建筑施工中防水防滲施工技術的應用

崔志勇

（陽泉路達市政養護工程有限公司，山西 陽泉 045000）

1 建筑工程滲水問題概況

在建筑物中，立面承擔著維護垂直面的耐久性的重大責任，保護它們免受侵蝕性介質的侵害，同時在建筑物的整個使用壽命內保持性能。建筑物及其系統的耐久性是一項經濟要求，與不動產的全球成本直接相關。當建筑物或其一個組成系統不再履行其所承擔的功能時，建筑物或其一個組成系統的耐久性失效，這可能是由于退化或使用壽命縮短導致的性能損失。為了保護或處理受濕度影響的建筑物，有必要根據待處理元素及其材料、暴露條件以及水分傳輸機制的描述分析。

1.1 建筑物中的水

建筑物的建筑材料中的水流，尤其是磚石結構，被認為是耐久性的一個限制因素。高濕度會損壞建筑物，使水滲入多孔建筑材料成為分析任何建筑系統耐久性的重要方法。在外墻的情況下，當雨水與多孔表面接觸時，大部分被材料吸收，由于尺寸變化而暫時固定，然后通過蒸發釋放，產生收縮。在防水表面的情況下，所有雨水在表面上自由流動，不會進入材料。因此，建筑物中水運動的分析必須涵蓋水的液相及其傳輸和蒸發。實際上，建筑材料中吸收的所有水都必須隨后通過蒸發釋放。換句話說，蒸發在控制環境與結構之間的水平衡和水交換率方面起著關鍵作用。

1.2 外墻防水性能

在建筑物的保護過程中，盡量減少因水分作用而導致的退化是很重要的，因為這會導致受影響元素的審美變化，以及出現風化、生物定植、污漬等病理表現，甚至通過裂紋或位錯的表現引起結構變化。在立面上，退化主要是由于雨水、風、熱變化以及大氣和生物污染物的共同作用，當雨水通過垂直表面排出，沖洗立面并沉積侵蝕性物質。與風相關的雨水是影響外墻濕熱性能和耐久性的主要水分來源，其數量和分布受風速和風向、降雨強度、風角、建筑物幾何形狀、外墻位置的影響和周圍的地形。

水密性是外墻耐久性的基本要求之一。標準NBR15575-4 確定外部垂直密封系統必須防水，以防止雨水或其他來源的影響，使其不得滲透，而導致外墻內表面噴濺、流動或形成粘附的水滴。外墻的水的存在是可以接受的，但在一定程度后，它會對其組件有害，影響建筑物的耐用性。

1.3 涂層系統脫落

在外墻涂料中，當粘合力喪失時，就會出現耐久性極限狀態，例如涂層剝離表現出來。但在達到這種狀態之前，涂層會隨著時間的推移表現出可識別且明確定義的退化模式。首先是出現小污點，然后是受影響區域的增加和加重，出現裂紋，出現重疊異常，直至導致涂層失去附著力。圖1 為外墻外保溫涂料飾面層裂紋、起皮脫落。

圖1 外墻外保溫涂料飾面層裂紋、起皮脫落

1.4 接縫處理不完善

在許多情況下，防水混凝土結構中的接縫是一個薄弱點。圖2為裝配式建筑接縫。為此，在防水混凝土施工中，設計工程師和承包商必須特別注意所有接縫的防水解決方案。施工縫、活動或伸縮縫、受控裂紋誘發的接縫和貫穿件均被密封并防水。因此，負責工程師需要充分了解可以使用的不同接縫密封和防水解決方案。

圖2 裝配式建筑接縫

2 建筑工程中表面處理過程及防水評判

2.1 滲透率測試

液態水滲透性測試，旨在使用管道法確定涂層在一定時間內的吸水能力。在5min、10min、15min、30min 和60min 或直到水達到4.0cm3的吸收體積時讀取管道中的水位讀數。對于現場測試，時間可以減少到5min/m2、10min/m2和15min/m2（1m2）使用六根玻璃管來對涂層進行測試，用硅膠固定并用填縫劑密封。由于涂層具有疏水性，涂層對液體的吸收很慢，因此，它被定義為在5min、10min、15min、30min、60min、120min、180min、1440min 和2880min內讀取讀數。玻璃管中充滿水至4cm3的水位，每次讀取時，它們再次充滿水，使水柱中的壓力恢復為92mm。試驗開始時環境條件為室溫24±2℃，相對濕度60±5%。

2.2 評估吸水率的方法

定量測試可以基于目視觀察和隨時間的測量來評估表面吸水率，以及由于聚集體尺寸和表面粗糙度而導致的污漬擴散。測試工具為使用容量至少為2mL 的滴管、秒表和卷尺。首先，分析表面吸水率，然后在涂層上鋪展或染色，驗證液體表面蒸發的延遲時間。該測試程序旨在模擬雨水沿墻壁流動，以評估由細骨料的尺寸和涂層吸水引起的表面粗糙度。測試程序為用水將滴管填充至2mL 的水平，然后緩慢地在涂層頂部，讓水在重力作用下落約20s。這個過程進行了四次，滴定地點之間的平均間距為20cm。墜落后，記錄從瀑布頂部到點底部的吸收距離“d”和吸收擴散的平均寬度（1m）。還記錄了從下落完成的那一刻起（20s 結束）涂層蒸發吸收的水所花費的時間。

2.3 紅外熱成像分析

紅外熱成像用于從熱成像圖像評估涂層的表面溫度。因此，有必要利用輻射率、環境溫度、距地表距離和空氣相對濕度等參數，借助熱像分析軟件對記錄的溫度值進行修正。為了確定涂層的發射率，使用ISO18434-1 標準，并使用溫濕度計測量溫度和相對濕度。測試是在涂層“自然干燥”和雨后“自然濕潤”時進行的，并且在涂層使用6 個月時進行。全天在上午和下午進行測量，間隔大約4h，評估涂層表面與水分相關的溫差，因為吸收的水量越大，涂層表面的溫度越低。

2.4 附著力測試

拉伸粘合強度測試至關重要，因為它可以驗證構成涂層的層之間的相互作用，從而可以獲得涂層的最大粘附應力值，以防止涂層界面發生破裂。將鉆頭與直徑為50mm 的孔鋸鉆頭相連，對準備用于提取的樣品以進行鉆孔。清潔表面后，在準備好的樣品中，將帶有牽引設備聯軸器的插入孔中，用環氧樹脂粘合孔洞和聯軸器，并進行24h 干燥處理。完成這些步驟后，將配備負載讀數裝置的拉出裝置進行讀數。最后對獲得的結果進行了統計處理，從分析的樣本總數中排除了虛假值。

3 建筑工程防水處理分類與構建

各種研究人員已經研究了防水膜、表面涂層和防水劑的使用，例如聚合物、聚合物改性混凝土/砂漿、孔隙阻滯劑、有機硅和孔隙襯里滲透劑，以延長基礎設施的使用壽命。

環境對瀝青混凝土覆蓋層防水材料粘合強度的影響表明，當壓實溫度高于160°C 時，粘合強度會降低。更有利的壓實溫度高達170°C，最大合適的層厚高達1.2kg/m2。有調查報告稱，材料的數量高達1.3L/m2，而不會對粘合強度產生不利影響。隨著環境溫度從3°C 增加到40°C，在相互作用點發生故障的可能性更大。因此，考慮在相對升高的溫度下增加防水黏合劑層的強度是非常必要的。現場工藝不佳降低了膜的效率，這表明準備和應用材料之間的最大間隔為30min 具有最佳效果。眾所周知，在至少1%的水分含量下可以提高剪切強度。然而，防水卷材的最大粘合質量是在水分含量為零時實現的。因此，發現粘附質量隨著水分含量的增加而降低，許多其他研究鞏固了先前關于使用膜保護混凝土結構和其他基礎設施免受侵蝕性環境的報告結果。在揮發性溶劑中涂有硬脂酸鋁的陶瓷具有防水性，但在短時間內往往會失去防水性能。為了抵消這一限制，使用含硅化合物來延長使用壽命。

用粉煤灰水泥基材料處理的混凝土表面將水密性提高了50%，這一發現得到了不少研究人員的支持。含有硅酸鹽的化合物可以提高耐水性，分別用硅烷和硅氧烷處理的樣品在循環潤濕和干燥條件下表現出相似的效率。用來自四個不同通用組的溶液處理的樣品在很長一段時間內都沒有表現出完全防水，用硅氧烷處理的砂漿顯示出更好的抗水毛細管性能。然而，水蒸氣滲透性不受處理的很大影響。由于添加了玄武巖纖維，混凝土橋面板的防水特性得到了提高。此外，使用聚合物增強了防水性。含硅酸鹽的化合物可以有效地抵抗水和氯化物的滲透，這得益于使用聚合物基礎材料在侵蝕性環境下改進的性能。與某些涂層劑相比，聚氨酯和環氧樹脂在抗吸水性、氯化物滲透性、擴散性和化學侵蝕性方面表現更好。濕度條件和靜水壓力會對某些聚合物涂層的粘合強度產生負面影響。因此，一些干涂層混凝土試件在硫酸溶液中浸泡一年后性能失效。基材表面與涂層劑之間的相互作用，尤其是修補時，決定了附著力的程度。因此，附著力強可以完全阻止吸水。然而，另一項調查報告稱，此類治療的效率會隨著時間的推移而降低。事實證明，硅烷基添加劑比基材的表面處理更有效。但是，抗壓強度下降了10%。在用硅基產品處理的混凝土中，氯化物的滲透率降低了80%。但這并沒有考慮水分對添加劑效率的影響。因此，由于涂料施工時的水分飽和，氯化物滲透沒有顯著降低。一般來說，一些表面密封劑在較高的靜水壓力下不會顯著降低吸水率，阻止氯化物擴散和水進入混凝土。同一通用組內不同添加劑的組合可以提供有希望的改進機會。將聚合物添加到波特蘭導致了一種滿足當前和未來建筑需求的材料。通常，聚合物改性砂漿/混凝土的生產是為了抵消普通材料的局限性。

4 防水添加劑簡介

防水劑可根據材料結構、應用方法和功能進行分類。

4.1 按材料結構分類

如表1 所示，基于材料結構的藥劑分類包括：①宏觀。②微觀。③納米材料。

（1）兩種常用的宏觀材料基本上是硅烷和硅氧烷。結果表明，硅烷和硅氧烷可分別降低89%和75%的吸水率。使用集成的微紋理硅烷靜態導致水接觸角在98°和164°之間變化。還發現添加劑的效率在很大程度上取決于基材的滲透深度和水灰比，并且會隨著時間的推移而下降。報告的最小和最大穿透深度分別為2mm 和7mm。發現這些類型的添加劑不適用于水灰比小于0.4的混凝土。

此外，含有硅酸乙酯、硅酸鈉和其他硅酸鹽等化合物的硅酸鹽是另一種使用的宏觀材料。據報道，這些添加劑使吸水率降低了98.5%。此外，處理過的基材中的最小氯化物滲透深度為1mm。

（2）微材料基本上是聚合物及其分散體和乳液。在這里，注意到吸水率的降低高達98.96%。此外，據報道氯化物進入減少了94%的最大減少。此外，基材在酸性環境中的長期耐久性受到損害。發現經過處理的基材容易受到25°C 和60°C 之間的溫度變化的影響。關于抗壓強度，據報道有40%的損失。

（3）這里使用的納米材料是納米SiO2、ZnO2和納米粘土。加入這些納米材料是為了提高防水性。報告了120°、130°和142°的靜態水接觸角（見表1 為材料結構對防水劑進行分類）。

表1 材料結構對防水劑進行分類

4.2 按應用方法分類

如表2 所示，基于其應用方法的試劑分類表明，它們可以應用于干燥混凝土的表面涂層；也可以在混凝土攪拌過程中使用的混合添加劑。

表2 根據應用方法對建筑防水添加劑進行分類

（1）表面涂層是通過浸漬、刷涂和/或噴涂在基材表面上施加的防水方法，用作涂層。它們通常用于維修或改善基礎設施的使用壽命。它們可以是聚合物、硅烷和基于硅氧烷的添加劑，一些添加劑具有低吸水性和高水蒸氣透過性。盡管含有硅酸鹽的化合物可以有效減少進水，但人們并不知道它們具有防水性。靜態水接觸角高的添加劑不能有效地抵抗鹽垢。基于聚合物的添加劑在高溫下無法抵抗氯化物的侵入。據報道，吸水率降低高達98.32%。

（2）在混合過程中應用摻入混合物的添加劑。這些基本上是基于硅烷和/或基于聚合物的添加劑。即使基材表面磨損7mm，這些試劑仍能有效防止進水。在表面應用的情況下，這抵消了藥劑滲透深度的限制。研究人員表明，與參考測試相比，吸水率最大降低了98%。

如果使用表面涂料，防水添加劑會隨著時間的推移而退化。因此，這就需要在未來重新應用表面涂層。混合應用方法將消除今后工作的重復應用。此外，加入混合物可降低表面處理所需的人工成本。

4.3 按功能分類

如表3 所示，基于折疊成的功能對代理進行分類；①薄涂層表面成型助劑：其中吸水率和透水深度分別降低了98.96%和94%。②混凝土孔襯成型助劑：據報道，氯化物和進水量降低了86%和98%。③堵孔添加劑：據報道，其中吸水和氯化物吸收的減少分別高達98.5%和48.3%。

表3 根據功能對建筑添加劑進行分類

5 結語

本文對常見的建筑工程中所出現的防水問題進行了分析，常見的影響防水防滲的問題有：①建筑物中的水。②外墻的防水性能。③墻皮脫落。④接縫的存在。并對防水的測試方法進行了簡要概述。根據大多數研究，總結了聚合物基材料、含硅酸鹽的化合物、硅烷、硅氧烷、膠結材料和一些納米材料的使用對防水的作用，并對添加劑按照材料結構、應用方法和功能進行了分類。