建筑防水技术的发展及防水材料的正确应用

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  【摘 要】 建筑物防水是系统工程,防水是建筑工程的重要组成部分,而防水技术的发展与进步是同建筑及结构形式密切相关,要探索出一条具有当地特点的系统防水材料和技术,切实解决建筑物的渗漏,达到安全正常使用要做出更多工作。
  【关键词】 建筑防水工程;沥青油毡防水;不同屋面性能;质量控制要素
  【中图分类号】 TU57 【文献标识码】 A【文章编号】 1727-5123(2010)04-001-03
  
   Development of construction waterproof technology and proper application of waterproof materials
  【Abstract】 Water is a building systems engineering, water is an important part of construction, and water technology development
  and progress of building and structural forms of the same closely related, to explore a system with local features waterproof materials and
  technologies, and effectively solve the leakage of the building, to secure more work to make normal use.
  【Key words】 Waterproof construction project; Asphalt felt waterproof; Different roof performance; Quality control element
  
  建筑防水是一个系统工程,防水工程也是建筑工程的一个重要组成部分,而防水技术的提高与进步是同建筑结构形式密切相关,同时还受到地域气候环境,经济发展水平以及建设规模的诸多影响。通过几十年建筑防水技术的发展与进步,分析探讨防水材料发展应用中技术性存在重点问题。
  
  1建筑防水走过的历程
  我国的建筑防水工程,20世纪50,60年代在工业及民用建筑中推行钢筋砼装配式平屋面结构,并采用“三毡或二毡一纸” 四油沥青卷材防水屋面,装配式结构因工厂化生产,施工速度快在当时工业化建设中起到重要作用。而沥青卷材防水屋面因叠层卷材搭接施工,其防水可靠性受到人们的认可。但在长期使用中这种屋面防水也存在材质耐久性差,易于开裂,鼓包及流淌通病,热法施工容易引起火灾,污染环境及安全问题。进入上世纪80年代初,四川及北京等地开发生产以沥青基,氯丁橡胶或再生胶为改性材料的水乳型防水涂料在全国得到推广使用。到了1988年原国家建筑技术发展研究中心,组织防水专家对17个省市的22个城市中327幢建筑物防水质量进行抽查,屋面存在不同程度的渗漏达到60%;而10个省市中210个砼衬砌的地下室,渗漏工程占57%。针对渗漏水严重的质量情况,在1991年建设部成立防水领导小组,下发了治理屋面渗漏的若干规定和提高防水质量的规定,引起了社会各方的重视,各地区根据建设部文件精神要求,成立了防水施工专业队伍,开展防水技术培训及持证上岗,加强对屋面防水工程由习惯的“二毡三油”增加到“三毡四油”的提高,在当年的防水工程中渗漏率有明显的改善。
  由于全国多数城镇地下水位较高,土质多数为软弱性压粘土,城市浇灌用水较多,地下管网也多,地下空间的开发利用难度很大,关键还是防水问题。直至2004年3月,建设部发布218号公告,对石油沥青纸胎油毡限制使用,从此,使用几十年以纸胎沥青油毡一统防水的局面正式结束,防水材料多样化得到开始。
  
  2对沥青防水材料应用的认识
  在上世纪90年代末,国内的建筑防水几乎是以石油沥青为主,当时全国油毡的产量达4千万卷之多,如上海生产的“月星” 牌油毡质量较好,在南方地区占有很重要的地位,而在新疆克拉玛依由于生产石油沥青,生产的“翼龙”牌油毛毡在西北一些地区也供不应求。当时多数工业及民用工程都是用沥青油毡做防水层及屋面。沥青油毡屋面在长时期的使用过程中,由于多数采用二毡三油防水,即油毡和热沥青玛蹄脂形成的复合体,能发挥较好的整体性,使防水层达到可靠的水密性,可以抵抗外力的破损,耐久性也好,一般用户是可以接受的。但卷材本身的性能是不太好的,采取热法施工,对环境造成污染,防火隐患多不安全,不能适应现代建设的发展和功能多样化的需要。因此有必要彻底改进和提高。
  2.1预铺反粘结卷材防水。据介绍国外一些国家预铺反粘结卷材工法施工了多年,为地下卷材防水开辟了一条新的方法。而在国内的使用范围大也较广泛但是评价不一。开始使用时称作“湿铺法”,后来使用范围的扩大和不切实际的宣传介绍,似乎不论什么类型的卷材都用,粘贴在什么部位都是可靠的,因此造成一些施工企业偷工减料,突击抢工期有理论根据。却不知由于不同卷材的性能,粘结层厚度,作用条件要求及主体结构砼水化热等因素,都会给卷材与砼表面的粘结强度及防水效果有不同的影响。需要特别重视的是目前一些工程采取的“预铺反贴法”的应用效果经不过时间的考验,当采用了粗放的施工方法,如在底板及侧立面末采取严格的保护措施,碰砸造成不明显的伤痕会在上层施工隐蔽后产生问题,一些工程当产生渗漏后处理极其难度大而效果差。
  2.2不同屋面性能比较。上世纪50~60年代,国内防水技术随着坡屋面改为平屋顶,尤其是学习国外装配式结构后,逐渐由构造防水为主改变为用材料防水为主,即用材料防水为主,平屋顶结构形式几十年未变。如果选择的材料及设计施工略为不甚,屋面防水问题不可避免。西北广大地区住宅建筑几十年来多数采用平屋面形式,由于经济条件所限强调了降低造价,没有考虑当地气候环境的影响,即夏季炎热而冬季寒冷,四季中温差过大的条件。顶层室内的热工性能很差,尤其是夏季室内温度居高不下,困扰顶层住户的正常生活质量。在已经过去的几十年中,各地方在解决屋面隔热的问题上想过许多探索,如采取架空通风隔热屋面,刚性蓄水屋面,种植屋面等,其中架空通风屋面在己竣工的住宅屋面中占有一定比例。这些干旱炎热地区的架空屋面隔热效果如何,也是人们关注的问题。进入21世纪,在城市化进程加快的情况下,许多城市为改变面貌和解决现有建筑顶层的居住环境和防渗漏水,在原有住宅的平屋面实行分阶段改为坡屋面,由于改善了顶层居住环境,因而受到了居民的欢迎,平改坡成为城市建设的风景线。
  通过上述浅要的分析可以认为,为了满足人们的生活环境和工作质量,更要达到建筑节能保温的目标,对住宅建筑屋面要注重一些问题:①屋面的形式及构造组合要向多样化发展,因为从全球化可持续发展的大环境下看,建筑屋面从重要的满足使用功能外,还要注重生态和环境效应,从建筑群体,单栋建筑到屋面构造都要具有不同的建筑特点,并应根据整体规划和区域文化选择平屋面,坡屋面等形式。同时在满足夏季隔热及冬季保温的前提下,制定符合本地区气候特点的各种屋面形式构造组合,满足现阶段建筑节能的要求。②目前住宅屋面构造分为平屋面和坡屋面为主体,还有通风间层的架空屋面等。对于这些屋面的保温隔热问题,要达到屋面工程有关热工性能需求。由于许多城市的建筑密度大,女儿墙设置也高,高层建筑较多及其它环境影响,事实上这类屋面已经失去隔热通风的原有作用,且因架空屋面荷载较重,价格相对高,维修也不方便和达不到节能要求,对现有建筑的旧架空屋面应逐渐改造。不要造成千篇一律的平改坡还是改造成种植屋面,要进行认真的调研才作决定。
  3地下大体积砼工程防裂措施
  以多高层建筑基础底板为例,通过抗放并举与其它措施相结合,解决大体积砼控制裂缝的施工技术措施。国内的抗裂技术及施工措施水平已经处于较先进的水平。主要技术要点是:①重视地基处理;②增配构造钢筋;③提高砼的自身抗裂性能;④超长结构不设置伸缩缝时须有注浆堵漏的防备措施;⑤施工前应进行温度应力计算;⑥利用砼后期强度,减少水泥用量;⑦ 砼原材料有极其严格的要求,同时采取双掺技术;⑧砼浇筑过程中的控制技术;⑨大体积砼周到的养护技术;⑩扳模控制及回填土时间严格要求等。据资料介绍,三峡大坝二期工程浇筑砼2000万m3,仅产生裂缝约2000余条,这个比例是极低的,而且都是出现在表面的轻微质量缺陷,采取对80多条较大的裂缝采取化学灌浆和防渗材料的方法进行处理,确保达到设计耐久性。在第三期工程浇筑砼400万m3,通过3年多测试和蓄水试验,未产生任何裂缝,打破了无坝不裂的认识,创造了大体积砼工程防裂措施成功的先例。
  地下工程砼要自防和辅助防水相结合,地下工程的防水是确保工程正常使用的关键,而刚柔结合是实践证明行之有效的好方法。近年来随着新型膨胀剂,防水剂及复合型外加剂产品质量的提高和研发应用,地下工程砼结构的质量有了很大的提高,但过去采取的结构自防水为主的地下及交通工程,其渗漏水现象仍然显得比较多。探其原因主要还是防水砼自身设计和验收规范都允许出现裂缝宽度在0.2mm以下时,如果不贯穿截面的缝,可以允许存在并不进行处理。而在现实工程中砼结构一旦产生宽度>0.1mm的缝,渗漏不可避免的会产生。另外在地下砼结构中必须要考虑地下水的有害问题,包括水质,毛细作用,渗漏作用和腐蚀作用等。地下水在土壤孔隙或岩石裂缝中长期存在并且流动着接触到地下砼结构后,就会沿着结构体的孔隙进行渗透和浸蚀。当地下结构体深度超过水位时,因水位差及周围饱和水产生的渗透压力,同时地下水又是一种较复杂的溶液,当含有酸碱及有害气体超过一定含量时,就会侵蚀该部位的砼结构体。因此在临近高水位区域的下部工程,埋深较大的结构在高水位置时,若是单独采取砼自防水是极其不可靠的。
  在大量工程应用中必须认识到这个现实,即大面积防水砼不可能没有一点质量问题存在,有的裂缝宽度只有0.1mm宽左右时在水力作用下有自然愈合的可能,但是负面影响依然的存在,因为在具体工程中砼一旦产生裂缝出现渗漏的情况还是十分普遍的,并且随着使用时间的延长及外力内力共同作用下,裂缝还会逐渐扩大,渗透水也会进一步加大。如果带有腐蚀性介质的水浸入到砼中,会造成砼表面的剥落,进入钢筋的表层逐渐腐蚀和减少钢筋截面,降低结构的承载力等严重后果。尤其是许多城市已建高层建筑不少,地下管道或地铁等,要求砼工程的自防水功能是极其重要的。要结合地下水位特点一般会采取防排结合,多道设防才能达到万无一失。要重视地下地铁的震动及材料自身收缩,温度变化的影响。在使用过程中产生局部渗漏是难以避免的,如果只是采取单纯的堵漏方法只是短期的行为,但时间一长是不可靠的。同时还要考虑地下水对主体结构腐蚀情况的更加明显,将影响到耐久性使用年限。必须特别引起注意的是地下砼结构一旦开裂并出现渗漏,就可能危及结构的安全,一些事例曾有报道。
  
  4防水质量控制的要素
  由于防水工程具有复杂及系统的特点,指导防水操作的施工方法必须实际可靠,同时操作简单方便。防水施工必须将设计理念,防水材料的工法,结合工程实际及环境进行二次再加工,才能达到使用的效果。防水施工也有其基本规律,施工程序,施工条件和成品保护是三个必须重视的要素。
  由于施工程序既要考虑在具体工程中主体防水施工程序,还要根据防水施工的特点与质量要求,安排好工序之间的相关要素,如工期或隐蔽时间限定等。对于施工条件,包括各类防水材料对基层的要求,例如平整度,坚实,干燥和干净等,同时不同防水材料对环境温度也有一定要求。值得强调的是在施工条件中还有必要的间歇时间,如砼的基层必须达到一定的龄期,否则因温度变化危及到防水效果。成品保护是防水完成后必须采取的措施。如果对防水层不进行保护,施工现场的损伤机会是相当频繁的,这个工序必不可少。当防水工程满足了这3个基本要素,会处理好质量与进度的关系。也能解决防水分包企业在技术和质量问题上当发生渗漏时,承担不应该属于自己专业的责任,在市场经济下防水单位缺乏否认权。
  
  5当前防水工程中几个重点问题
  “设计是前提,材料是基础,施工是关键,管理维修是保证”,这是多年来我们总结防水工程中的一条重要经验体会。而防水技术是这4方面的载体和纽带,并贯穿于防水工程的全过程,是实现防水工程功能质量和工程质量的核心所在。当前防水工程中出现的一些热点问题,如设防原则、防水结构以及防水材料与防水工程检测或评价方法的科学性等,无不与防水技术的发展和进步息息相关。
  值值得需要借鉴的是如中国的不少古建筑,虽然千年仍巍然屹立,其奥妙之一就在于屋面做得好。传统的搭盖式黏土瓦,特别是釉瓦,耐冰冻、抗腐蚀、伸缩自如;陡坡屋面排水畅通迅速,不渗不漏。2200多年前李冰父子所建的都江堰水利工程,它采用中卵石累成倾斜的堰滩,在鲤鱼嘴将山区倾泻下来的江水分流,冬春枯水时,导岷江水经深水河道,过宝瓶口灌溉成都平原的数百万亩良田,汛期丰水时,大水漫过堰滩从另一侧宽而浅的河道流入长江,使农田免遭洪涝之灾。其因势利导之构思之巧妙,就地取材施工之便宜,水资源充分利用之合理,至今仍为中外水利专家赞叹不已。特别是在2008年5月12日四川汶川8.0级大地震中,以无坝引水为特征的都江堰水利工程,仍老而弥坚,继续造福人民。可见古代防水技术体现了采用疏导与防堵相辅相成、辩证统一的设防理念,这是防水工程取得成功的重要因素。
  随着历史的延续和科学技术的进步,特别是新型防水材料的不断问世,使防水技术更丰富多彩,更具时代气息,也为现代化建设工程提供了多样化的选择。然而在较长一段时间内,由于过分夸大防水材料的作用,并且不顾地理、气候条件、工程结构等实际情况,一味强调“防排并举,以防为主”的设防原则,其结果却事与愿违。殊不知防水材料仅有性能高低、用途各异之分区别,却无好坏之区分。如使用部位合理,施工方法得当,包括普通混凝土、传统沥青油毡在内的防水材料,也可使防水工程做到天衣无缝、滴水不漏。反之,即使性能优异的高档方式处理也会发生渗漏,且不在少数。总之,我们要在传统技术基础上,革故鼎新,有所创新,其中最重要的设防原则,需要有一个全面准确的认识和科学定位。
  综上所述,国内的建筑防水也是一个逐渐使用,吸收,消化和改进提高完善的过程。在社会发展的不同阶段落,防水技术为各类建筑的发展提供了功能保证和技术支持。自上世纪90年代末至今的近20年中,因国内基础建设规模及城市化进程的加快,为防水新材料新技术发展提供了市场,相继建成了一大批技术复杂质量优良的防水工程。但不容乐观的是地下建筑工程的渗漏仍然比较多,需要探索出一条具有当地特点的系统防水材料和技术,切实解决建筑物的渗漏为安全正常使用做出更大努力。
  参考文献
  1叶琳昌.防水工程中的工程哲学分析[J].新型建筑材料,2008(12):
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