂料。其中聚氨酯類(lèi)防水涂料以聚氨脂與煤焦油為原材料，因此會(huì)揮發(fā)出毒性大的焦油氣，且不容易被清除，在2000年我國(guó)已禁止使用這種防水涂料;以瀝青代替煤焦油的聚氨酯類(lèi)防水涂料，其在使用過(guò)程中，需要用含有甲苯和二甲苯的有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋使用，同樣含有毒性。因此針對(duì)傳統(tǒng)防水材料的這些污染特點(diǎn)，在發(fā)展綠色環(huán)保建筑時(shí)更加需要新型防水材料。
新型防水材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用
1、高分子聚合物改性瀝青防水卷材
(1)塑性體改性瀝青防水卷材。其是以纖維物或纖維氈為胎體，涂以無(wú)規(guī)聚丙烯(APP)改性瀝青，并在上表面撒片料、礦物粒，或者直接在表面覆蓋樹(shù)脂膜(一般用聚乙烯膜)，其下表面也可利用聚乙烯膜進(jìn)行覆蓋。這種防水卷材分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，具有良好的抗老化性、耐熱性，且施工簡(jiǎn)便，無(wú)污染。
(2)彈性體改性瀝青防水卷材。這種防水材料的改性劑是熱塑性彈性體，將石油瀝青進(jìn)行改性后，直接用作涂蓋，利用增強(qiáng)材料(主要是玻纖氈或者聚酯氈)為胎體，將片料、塑料薄膜、礦物粒等制成防粘隔離層，經(jīng)一系列工序之后加工成型。其具有良好的耐溫性和抗老化能力，且施工簡(jiǎn)便，是彈性體瀝青防水卷材中具有代表性的品種。
(3)高聚物改性瀝青聚乙烯胎防水卷材。其利用高密度聚乙烯膜為胎體，以熱塑性彈性體和無(wú)規(guī)聚丙烯等改性瀝青為主要涂蓋材料，表面覆蓋鋁箔或聚乙烯膜，然后采用擠壓成型工藝進(jìn)行成品制造。其具有良好的防水、防腐的綜合性能，因此主要適用于民用和工業(yè)建筑的防水工程。其中表面覆蓋鋁箔的卷材可以用于外露防水工程，而覆蓋聚乙烯膜的則只能用于非外漏防水工程。
(4)丁苯橡膠改性瀝青防水卷材。該防水卷材主要利用聚酯非織造布或玻纖氈為胎體，以丁苯橡膠改性瀝青為涂蓋材料，在上表面撒片料、礦物粒，或直接在表面覆蓋聚乙烯膜，下表面直接覆蓋聚乙烯膜。其適用范圍廣泛，不僅可以作為民用建筑和工業(yè)建筑的工程防水，還能作為高層建筑的屋面，以及地下工程的防潮工程。
(5)丁苯橡膠改性瀝青防水卷材(以聚乙烯為胎體)。其胎體不同，且在覆蓋材料上，選擇了鋁箔和聚乙烯膜兩種。覆蓋聚乙烯膜的防水卷材一般應(yīng)用于非外露的防水工程中，而覆蓋鋁箔的則應(yīng)用于外露的防水工程上。其耐水性、耐化學(xué)性以及耐腐蝕性都非常卓越，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用建筑中。
2、新型防水涂料
(1)合成高分子防水涂料。這是一種以高分子聚合材料為成膜物質(zhì)的防水涂料，添加了多種催化劑，因此成品具有絕佳的防水性能以及優(yōu)良的高彈性。該涂料綠色環(huán)保無(wú)污染，擁有良好的耐老化性、耐溫性、滲透性，并且粘結(jié)力強(qiáng)，延伸率好，施工非常方便。
(2)高彈防水涂料。高彈防水涂料是利用丙烯酸乳液為基礎(chǔ)材料，添加多種輔助試劑加工而成的一種防水涂料。其是在普通防水涂料的基礎(chǔ)上，添加多種高分子助劑之后得到的升級(jí)產(chǎn)品，因此防水性能比普通材料更加優(yōu)越。
(3)納米防水涂料。其是自然滲透的防護(hù)劑，是利用納米技術(shù)將多種助劑混合配置成的一種新型防水涂料。該材料使用之后會(huì)在物體表面形成防護(hù)層，達(dá)到防水目的。其特點(diǎn)是滲透力極強(qiáng)，因此能形成永久防水層，另外其無(wú)色無(wú)味，既安全環(huán)保也不會(huì)破壞建筑風(fēng)格。
(4)聚合物水泥基防水涂料。該涂料是利用高分子聚合物乳液和一些助劑配置成的防水材料，既有高分子聚合物彈性高的特點(diǎn)，也有無(wú)機(jī)物耐久性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。聚合物水泥基防水涂料結(jié)合了無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的優(yōu)點(diǎn)，因此其綜合性能非常突出，防水效果也非常好。
(5)聚脲防水材料。噴涂聚脲彈性體(SPUA)是繼高固體分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低(無(wú))污染涂料之后，為適應(yīng)環(huán)保需求而開(kāi)發(fā)的一種新型無(wú)溶劑、無(wú)污染涂料，聚脲彈性體是由多異氰酸酯(MDI)、聚醚多元醇(R-OH)、端氨基聚醚和擴(kuò)鏈劑組成的嵌段聚合物。目前建筑和橋面防水大多采用防水涂料與防水卷材相結(jié)合的方法，其盡管能起到一定的防水效果，但也存在許多問(wèn)題。如防水涂料與防水卷材之間的附著力不好、防水材料與混凝土表面的附著力不好、邊角等處容易出現(xiàn)漏涂、卷材連接處不密實(shí)等，使得防水層在使用中經(jīng)常出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。采用聚脲噴涂彈性體取代傳統(tǒng)的橋面防水層，不僅解決了聚氨酯防水涂料與防水卷材之間粘結(jié)不好、卷材之間的搭接、防水涂料的封邊以及施工周期長(zhǎng)和防水涂料在施工中對(duì)環(huán)境污染等技術(shù)難題，而且環(huán)境適應(yīng)性好、施工速度快，可使整個(gè)防水層成為一個(gè)整體，完全防止有害介質(zhì)的浸入，極大延長(zhǎng)橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。
聚脲彈性體具有優(yōu)異的耐煙霧、耐海水、耐老化、耐介質(zhì)腐蝕性能，且強(qiáng)度高、延伸性率大，與混凝土附著性好。有試驗(yàn)證明，噴涂過(guò)聚脲彈性體的混凝土板，在混凝土開(kāi)裂、破碎后，聚脲材料不但自身不會(huì)斷裂，而且還能將混凝土緊緊“抓住”。因此在歐洲和北美地區(qū)，聚脲彈性體已開(kāi)始在混凝土橋梁的耐久性防護(hù)工程中逐步得到使用。在日本新干線、臺(tái)灣高鐵和歐洲部分高速鐵路上，聚脲彈性體也已開(kāi)始用于無(wú)碴軌道的混凝土防水和防護(hù)。我國(guó)目前正在修建的許多客運(yùn)專(zhuān)線都處在沿海或酸雨地區(qū)，因此聚脲彈性體用于混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性防護(hù)也具有廣闊的市場(chǎng)前景。聚脲彈性體材料涂層連續(xù)、致密、無(wú)針孔、無(wú)接縫，一次成膜厚度大，因而在酸、堿、鹽、地下和海洋等惡劣環(huán)境條件下，表現(xiàn)出優(yōu)異的重防腐性能，配合先進(jìn)的施工工藝，使得該材料在化工儲(chǔ)罐襯里、隧道、海洋鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域，有著廣闊的應(yīng)用前景。
結(jié)語(yǔ)
新型防水材料在建筑工程應(yīng)用中，擁有非常廣闊的前景。因防水材料直接關(guān)系到防水工程的壽命，在工程建設(shè)中，選擇性能優(yōu)良的防水材料，能夠有效延長(zhǎng)防水工程和建筑壽命。鑒于此，我國(guó)應(yīng)該大力推廣新型防水材料，深化新型防水材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
