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防水施工不注意这些效果减半,速收!

2019-07-02 09:20南太湖家居家居来源:南太湖家居

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涂料为防水材料中的一大类别,因其现场成型,成型后的膜层连续无接缝,在工程上有着防水卷材不可替代的优势。随着建筑技术的不断发展,防水涂料在工程应用范围不断扩大的同时,也反映出许多值得我们思考和借鉴的问题。

01

无机涂料

此类材料系从国外引进,迎、背水面均可使用,近些年在工程上,尤其是地下工程、水池、人防工程中应用较多。这类材料有一个鲜明的特点,是既可形成刚性的防水涂层,又可在结构裂隙部位形成一定的结晶和凝胶对裂隙起到修复作用。它可以在潮湿基面施工,因与砂浆和混凝土同为水硬性材料,所以同基面衔接牢固。由于这种材料开始应用工程领域时带有一定的神秘性,加之某些企业的夸大宣传,使某些工程在选用上和使用上出现了误区,导致了防水工程的失败。只有加强对此类材料的认识,才能使其发挥更大作用。

渗透结晶型涂层材料,是以水硬性材料水化反应最终成膜的材料,对这类材料有以下几点需重视:

►►对涂层施做后严格、及时、适时的喷雾养护的重要性认识不足

渗透结晶型材料涂到基面后,膜层要进行水硬性材料的化学反应,完成化学反应后,达到一定的强度,才是有效的防水层。在化学反应的过程中需要不断补充水,才能使很薄的涂层达到应有的机械强度,否则涂层的强度会很低,甚至发生涂层粉化现象。

此类材料的喷雾式养护工序至关重要,水喷大了薄涂层强度很低,会将涂层冲掉;喷水不足,又会造成涂层缺水,水化反应进行不完全,达不到相应强度。施工中及时、适时的喷雾养护是防水层成功的关键所在。由于喷雾养护达不到要求,实际工程中发生涂层粉化的现象有时很严重,工程的渗漏就难以幸免。

►►对涂层与其它层次的衔接认识不足

该类材料如作为结构层的迎水面防水涂层,涂层上衔接砂浆层时,我们应考虑几个层次间材料力学强度的匹配。北京某一室内游泳池迎水面防水选用了此类材料,结果造成瓷砖及粘结剂层带着防水层大面积脱落,防水工程失败。

该游泳池壁设计的是 C40 混凝土,实际达到的强度为 C45,防水设计选用的是水泥基渗透结晶涂料,现场涂层的厚度为 1.0~1.2 mm,所设计的防水涂层上需衔接 1∶3 的水泥砂浆贴瓷砖。防水层施工 7 d 后,开始施做水泥砂浆贴瓷砖层,大约过了 5 d,砂浆层陆续起鼓,而且起鼓面积越来越大,到第 7~10 d,砂浆层开始大面积脱落。

是什么原因造成这样的问题呢?

笔者认为,在强度较高的混凝土基层和水泥砂浆层间,强度低的防水涂层起到了隔离层作用,砂浆层强度不高时,不会产生层间剥离,但当砂浆有一定强度和收缩时,中间低强度涂层的隔离作用就会显现出来。随着砂浆层强度的增长,这种隔离作用越来越强烈,最终会导致砂浆层与混凝土基体剥离面积越来越大,甚至有些部位的砂浆层带着防水层从池壁掉下来。防水层的脱落跟其自身强度低,甚至某些部位粉化有直接关系。因此,刚性涂层与其他层次的强度匹配是设计和施工中值得注意的问题。

►►对渗透结晶材料的渗透深度和能修复的渗水裂隙宽度认识不足

渗透结晶的材料靠形成结晶和凝胶填塞毛细孔来提高混凝土的抗渗性,这一点已被工程实践证明。

但是,关于渗透深度,即涂层在遇水情况下会产生渗透结晶作用的能力,认识还很不到位。对于有些宣传所说的渗透结晶材料渗透深度可达几厘米和十几厘米,我国有专家提出质疑,认为刚性涂层的渗透结晶只能在表面形成,深度大约在 0.4~1.0 mm 之间。

另外,这种涂料能修复混凝土的渗水裂隙,但修复宽度是有限的。国外材料宣传是 0.4 mm,说明渗水裂隙在 0.4 mm 以下才能修复。如果把修复渗水裂隙的担子都让渗透结晶型材料来挑,肯定是要出问题的。

02

聚氨酯、聚脲类涂料

►►温度与湿度将影响成膜质量

此两类涂料的成膜方法均为化学接链反应固化成膜,温度和湿度都会直接影响这类化学反应,这一点往往被忽视。

笔者曾遇到一渗漏的地下工程,采用了单组分聚氨酯涂料做防水材料,施工时正值夏季,并且是高温、高湿天气,在涂膜施工 7~8 h 后,膜层成为泡沫体材料,2 mm 的涂层材料成了 4~5 mm 的泡沫体,抗拉强度和延伸率均大幅度下降。

究其原因,主要是供料单位忽略了涂料施工地所处的气候条件,在这样的季节常规涂料是难以满足成膜要求的。高温、高湿气候条件下,施做涂膜时,会裹进大量的水汽,高温的条件又加速了涂料中活性基团与这些水汽的反应,同时也加速了膜层的固化速度,膜层中所产生的二氧化碳气体来不及逸出,膜层就成了泡沫状的材料。高温、高湿环境下施工,宜采用刮涂型聚脲类涂料或者是能够在高温、高湿条件下施做的聚氨酯涂料,以避免上述情况的发生。

►►喷涂设备和喷涂技术参数将影响聚脲膜层的质量

喷涂聚脲技术是在聚氨酯注射反应成型(RIM)技术的基础上,开发出的一种无溶剂、可快速固化成膜的弹性体涂装技术。优点是:高固含量,几乎不含挥发性有机物;快速固化成型,可在任意形状表面喷涂;一次喷涂可达到设计厚度;几十分钟就可上人、行车;涂膜物理性能优异,抗拉强度、断裂伸长率高,柔韧性、耐腐蚀性好;涂膜可适用的温度范围较宽,耐磨、致密、美观、色泽可调。

20 世纪 80 年代中期,喷涂聚脲技术起源于美国Texaco(即现在的 Huntsman 公司),首先在市政桥梁、埋置于地下输油和输气管道防腐领域使用。20 世纪90 年代中期,我国开始研究、引进设备、吸收此项技术,并首先在管道与化工防腐、娱乐设施、舞台装饰等领域获得应用。近年来,随着我国国民经济的快速发展,喷涂聚脲技术在建筑基础设施、市政工程等领域的应用日益增多。奥运场馆、京津城际高速铁路、大型水利枢纽等众多重点工程都采用了聚脲喷涂技术,取得了良好效果。但是,作为一类新材料,其应用也常常出现一些问题。

2008 年笔者曾遇一工程——某小区中心活动区的露天喷水池。水池为钢筋混凝土结构,池内壁设计了喷涂聚脲防水层,800 m2 的水池在 2d 内施工完毕,但是第 3d 喷涂层就出现了起鼓现象,很快涂层大部分就脱离了基面,用手一拉整体脱落。

究其原因,笔者认为可能有以下几方面因素:

1)喷涂聚脲涂料是喷涂成型,当物料从枪口进行 A、B 组分混合喷到基面上时,涂料已开始发生了快速的接链化学反应,化学反应的结果使物料粘度有了很大增长。它与普通刮涂型涂料不同,刮涂型涂料涂覆到基面后,仍是流动状态,与基面具有很好的浸润性,这种很好的浸润性能提高膜层与基面的粘结能力;聚脲喷涂型涂料一旦从枪口喷出,对基层基本无浸润性。在不做基面处理,未考虑喷涂层与基面衔接的情况下,随着喷涂涂层强度的增长,同时还伴随着涂层的体积收缩而产生的应力,就会很容易破坏掉涂层与基面间的微弱粘结,造成涂层起鼓。所以喷涂快速固化型的涂料,必须要做有效的基底处理衔接层,才能保证涂层与基面的牢固粘结。我国即将颁布的有关喷涂聚脲的施工规程,对基面处理层作了明确的规定。此工程中涂层起鼓脱离现象的出现,就是没有做基面处理的印证。

2)喷涂快速固化涂料采用机械喷涂,喷涂中设备能否在环境温度变化的情况下,保持 A、B 组分物料在单位时间进入喷枪混料室体积比率的稳定是非常重要的。如果 A、B 组分物料体积比率失调,会造成涂层力学性能不均一的现象;如果体积比率严重失控,则会出现涂层机械力学性能达不到所要求的性能指标。

此工程中采用的聚脲喷涂涂料,标称的性能指标为抗拉强度大于 10 MPa,断裂伸长率大于 300%,实际上,现场成型的涂层用手就可以撕开、扯断。对于这样的涂料要想达到涂料所标称的性能指标,喷涂机具和各种喷涂参数的掌握是很重要的。在原材料合格的情况下,喷涂这道工序是达到合格涂层的重要保证,该工程的失败恰恰说明了此问题。该工程采用的是喷聚氨酯发泡体材料的空气加压型设备,体系压力稳定性差,在运行过程中,造成 A、B 组分物料体积比率严重失调,致使涂层的机械力学性能大幅下降。

喷涂聚脲是一项新技术,正确的应用离不开合格的产品、合理的设计、配套的喷涂设备和规范的施工。目前,水泥基材料仍是我国建筑工程及基础设施建设中最主要的结构材料,喷涂聚脲涂层具有优良的物理性能及良好的抗裂缝能力,适合用在混凝土或砂浆基层表面起到防水、防腐作用,它应该可以在建筑防水、防腐领域中大有作为。

03

聚合物水泥和单组分丙烯酸酯涂料

此两类材料目前已分别制定了国标和行标,在我国涂料的发展中起到了重要作用。由于它们无毒、无味、无污染,属水性挥发型产品,并具有聚氨酯涂膜材料所不具备的特点,近年在防水领域仍有一定的用量。该类产品突出的特点如下:

1)可在潮湿基面直接施做;

2)潮湿环境能较快地成膜;

3)涂层具有一定的透气性。

笔者曾接触了一些住宅和公共建筑的地下室防水维修工程,它们因建设初期未做外防水或做完外防水未奏效,造成地下结构渗漏水;为治理渗漏水,在背水面选用了聚合物水泥柔性涂料。聚合物水泥柔性涂料,在外墙防水、厕浴间防水、半地下室背水面的防水工程中展示了自身的魅力,但在较深的地下防水工程中,选用此类材料失败的案例很多。对这类材料应当慎重考虑的是,由于制造工艺的局限性,决定了其力学性能在干态及湿态下会有所区别。湿态下尤其是水浸泡的环境下,不同品种聚合物水泥涂层的抗拉强度可下降 30%~50%,延伸率上升,这种现象就是涂层自身吸水后体积膨胀造成的。然而,这种膨胀是可逆的,当环境处于干燥的状态,涂层的力学性能还可以恢复。所以,此类材料在地下工程和长期潮湿的环境状态下使用,发生渗漏的可能性是很大的。长期潮湿和水浸泡环境下,涂层体积会膨胀,密度会降低,降低了涂层对水的阻隔作用,便会出现渗漏水现象。干旱的季节,涂层的不足之处显现不出来,一旦到了雨季或阴雨连绵的季节,该问题就会出现。被水浸透的结构层,对于防水层构成了单面长时间水浸泡和长时间的潮湿环境,致使涂层自身体积膨胀,在有压力水的情况下出现渗漏。这类问题在聚合物水泥涂料应用的早期,就已显现出来,近些年来仍有此类问题发生,希望这些失败的案例能再度引起大家重视。

单组分丙烯酸酯防水涂料也有类似问题。某设计院在设计室内游泳池迎水面防水时,选用了单组分丙烯酸酯涂膜材料,结果还未竣工,做闭水实验时,池内的防水层就大面积膨胀起鼓,根本无法起到防水作用,造成了人力和物力的浪费。问题的出现属于设计人员对材料的性能认识不足,造成选材错误,引起了工程失败。

对于聚合物水泥柔性涂料及单组分丙烯酸酯防水涂料,最适宜的使用范围应是:处于干、湿交替环境部位的工程,例如外墙、厕浴间和屋面工程。每类材料都有自身的特点,扬长避短,才能避免失败。

04

防水涂料迎、背水面抗渗能力的区别

抗渗水能力是衡量防水材料抵抗压力水的能力大小指标。同一涂料在迎、背水面抗渗水的能力是有很大不同的,即使是在迎水面用同一防水材料抗渗水能力也与材料的厚度有密切的关系。

上世纪 90 年代初期,笔者曾接触到多个由于选材不当,造成治理渗漏地下工程再次失败的案例。例如北京某居民楼,其地下室为框架砖混结构,由于外防水层破坏,每到雨季,地下水位上升,室内多处渗漏水,地面积水达几十厘米。治理中选用了聚氨酯涂膜防水砌砖墙保护的方案,实施降水后,按上述方案处理,砖墙砌好一周后,发现新砌的砖墙又出现了多处湿迹。在湿迹部位打开砖墙,发现聚氨酯涂膜出现很多冒水的小孔及多处起鼓,治理工程再次失败。

该工程的失败,属选材不当引起,具体分析如下:

1) 虽然聚氨酯涂膜在迎水面能呈现良好的抗渗水能力,但施做在背水面,其抗渗水的能力是很有限的。硅橡胶涂膜背水面的抗渗强度只是迎水面的30%左右,聚氨酯涂膜材料背水面的抗渗强度还没有硅橡胶涂膜高。背水面防水不宜选用此类柔软的密闭型防水材料。

2) 结构外的压力水会造成密闭型防水层与基面剥离甚至起鼓。

3)柔软的密闭型防水层在压力水作用下,会被界面间越集越多的水挤破而失效。

建筑地下工程就像一条泡在水里的船,如果水突破了墙体、地板、变形缝等围护结构的防线进入室内,这时已无法再从外部去处理,只能从背水面治理。背水面治水与迎水面治水有很大的不同,防水层所处位置的不同,选用材料和施工方式也不同,用迎水面治水的方法治理背水面就很可能会失败。地下工程背水面的特殊位置,使得传统密闭型的防水材料难以胜任。

按防水材料对水的屏蔽方式,防水涂料可分为两类,一类为密闭柔软型防水涂料,一类为具有毛细作用的防水涂料。

密闭型防水涂料以有机高分子材料为主体,它是致密的憎水性材料,要求水完全不能透过涂层;有毛细作用的防水涂料是以水化反应为主的材料,如水泥基涂料、聚合物水泥砂浆、渗透结晶型防水材料。后一类材料(渗透结晶材料除外)的特点是,自身有一定的吸水性,可与基层形成牢固的衔接界面,并且允许水通过衔接的界面有一定的渗入,依据材料自身密度的差异,在不同厚度下将水逐渐屏蔽住。具有毛细作用的防水材料(渗透结晶材料除外)抵御水压的能力即抗渗能力和该能力的持续时间是有区别的,抗渗水的能力大小取决于材料的密度,能力的持续时间取决于材料的厚度,这一点在许多实际工程实例中已被证明。 “堵漏灵”是一种抗渗强度高,快硬、高强的无机材料,在治理已渗漏的地下工程中能发挥重要作用。已渗漏的地下室在漫渗严重的部位涂刮 2 遍“堵漏灵”,几天后就看不到湿迹了,但是第 2 a 这个部位可能又会重复治理前的情景,再涂刮 2 道“堵漏灵”就又没有湿迹了。这种情况说明了具有毛细作用的防水材料,其抗渗能力持续的时间明显地依赖于材料的厚度。因此,具有毛细作用的刚性涂层材料在背水面使用时,不仅要考虑抗渗强度,而且要注意施做的厚度,厚度是抗渗耐久性的重要保障。

重视现有涂料在工程应用中的诸多问题,认真分析并找到解决对策,才能使涂料在防水领域中发挥更大的作用。

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