论建筑防水材料发展趋势及应用技术.doc

论建筑防水材料发展趋势及应用技术关键词：建筑防水材料、建筑防水新材料、建筑防水应用技术摘要：本文就建筑防水材料发展趋势及应用技术而展开的讨论，主要内容为：一、主要就建筑防水材料的发展趋势及我国采用的建筑防水材料的趋势进行论述。二、根据的建筑防水材料的趋势来对的建筑防水材料的应用技术论述说明。两个方面根据数据图表的方式展现建筑防水材料发展趋势及应用技术在当今建筑材料中的实际情况和发展趋势。一、建筑防水材料发展概况1、欧美平屋面防水发展概况欧洲的平屋面防水技术非常先进，在改性沥青防水卷材、PVC、TPO等聚合物防水片材方面均在世界的前列。欧洲的屋面防水材料主要包括改性沥青卷材、单层聚合物片材及氧化沥青油毡三大类，改性沥青卷材占统治地位，单层聚合物片材呈持续增长之势，而氧化沥青油毡则迅速减少，见下表：欧洲屋面防水卷材的年铺设面积防水材料产品类别年铺设面积（百万）年平均增长率（%）20012002聚合物单层片材63.2574.054.0改性沥青卷材177.20195.862.5氧化沥青油毡26.2222.024.3其 他11.7611.650.2合 计278.43303.58欧洲的聚合物改性沥青卷材很发达，有各种各样不同的产品，法国、意大利、西班牙、东欧及巴尔干国家以使用沥青基卷材为主；其他各国大量使用单层聚合物片材，单层聚合物片材的市场份额相当高，如奥地利约占45%，爱尔兰、瑞士各约占42%，德国约占40%。在欧洲的单层聚合物片材中，PVC防水片材占据主导地位。欧洲的聚合物片材包括PVC、EPDM、ECB、CPE、PIB、EVA等，但EPDM片材接缝比较困难，在欧洲未获得特大的发展。随着聚烯烃技术的进步，TPO单层片材开始增长，许多厂家都上了这种产品，现已有一定的规模，前景广阔。另据介绍，欧洲目前平屋面的市场约为30亿美元，面积为3.32亿，沥青基卷材占整个市场份额的75，PVC、TPO、EPDM等聚合物片材占21，其余4的份额由其他类型材料（如冷施工涂料）占有。随着屋面防水卷材及其施工技术的不断发展，以及各种单层聚合物片材的出现，尽管整体市场处于平稳状态，欧洲市场仍然经历着明显的、但是渐进的变化。SBS改性沥青卷材已经越多地取代APP和氧化沥青防水卷材，因为尽管它的成本高于氧化沥青卷材，但它的超长使用寿命使它具有相当的优势，在寒冷地区倾向于选用SBS卷材，因为其材质决定了它的使用期长于APP卷材。在胎体方面，西欧的沥青基卷材有50采用聚酯胎，玻纤无纺布胎基约占37。国外的屋面防水材料一般分为坡屋面防水材料和平屋面材料。坡屋面材料一般用于家居房屋，在美国以沥青油毡瓦为主。平屋面材料通常用于工业、商业、机构、学校的建筑物，多为柔性材料，包括高分子防水片材和沥青基防水产品。据估计，美国每年铺装的屋面总值包括新屋面和翻新屋面，超过300亿美元，其中约200亿美元为低坡度屋面，主要是商业、工业和大机构用户，其余100亿美元为陡坡度屋面，主要是住宅;改性沥青卷材于1980年从欧洲传入美国，是多年来持续增长的产品，使用比例持续增长。（见下表）类别20002005年平均增长率(%)沥青油毡瓦13901416.71.6金属屋面147.7195.12.2弹性体屋面165.4185.82.4叠层油毡屋面154.2157.90.5改性沥青屋面140.3157.82.4塑性体屋面82.9102.24.3其他129.1134.70.8合计2155.62350.32.12、欧美坡屋面防水材料发展概况沥青油毡瓦的优点是：价值高；防水性能优异（可提供25年、30年、40年乃至50年的保证期）；装饰性强，型式多样。沥青油毡瓦的发展趋势是由普通的三条玻纤沥青油毡瓦向叠层沥青油毡瓦方向发展。1997年叠层瓦仅占坡屋面市场32.3%，2001年上升到50%。此外，用户定做的沥青油毡瓦（全宽度垫层叠层瓦和三层叠层瓦）和特种（尖）颗料形式的瓦也受到人们的青睐。在2000年屋面材料市场中，坡屋面占35.6%（120亿美元），其中新建屋面占29%（34.8亿美元），翻新屋面占58.9%（71亿美元），修缮维护屋面占9.3%（11亿美元）。在翻新屋面中撕涂和置换占80.8%，重新覆盖占19.2%。（数据来源：中国建材网）3、欧美地下防水材料发展概况20世纪初，使用的防水材料主要有两类：沥青叠层防水膜和胶凝防水涂料。迎水面用煤焦油或石油沥青叠层膜，防水的一般铺46层，防潮的规定铺34层。背水面用几种专有胶凝材料，最普及的是含铁填料的水解金属涂料。从20世纪中期开始，在地下工程中取代热施工沥青膜的是一大批现代新型地下防水材料，主要有橡胶沥青膜、丁基橡胶和PVC单层片材、单双组分液体施工膜（LAM）、膨润土板材、渗透结晶型涂料及新型止水带。在这些新发展的材料中，改性沥青-HDPE复合油毡占有突出的位置，从20世纪60年代开始，Grace公司的Bituthene自粘改性沥青油毡垄断这一市场，20世纪90年代初期专利到期，一些厂家开始销售类似的产品。SBS和APP改性沥青防水卷材在地下防水领域未获得多大的市场份额，主要原因是胎体在外露边上可能像灯芯吸油那样，会把水吸进油毡，使其分层或缩短使用寿命。聚合物单层片材已经得到巨大的改进，使用较多的是丁基橡胶和PVC片材。丁基橡胶优于EPDM和氯丁橡胶，因为它具有低得多的吸水性和水蒸汽渗透性，这对连续受潮或被水包围的防水膜是一大优点。玻纤增强PVC片材，厚度到3.05，是作为CPE和非增强PVC的竞争对手开发出来的，后两者厚度较薄，且常常发生增塑剂迁移，接着是材料老化而脆裂。膨润土长期用在地板下和用在基础上，特别是作为外防内贴防水（国外叫盲面防水），已成为主要的迎水面防水材料之一。它有广泛的层合形式，由填充膨润土的可降解纸预制板、填充膨润土颗粒的土工织物以及粘结膨润土颗粒的HDPE板材。背水面用的带铁或铝填料的胶凝（水泥基）涂料正在衰落，代之而起的是渗透结晶型涂料。这些无机或有机化合物，在有水份时发生化学反应，在混凝土内结晶的长链分子填塞毛细管和收缩裂缝。止水带也经历了数个改进阶段。脆性弯曲金属带为塑料和橡胶类哑铃和球形截面止水带所取代，后者又不敌现在常用的丁基橡胶和膨润土/丁基橡胶棒，其优点包括耐久性高，安装简单（接缝是搭接的）；无须现场焊接，易于检查，在混凝土浇注期间稳定性好，完全包在混凝土中。二、建筑防水新材料1、改性沥青防水卷材国外的改性沥青防水卷材仍以使用SBS和APP改性沥青卷材为主，但也取得了不少进展。SBS改性油毡 Kraton Polymer 公司开发出改性型SBSIPD-2，加入沥青中软化点可与APP改性沥青相抗衡，同时仍然保持SBS的热可塑性和弹性。SBS系列已从几种产品发展到近百种产品，包括双嵌段SB、SIS和SEBS。双嵌段SB和SIS可配出软而粘的改性沥青，用于自粘产品。SEBS高温稳定性好，耐紫外线性强，特别适用于粘结沥青和屋面涂料等改性材料。APP改性油毡及其他国外最近推出矿物粒料或现场涂保护涂料的APP改性油毡、不同颜色粒料排列的花纹油毡，胎体上面为APP、下面为SBS的改性沥青油毡、抗生根的防水膜、防火油毡等。自粘改性油毡多年来自粘改性沥青油毡在屋面上作垫层使用，现加入紫外线稳定剂并以粒料覆面，用作常规的屋面卷材。自粘油毡一般是SBS基的，也有APP基的。TPO改性沥青油毡 TPO与沥青的亲和性较好，与沥青拌合产生介于SBS和APP之间的性能。TPO改性沥青卷材在欧洲6年前已商业化，现在美国发展也很快。胎体普通聚酯毡中加入特种化学粘结剂，可使尺寸稳定性从0.5%降到0.3%。聚酯玻纤网格布的尺寸稳定性可小于0.2%。不久前John Manville公司采用特殊的聚酯长丝穿入较硬的玻纤毡而不破坏其表面结构，这种复合胎具有极佳的尺寸稳定性，又改善了油毡的阻燃性能。2、高分子防水卷材EPDM 美国Carlisle公司的EPDM屋面片材有完整的配套材料，产品有均匀型、增强型和背衬型以及白面黑底的产品，产品宽度从1.37 m直到15.24 m，根据用户要求可提供5、10、15、20年的保证期。这种完善的产品系统、周到的安装技术及可靠耐久的屋面效果，保证了该种产品名列前茅。PVC 欧洲的PVC屋面从上世纪六十年代开始安装，解决了增塑剂迁移及应用方面的问题，已有35年的成功使用记录，成为主导聚合物屋面片材。美国的PVC及PVC合金屋面膜有了更多的改进，后来居上，这是我国望尘莫及的。TPO TPO屋面片材具有一系列优点：既具有乙丙橡胶的性能，又能焊接；不含增塑剂，为无氯和无溴产品，是对环境最友好的屋面产品；可用于与焚烧相关的场合，已用于垃圾掩埋场；白色膜有反射功能，节能，减少城市热岛效应等。产品有增强型、背衬型和均质型三种，以增强型使用最为普遍。增强型织物面层上的厚度要求达到0.24-0.3 mm，美国要求达到0.38mm10%，且为阻燃产品，达到长期耐候目的。 20世纪70年代和80年代，世界的建筑防水材料发生了革命性的变化，传统的叠层油毡系统迅速减少，各种高功能防水材料大量涌现，很快占据主导地位。进入90年代转入渐进式的发展，各种新材料质量进一步提高，品种增多，应用技术相应改善，导致防水系统更加可靠，使用寿命大大延长。二、建筑防水材料的发展趋势1、建筑防水材料多样化在可以预见的将来，无论哪一种防水材料都不会独霸市场，一统天下，现有的一些种类的先进防水材料，如改性沥青防水卷材、高分子防水卷材、防水涂料、金属屋面、现场喷涂聚氨酯泡沫、膨润土制品、渗透结晶型涂料、沥青油毡瓦、混凝土瓦等在屋面、外墙、厕浴间、地下得到各自的应用。2、建筑防水仍以沥青基卷材为主氧化沥青油毡屋面和地下沥青油毡防水膜呈下降趋势。欧洲的氧化沥青屋面卷材仅占9%，美国所占比例不到20%。在地下防水系统中叠层防水系统所占份额也很小。改性沥青油毡在欧洲很多国家已上升为主导防水材料，在欧洲的屋面防水卷材中已占64%，美国新屋面中约占20%，在翻新屋面中约占25%。在地下工程中美国SBS改性沥青无胎自粘油毡占有突出的位置。在屋面上绝大多数使用的是SBB和APP改性沥青油毡，但TPO改性沥青油毡已经进入欧美市场。SBS与APP相比在综合性能上略胜一筹，应用多于APP。在胎体方面，主要使用聚酯毡和玻纤毡，尔后开发的聚酯-玻纤复合胎受到人们的青睐。聚酯毡在多项性能上优于玻纤毡，使用比例逐渐增多，但美法等国在多层改性沥青油毡屋面中大量使用玻纤毡，使用效果也很好。改性沥青油毡可单层和多层施工，多层施工更加稳定，单层施工时外加一层氧化沥青垫层会更加可靠。从安全角度考虑，适宜使用热空气焊接机接缝。从环保和功能看，改性沥青油毡也宜提倡机械固定法。3、高分子防水卷材已占有重要地位高分子屋面卷材是仅次于改性沥青卷材的屋面材料，在欧洲约占23%，在美国新建屋面中约占40%，在翻新屋面中约占34%，在日本新建屋面中约占27%，在修理屋面中约占45%。EPDM是大家公认的耐久性最高的防水材料，美国推行的配套齐全的EPDM屋面系统保证上乘的防水工程质量，自粘密封带便利接缝连接快速而可靠。PVC是目前各国均大量使用的一种屋面材料，增塑剂迁移问题已基本得到解决，但PVC生产、焊接、焚烧中释放出二恶英等有毒物质，对人体和环保有害，影响将来的使用。TPO是近期开发的功能比较全面的材料，无增塑剂，可重复使用，性能与EPDM相当，又可焊接，是PVC和EPDM的潜在强有力竞争对手。在地下防水卷材中目前使用丁基橡胶和PVC最多，因为防水和防潮性较好，但TPO在地下防水中也有取代PVC的潜在可能。4、防水涂料向聚合物基和渗透型方向发展传统的沥青防水涂料性能欠佳，在屋面上逐渐被改性沥青特别是聚合物防水涂料所取代，使用最多的是聚氨酯和丙烯酸防水涂料。在地下，渗透性防水涂料渗入混凝土内与水反应形成晶体，堵塞孔隙，达到抗渗目的，构思新颖，已在很大程度上取代了带金属氧化物的胶凝涂料，在地下防渗止漏中独领风骚。在日本的新建地下防水内、外墙中浸透性涂布占23.5%，在修理地下防水中占16.7%，均居首位。5、 密封材料向弹性密封膏过渡世界建筑密封材料的总趋势是用量持续增加，产品向高功能的弹性密封膏方向发展，而低档油性嵌缝膏用量已很少，中档密封膏将有适度的发展。弹性密封膏中硅酮、聚氨酯和改性硅酮密封膏最有发展前途，各有特点，目前欧美硅酮和聚氨酯用量最多，而改性硅酮日本用量最大，在欧美已得到认可，且在技术上有新的发展，聚硫密封膏呈持续下降的趋势。中档密封膏以丙烯酸密封膏为主，它对环境友好，适用于小型构件和自己动手（DIY）施工。6、绿色防水材料的发展绿色防水材料是对环境有利、对人体无害、有利于节能、可节约资源和（或）可再生利用并持久耐用的产品，在平屋面中宜首选EPDM和TPO防水卷材，其次是选用SBS、APP、TPO改性沥青防水卷材，施工方法以机械固定法和松铺压顶法为佳。在地下外防水中，宜首选改性沥青自粘非增强油毡，其次是TPO和丁基胶防水卷材；在外防内贴中膨润土制品具有独特功效；在内防水中渗透结晶型涂料宜视为最佳选择。最后值得指出，各种白色屋面（包括丙烯酸白色涂层）对于降低建筑能耗和减少城市热岛效应有着显著的作用。防水涂料要尽量减少VOC含量，严禁添加有毒物质，水性和反应型涂料优于溶剂型涂料。种植屋面、贮水屋面、光电屋面板引起人们的关注。四、建筑防水应用技术1、沥青基防水卷材的应用技术铺设层数 目前以双层居多，现在我国大多采用单层。铺设方法 多为全粘法、松铺法和机械固定法。最近出现的条铺法，是在油毡的底面撒砂或者最新的技术是条涂丙烯酸分散液，可释放空气压力，消除起泡的危险，