探究新型防水材料的開發與應用

[摘要]防水工程是關系到建筑壽命的重要工程，而防水材料的使用對防水工程又起到直接作用。本文簡述了新型防水材料開發應用的必要性，并從防水卷材和防水涂料兩方面，闡述了新型防水材料的開發和應用。

[關鍵詞]新型防水材料；發展前景；開發；應用 文章編號：2095-4085（2016）03-0018-02

防水材料是對防滲透、侵蝕和滲漏材料的統稱，是建筑工程中重要的物質材料。在以往的建筑建設中，防水材料多采用傳統的瀝青紙胎油氈、有機硅防水劑、瀝青涂料等，這一類材料存在一些固有的缺點，如拉伸強度低、對溫度敏感度低、耐老化性能差以及延伸率低等。對于一些外露的防水工程，這些缺點會更加明顯，容易出現老化、變形、干裂和折斷等現象。因此，從上世紀80年代開始，我國開始發展新型防水材料，并且取得了不錯的研究成果。

1新型防水材料開發應用的必要性

1.1傳統防水材料已經不能適應建筑要求

隨著建筑行業的發展，一些傳統的防水材料越來越不能適應社會的發展需求，以瀝青油氈為例。作為一種傳統的建筑防水材料，其優點很多，比如貨源充足、成本低廉以及施工技術成熟等，能夠滿足大多數建筑的防水需求，但其也存在諸多問題。

（1）瀝青油氈必須進行現場熱加工，這種方法既污染環境，也對施工人員的健康不利。

（2）瀝青油氈的施工程序較多，特別是針對建筑的死角、彎點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，必須進行整體拆除，否則很難達到修繕目的，但這其也增加了施工難度和強度。

（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，導致防水失敗。此外，其對溫度的敏感性強，氣溫過低或過高，都會影響材料的物理性質。

1.2現代建筑的發展需要新型防水材料

在過去的人類歷史中，建筑施工所用到的材料無外乎木材、磚、瓦、砂、石、石灰等，而進入現代社會以來，建筑結構從木結構，磚、石結構到鋼筋混凝土框架結構、剪力墻結構、型鋼混凝土結構及鋼結構等，建筑體積外形變化多樣，結構逐漸向地下及空中延伸，給建筑材料提出了新要求，同時也促進了各類建筑材料尤其是防水材料的發展。因此，新型防水材料的開發與應用極為必要。

1.3綠色環保建筑的發展需要新型防水材料

在傳統防水材料中，以瀝青油氈為代表的瀝青類防水材料，其在使用過程中均存在一些污染問題。比如制作瀝青油氈的原材料煤瀝青，是人造瀝青的一種。其溫度穩定性較低，對人體的有害成分較多；以橡膠塑料類為代表的防水涂料，在市場上主要有兩大類，一種是聚氨酯類防水涂料，另一種是聚合物水泥基防水涂料。其中聚氨酯類防水涂料以聚氨脂與煤焦油為原材料，因此會揮發出毒性大的焦油氣，且不容易被清除，在2000年我國已禁止使用這種防水涂料；以瀝青代替煤焦油的聚氨酯類防水涂料，其在使用過程中，需要用含有甲苯和二甲苯的有機溶劑進行稀釋使用，其同樣含有毒性。因此針對傳統防水材料的這些污染特點，在發展綠色環保建筑時更加需要新型防水材料。

2新型防水材料的開發與應用

2.1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，涂以無規聚丙烯（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脂膜（一般用聚乙烯膜），其下表面也可利用聚乙烯膜進行覆蓋。這種防水卷材分子結構穩定，具有良好的抗老化性、耐熱性，且施工簡便，元污染。

（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，將石油瀝青進行改性后，直接用作涂蓋，利用增強材料（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規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無紡布或玻纖氈為胎體，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用于非外露的防水工程中，而覆蓋鋁箔的則應用于外露的防水工程上。其耐水性、耐化學性以及耐腐蝕性都非常卓越，因此廣泛應用于工業和民用建筑中。

2.2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良的高彈性。該涂料綠色環保無污染，擁有良好的耐老化性、耐溫性、滲透性，并且粘結力強，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上，添加多種高分子助劑之后得到的升級產品，因此防水性能比普通材料更加優越。

（3）納米防水涂料。其是自然滲透的防護劑，是利用納米技術將多種助劑混合配置成的一種新型防水涂料。該材料使用之后會在物體表面形成防護層，達到防水目的。其特點是滲透力極強，因此能形成永久防水層，另外其無色無味，既安全環保也不會破壞建筑風格。

（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，也有無機物耐久性強的優點。聚合物水泥基防水涂料結合了無機物和有機物的優點，因此其綜合性能非常突出，防水效果也非常好。

（5）聚脲防水材料是噴涂聚脲彈性體（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）污染涂料之后，為適應環保需求而開發的一種新型無溶劑、無污染涂料，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合的方法，其盡管能起到一定的防水效果，但也存在許多問題。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、邊角等處容易出現漏涂、卷材連接處不密實等，使得防水層在使用中經常出現漏水現象。采用聚脲噴涂彈性體取代傳統的橋面防水層，不僅解決了聚氨酯防水涂料與防水卷材之間粘結不好、卷材之間的搭接、防水涂料的封邊以及施工周期長和防水涂料在施工中對環境污染等技術難題，而且環境適應性好、施工速度快，可使整個防水層成為一個整體，完全防止有害介質的浸入，極大延長橋梁結構的使用壽命。

聚脲彈性體具有優異的耐煙霧、耐海水、耐老化、耐介質腐蝕性能，且強度高、延伸性率大，與混凝土附著性好。有試驗證明，噴涂過聚脲彈性體的混凝土板，在混凝土開裂、破碎后，聚脲材料不但自身不會斷裂，而且還能將混凝土緊緊“抓住”。因此在歐洲和北美地區，聚脲彈性體已開始在混凝土橋梁的耐久性防護工程中逐步得到使用。在日本新干線、臺灣高鐵和歐洲部分高速鐵路上，聚脲彈性體也已開始用于無碴軌道的混凝土防水和防護。我國目前正在修建的許多客運專線都處在沿海或酸雨地區，因此聚脲彈性體用于混凝土結構的耐久性防護也具有廣闊的市場前景。聚脲彈性體材料涂層連續、致密、無針孔、無接縫，一次成膜厚度大，因而在酸、堿、鹽、地下和海洋等惡劣環境條件下，表現出優異的重防腐性能，配合先進的施工工藝，使得該材料在化工儲罐襯里、隧道、海洋鋼結構和混凝土結構等領域，有著廣闊的應用前景。

3結語

新型防水材料在建筑工程應用中，擁有非常廣闊的前景。因防水材料直接關系到防水工程的壽命，在工程建設中，選擇性能優良的防水材料，能夠有效延長防水工程和建筑壽命。鑒于此，我國應該大力推廣新型防水材料，深化新型防水材料的開發和應用。