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如何判定防水材料质量?

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如何判定防水材料质量?

发布日期:2018-10-13 作者: 点击:

在国内,根据有关部门统计,目前65%的新房屋一至两年内会出现不同程度的渗漏,渗漏占房地产质量投诉的65%,65%的建筑防水工程6~8年后需要翻新,3个65%足以让整个防水行业蒙羞。建筑渗漏情况严重,而长期难以根治,被央视媒体称为“建筑癌症”。


传统判定防水材料质量优劣的标准


经过30多年的发展,国内防水材料种类繁多,其物理性能越来越“强大”,以往判定防水材料质量的优劣时,多以其物理性能的高低来加以区分,即分为所谓高、中、低档防水材料,然而即使选用“经拉又拽,经蹬还经踹”的“高档防水材料”(见图2),严格以规范来验收的情况下,还是出现渗漏居高不下的现象。似乎以物理性能高低为标准的材料质量与防水难以画上等号,反而出现背离现象。


过往案例一再证明,仅强调防水材料物理性能的优劣是难以解决渗漏的问题。判定防水材料质量优劣应从决定渗漏率高低的关键因素上来判断。


判定防水材料质量优劣之“融合”

在国内,现浇混凝土的结构形式占据绝大多数,以地下工程为例,结合国内外防水设防思路上的差异情况对比来看,防水层能否与结构混凝土实现融合,避免“窜水”现象的发生,是降低渗漏率最为有效的途径。




国内外防水思路差异


在地下工程中,设防思路的混乱是导致渗漏率居高不下的首要因素,因此对于防水材料的选定必然出现盲目。在国内外,常见设防思路主要有“防排结合”防水、“雨衣式”防水 、“预铺反粘”防水。


(1)“防排结合“防水设防


从国际应用情况来看,“防排结合”防水的可靠度较高(见图3),但受制于高昂的直接投入、长期的使用维护成本、施工工期较长和持续降水对临近建筑结构稳定性的影响等因素,在国内民用建筑中较少采用,多见于暗挖隧道。


(2)“雨衣式”防水设防


国内传统防水设防类似“雨衣式”防水,立足于如何实现防水层的完整性,如强调“搭接”、“交圈”等,力求防水层能做到“天衣无缝”。很显然,忽视防水层与结构层之间是否粘结风险极大,因为防水层一旦出现任何薄弱点,造成地下水在防水层与结构层之间窜流,足以造成防水系统的局部或整体崩溃,这种情况下防水层形同虚设,渗漏数量完全由结构混凝土裂缝数量决定(见图4)。


在国内地下室底板采用PVC、SBS和EPDM等是最为典型的“雨衣式”防水,其与垫层粘结,与后浇筑混凝土无法粘结,易产生“窜水”现象,该做法存在渗漏率高和长期持续堵漏注浆的弊端。


因此,“雨衣式”防水设防并不适合用于以现浇混凝土为主体的防水工程,更适合用于外露式屋面等工程。


(3)“预铺反粘”防水设防——“融合”防水体系


在地下室底板,将具有预铺反粘性能的防水卷材空铺在基面上,然后浇筑结构混凝土,使结构混凝土与卷材实现“融合”防水体系。


防水层存在缺陷的情况下,结构自防水发挥作用,结构混凝土自防水出现结构裂缝的情况下防水层发挥作用,通过防水层与结构混凝土之间的融合,相互弥补之间可能存在的缺陷,从而能极大地降低渗漏概率。在两者的缺陷高度重合的情况下,才会导致渗漏,而这种情况概率极低,退一步来说,即使出现小概率事件,在该部位进行简单的堵漏即可,避免传统做法持续不断的堵漏(见图5)。


因此不难发现,防水层是否能与结构混凝土有效融合,是决定防水渗漏率高低的关键因素,其应是判定防水材料质量优劣的新标准之一。



预铺类卷材的测试


根据国家标准《预铺/湿铺防水卷材》(GB23457-2009),预铺类卷材按主体材料分为高分子防水卷材(P类)和沥青基聚酯胎防水卷材(PY类)。


理论上防水材料如能与后浇筑结构混凝土融合能在最大程度上降低渗漏概率,即卷材应具备预铺反粘性能是决定渗漏率高低的关键因素。但在实际施工过程中,预铺反粘卷材防水层还将面临更为严苛的施工环境因素的影响。


以地下室底板为例,常规建筑构造具体如下:


• 钢筋结构混凝土自防水


• 50厚细石混凝土保护层(可取消)


• 预铺反粘卷材防水层


• 100厚细石混凝土垫层


• 素土夯实


上述构造中,无论取消还是保留保护层,防水层从施工完毕,到工作面移交和最终浇筑混凝土(保护层或结构层),防水层都将面临数天甚至是数十天现场的环境因素影响(见图6),如:踩踏、污染、淋水、太阳照射等因素影响。因此我们针对不同类型预铺类卷材进行如下试验测试:


(1)研究目的


模拟施工现场环境下,预铺类卷材被暴晒、踩踏、淋水等污染后,测试其随污染时间与后浇混凝土粘结性能的关系。


(2)试验材料及制样


• 试验材料:1.2mm厚MBP高分子自粘胶膜防水卷材(非沥青基)、1.2mm厚自粘卷材(无胎——沥青基预铺)、4.0mm厚自粘卷材(有胎——沥青基预铺)


• 水泥:325R普硅水泥


• 砂:标准砂


• 砂浆配置:水泥:砂:水=1:2:0.4


• 砂浆规格:150mm×75mm×50mm


• 试验总时长:三个半小时


• 测试周期:每半小时


试验测试粘结效果和结论:


非沥青基和沥青基预铺类卷材在未被污染和暴晒的情况下,直接浇筑混凝土,卷材与后浇筑混凝土粘结性能(剥离强度)都非常优良。


经过污染和短时间暴晒后,非沥青基预铺卷材(MBP)衰减极小,在地下室底板受现场环境因素影响较小。


沥青基预铺卷材(有胎、无胎)经过三个半小时太阳暴晒后,剥离强度衰减幅度极为明显。换言之,在现场环境因素影响下,预铺类卷材几乎无法实现真正预铺反粘效果,试验选取的沥青基卷材并不适合用于地下室底板部位(见图9~12)。


注: MBP高分子自粘胶膜防水卷材(非沥青基)有进行污染和76天暴晒测试,其依然具备较强粘结强度;本次试验中,沥青基预铺卷材仅选取部分厂家样品,不代表全部沥青基卷材。无论哪种材料,验证其是否具备预铺反粘效果,最好的方式是在施工现场的条件下进行模拟和测试。


判定防水材料质量优劣之“抗裂”

防水层如能在施工现场的环境下依然能与结构混凝土融合,解决了窜水问题,我们重点解决另一个随之而来的“零延伸”问题。对于牢固粘贴与混凝土结构上的预铺类卷材,防水层与结构混凝土层融合成为一体,结构混凝土层开裂时,在裂缝处的防水层从零开始延伸,如果防水层瞬间被拉裂,则防水层也形同虚设,结构混凝土裂缝和防水层在该部位防水功能同时失效,必然导致渗漏,因此,防水层即应具备抵御“零延伸”破坏的能力。


因此,判定材料质量优劣新标准之二应为卷材应具备抵抗结构开裂而不被拉裂的能力,即抗裂性能好。


从理论上而言,MBP高分子自粘胶膜防水卷材抗拉力为10N/mm以上,卷材与基层的粘结强度3~4N/mm,卷材的抗拉力远远大于粘结强度,即能在卷材被拉裂前,卷材与基层局部微小区域被剥离,剥离区域的卷材延伸率发挥作用,适应基层变形,避免了因卷材剥离区域趋近于零而产生无穷大变形量的情况,即避免了出现“零延伸”破坏的现象。


经应用性试验表明:MBP高分子自粘胶膜防水卷材能够避免因结构开裂导致的“零延伸“破坏的问题,其抵御“结构开裂”的能力超过50 mm(见图13),而现行的《地下工程防水技术规范》(GB50108-2008)中对结构混凝土裂缝宽度要求不得大于0.2mm,卷材的富余量足够大,完全能适应结构混凝土正常开裂的情况。


经应用性试验表明:JS聚合物水泥基防水涂料和渗透结晶型防水涂料等涂刷在结构混凝土上进行抗裂性能测试时,其几乎在“结构开裂”的瞬间即被拉裂,难以抵抗“结构开裂”时而不被拉裂。


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