关于聚乙烯丙纶复合防水卷材的一些问题

关于聚乙烯丙纶复合防水卷材的一些问题聚乙烯丙纶复合防水卷材是以聚乙烯材料加入抗老化剂、稳定剂、助粘剂等与高强度新型丙纶涤纶长丝无纺布，经复合而成的防水卷材，属于土工膜类产品。常用产品的芯材厚度为0.5mm〜0.8mm。聚乙烯丙纶复合防水卷材一直是工程应用中具有较大争议的防水材料。｛见附件A的详细论述过去使用的过程｝主要原因有以下几点：1、厚度。作为一道卷材防水层，其厚度极为关键，没有足够的厚度，很难保障防水工程的合理耐用年限。所以，规范对各种卷材和防水涂料防水层的厚度都有明确的规定。GB50345-2004《屋面工程技术规范》和GB50207-2002《屋面工程质量验收规范》规定，用于I级防水的合成高分子卷材厚度不得小于1.5mm,II、In级防水等级使用厚度不得小1.2mm,GB50208—2002《地下防水工程质量验收规范》明确规定，合成高分子防水卷材用于I、II防水工程，单层使用要求厚度不低于1.5mm,双层使用厚度不低于1.2mm；用于n级防水，单层使用要求1.5mm厚，复合设防厚度不应于1.2mm。工程应用中，我们应当遵守这些规范。而目前常用的聚乙烯丙纶复合防水卷材的芯材厚度为0.5mm〜0.8mm,市场上还有大量0.3、0.4mm芯材厚度的，这是远远达不到规范的要求的。如果增加芯材厚度,则聚乙烯丙纶复合防水卷材会很硬没有柔性,无法施工。2、接缝。聚乙烯丙纶复合防水卷材的接缝采用聚合物水泥浆粘结,实际很多工程为节省成本将聚合物的掺量大大减少,甚至直接采用水泥浆粘结,接缝为刚性接缝，而聚乙烯丙纶复合防水卷材的后期收缩很大，按照GB18187.1—2006《高分子防水材料第一部分片材》标准的要求，其热收缩值为不大于4mm∕300mm,也就是说一幅20m长的卷材，标准规定的允许收缩值可以达到267mm；横向1m幅宽的卷材的收缩可以达到13mm,这么大的收缩量集中到接缝部位是很难保证接缝不被拉脱的。所以聚乙烯丙纶复合防水卷材接缝的防水可靠性很低,接缝引起渗漏的概率是很高的。3、按照标准要求,聚乙烯丙纶复合防水卷材应采用原生聚乙烯材料加工制作,不少企业为降低生厂成本,专门“选购”废旧再生塑料为原料,这种膜的耐久性极差，使用一二年即产生脆裂破坏，而在工程抽检中没有耐老化项目的抽检，很难对此进行甄别。4、在成型工艺上，很多企业的聚乙烯膜丙纶无纺布的复合不是一次成型而是二次加工，即热复合成型，这使得聚乙烯膜的耐老化寿命在加工过程中，就已受到严重损伤。二次成型工艺产品在住建部《建设事业“十一五”推广应用和限制禁止使用技术（第一批）的公告》中就已经被列入淘汰目录了，但在工程使用中由于很难甄别，仍有大量采用二次复合成型的卷材流入市场。5、完全达到材料标准要求的聚乙烯丙纶复合防水卷材，其使用寿命一般也在10年左右，不能满足本工程对防水材料使用寿命的要求。{有人认为聚乙烯丙纶防水卷材只做简单的防水要求是可以的见附件C}附件A：聚乙烯丙纶复合防水卷材应规范应用聚乙烯丙纶复合防水卷材仍属于土工膜产品聚乙烯丙纶复合防水卷材是聚乙烯土工膜产品之一，不属于新的防水品种，尽管其在设计上作了些创新，在聚乙烯膜的两面复合了丙纶无纺布。这和改性沥青防水卷材在一面复合砾岩片、细砂或聚乙烯膜、铝箱等不构成新类防水材料，仍然是改性沥青卷材属一个道理。那么，为什么要在聚乙烯膜（卷材）上复合丙纶无纺布呢？丙纶无纺布并不是防水层，它是卷材与卷材（基层）的媒体。就土工膜本身而言，并不需要这层媒体，皆因这类产品扩大使用领域时，出于降低厚度、解决接缝困难的需要，才有了设置这层“媒体”的措施。我们知道，聚乙烯土工膜是光面的，达到一定厚度的土工膜质地硬挺，不宜使用胶粘合。为了增加土工膜的柔性，使之能适应于屋面、地下等构造复杂的防水工程施工的需要，必须减薄膜的厚度。聚乙烯土工膜合缝，本应热焊接施工，但减薄后的土工膜（一般在0.5mm厚以下，不包括丙纶无纺布的厚度，下同），焊接时很容易熔穿，必然采用粘结的方式，也就是说，必须借助于“媒体”。在聚乙烯土工膜上复合丙纶无纺布，施工时以胶粘结丙纶无纺布，这样，丙纶无纺布就起一种“媒体”作用。聚乙烯土工膜应规范使用厚度与接缝是制约聚乙烯土工膜在建筑工程上应用的主要矛盾。作为一道卷材防水层，其厚度极为关键，没有足够的厚度，很难保障防水工程的合理耐用年限。所以，规范对各种卷材和防水涂料都规定了厚度，这是不必解释的。GB50207-2002《屋面工程质量验收规范》规定，用于I级防水的合成高分子卷材厚度不得小于1.5mm，II、In级防水等级使用厚度不得小1.2mm，GB50208-2002《地下防水工程质量验收规范》明确规定，合成高分子防水卷材用于I、II防水工程，单层使用要求厚度不低于1.5mm，双层使用厚度不低于1.2Inm；用于n级防水，单层使用要求1.5mm厚，复合设防厚度不应于1.2mm。工程应用中，我们应当遵守这些规范。那么，单层1.2~1.5mm厚的聚乙烯土工膜，能否焊接施工呢？回答是不能的。如果仍采用焊接施工，那么聚乙烯土工膜复合丙纶无纺布就没有意义了，而且还浪费资源。达不到规范要求的厚度，就不能视为一道防水层，除非修改规范的规定。设计和施工选用防水材料，必须以规范为准则。有人提出0.3mm厚的聚乙烯丙纶复合卷材防水使用效果可以与1.2mm厚三元乙丙橡胶卷材相当，这需要科学实验的依据，否则，三元乙丙卷材的厚度也可以减薄，其他卷材也都作减薄使用，后果将不堪设想。按6818173.1--2000的要求，此类卷材的厚度应该在0.5Inm以上。而目前相当多产品达不到0.5mm厚，显然不符合标准要求。不符合标准的材料不能用于建筑防水工程，这是简单的道理。近些年应用的聚乙烯土工膜复合丙纶的产品，其聚乙烯膜厚度不足0.3mm者比比皆是,在选用原料上，不少企业为降低生厂成本，专门“选购”废旧再生塑料为原料，这种膜耐久性极差；在成型工艺上，聚乙烯膜丙纶无纺布的复合不是一次成型而是二次加工，即热复合成型，这使得聚乙烯膜的耐老化寿命在加工过程中，就已受到严重损伤；卷材施工时，以水泥基材料作为胶料，这样的材质，这样的厚度，这样的粘结剂，如何能保证建筑的防水年限?聚乙烯土工膜应适其所用物有所长，各有其用。没有一种防水材料是万能的，聚乙烯土工膜亦不例外。应当扬其长，避其短，不可以己之短和其他材料之长抗衡。如三元乙丙橡胶卷材，用于屋面防水是其长，用于垃垃圾掩埋是其短，故不与土工膜争雄。土工膜的长处是强度大、幅面宽、价格低、刚性强，正好用于大面积的（数十万乃至百万平方米）垃圾填埋场或河湖沟渠（几百公里乃至上千公里）的防水，为什么总要与别人争夺“弹丸之地”的屋面呢？更何况厕浴间、阴阳角、水暖管多，防水施工很不好做，原应是涂料的天下，一般的防水卷材都应退避三舍，当然不是土工膜的用武之地。聚乙烯土工膜用于屋顶种植屋面的防水，是‘绝活”，它耐植物根穿刺，耐水，焊接接缝严密，幅面宽，接缝少，施工快。在大城市，设计屋顶绿化的建筑与日俱增，还有地下停车库，其上设计成小区绿地也很普遍，这正好是土工膜的“市场”.土工膜用于II、In级建筑时，为满足规范要求的厚度，可以采用0.5mm以上厚的土工膜叠层施工，使两层粘接成一体，粘结剂必须选用经检测符合国家标准要求的材料。地下工程防水也可以用土工膜，但必须满足地下工程规范要求的厚度。如果1.5mm厚不易施工，可采用两层叠合，但必须确保两层形成一体。城市地下铁道衬砌的防水，以及公路穿山隧洞的防水，是土工膜的长项，地下洞库、油库、粮仓的防水，使用土工膜亦很适宜。小于0.5mm厚的聚乙烯土工膜，可用于地面防潮，或者用于屋面的隔汽层。地下工程的底板防水采用涂料时，较薄的聚乙烯土工膜可作保护层。上人屋面，在防水层上铺砌块材（石材、砖）前用很薄的聚乙烯土工膜作隔离层非常好。倒置式屋面，保温层上需作镇压层，聚乙烯土工膜是最佳的隔离材料.而且对保温层起到保护作用。总之，聚乙烯土工膜由于具有强度大、耐老化好、价廉等特点，可以用在很多工程上，今后还会开发新的使用领域。附件B：聚乙烯丙纶防水卷材及应用聚乙烯丙纶防水卷材应用至今已有16年的时间。在这16年中对卷材的防水性能、产品质量及胶粘材料等问题众说纷纭，褒贬不一。尤其是在2000年以后，聚乙烯丙纶防水卷材以其设备投资少、生产工艺简单、产品价格低廉等特点，一时在国内大面积应用，得到市场青睐，给开发商节省了大量的工程成本，也给造假者填满了腰包。这种材料市场份额大，工程应用面广，带来的问题也相应多，国家2000年发布GB18173.1-2000《高分子防水卷材第一部分片材》标准与2004年3月18日建设部发布的《建设部推广应用和限制禁止使用技术》第218号令，其目的也是一目了然。就聚乙烯膜这种防水材料的防水性能来讲是无可厚非的，它良好的防水性能，卓越的延伸率和优异的耐腐蚀性在某些防水领域是一种不可替代的防水材料。在多年来防水工程的应用中，成功的应用占相当的数量，失败的也不胜枚举，而失败的因素也是多方面形成的。一、卷材质量与厚度的关系建设部2004年218号令规定聚乙烯丙纶防水卷材聚乙烯膜的厚度应在0.5mm以上，在此公告下发以前实际各地使用的聚乙烯丙纶防水卷材以300g/m2为多。300g/m2卷材聚乙烯膜的厚度实际不足0.3mm，这种厚度的卷材显然薄了一些，它的耐穿刺性能也相应薄弱。卷材的厚度对延伸率、抗拉强度、不透水性及耐穿刺等指标都有直接影响。究竟多厚为宜，GB50108-2001《地下工程防水技术规范》和GB50208-2002《地下防水工程验收质量规范》规定合成高分子防水卷材厚度为1.2或1.5mm以上。这些规定无疑对聚乙烯丙纶防水卷材的质量起到保证作用。但在实际施工应用中，1.2mm厚的聚乙烯膜柔韧性能不佳，厂家在生产这种卷材时，通用的原料是线性聚乙烯，而且《规范》对卷材生产过程的投料标准及产品柔韧性能没有具体要求，这种硬挺的卷材给施工带来了相当大的问题。首先，1.2mm以上厚度的卷材对凸凹不平的基面无法粘牢，尤其是对阴阳角、转角处及异型部位更难处理。有的单位提出热熔法，假如说对平面直缝可以热熔焊接，但对特殊部位的焊接却很难操作，这种材料不同于用火加热就可以施工的SBS改性沥青卷材。|考试|大|例如：北京某地下工程设计两遍聚乙烯丙纶防水卷材，每遍1.2mm厚，一遍未做完就漏得遍地是水，阴阳角部位都空鼓，转角处都漏水，所谓的聚合物粘接料在这么硬挺的材料面前显得无能为力。根据笔者多年来的施工经验曾建议施工方采用0.4〜0.5mm厚的卷材多做几遍，总厚度不低于设计要求，其效果是比较不错的。在实际施工过程中诸多的施工单位都遇到了相同的问题，就此而言，别说1.2mm厚度以上的卷材，即便厚度在0.5mm以下的卷材，漏水的原因绝大部分也是边角处理不好所至。这样厚度的聚乙烯丙纶防水卷材的柔韧性能在生产过程中是可以解决的，如使用乙烯-醋酸乙烯可以很好解决卷材存在的硬性问题，但由于成本较高，卷材的市面售价较低，因此谁也不愿意增加这种成本。笔者认为，在聚乙烯丙纶防水卷材的施工应用中，影响到防水施工质量的原因固然很多，但对边角和异型部位的处理则是重中之重，如果用市面上常规的1.2mm以上这种厚度的卷材去施工，使用聚乙烯醇类胶粘剂或聚合物类胶粘剂，对边角和异型部位的粘接谁也无能为力。因此，卷材的厚度固然重要，但因厚度的增加而带来的相应问题是绝对不能忽视的。二、一次成型和二次复合型聚乙烯和丙纶对光老化和热老化都特别敏感，对这种材料的使用，尤其屋面使用的产品应掺入一定量的抗氧剂，掺有抗氧剂的卷材在使用过程中也必须做砂浆保护层。砂浆保护层有两种作用，一是对成品直接形成保护，二是对光和热有一定的屏蔽作用。二次复合成型的聚乙烯丙纶防水卷材的聚乙烯膜需经过二次加热，无疑将会对卷材的使用寿命形成影响，GB178173、1FS2类（聚乙烯丙纶防水卷材属于这一类）规定，在80℃热空气老化168小时后断裂拉伸强度保持率为≥80%,胶断伸长率保持率为≥70%,可以证明热对它的影响，何况二次加热时所达到温度远远高于80℃。在218号公告下发前，市面上应用的聚乙烯防水卷材基本上都是二次加热复合产品，而且再生料的产品占多数，218号公告的下发无疑是对全国众多的二次复合成型生产企业的致命一击。因此，精明的设备厂家瞄准市场，不到一年的时间就由诸多的厂家生产出形形色色的一次成型的聚乙烯丙纶防水卷材生产设备，而且这种设备要比二次复合成型的设备更能利用再生料。众所周知，所谓的二次复合成型一般是先将乙烯原料加工成膜后再通过设备将乙烯膜和丙纶纤维布热合在一起，成为聚乙烯丙纶防水卷材成品。乙烯成膜的过程中多以吹膜为主，如使用再生料吹膜则要注意很多问题，再生料的来源特别杂，各种再生料的熔融指数差异过大，在成膜的过程中，往往形成破膜现象。因此，聚乙烯膜生产厂使用再生料生产时，也会尽量选用一些熔融指数相近的再生料。而一次成型挤出的机器设备则不用吹膜过程，原料经挤出机直接挤成片状和丙纶纤维布热合在一起，这种机器对再生料的利用更有独到之处，只要是能够熔化的再生料都可经加温一并挤出，完全可以忽略原料中多种不同熔融指数的问题，越厚越好加工。也就是说，全部用再生料采用一次成型挤出方式生产出的聚乙烯丙纶防水卷材，很容易达到GB18173.1-2000标准中的几项常规检测指标，这种“达标产品”经过包装，掺点色母料，热合两面丙纶纤维布，堂而皇之地走进市场，使标准显得苍白无力，公告显得无所作为。聚乙烯丙纶防水卷材在二次复合成型中的聚乙烯膜和丙纶纤维都需经受两次热空气老化的影响，一次成型的聚乙烯丙纶防水卷材中的聚乙烯膜可减少一次热老化影响，而丙纶纤维仍要受两次热老化影响。一次加热成型和二次加热成型究竟有多大差异？对产品的使用寿命究竟能影响到什么程度？定性而不定量操作起来也很困难。实际上对某一种防水材料的防水性能影响的因素很多，如果我们过分地强调一种影响因素而忽略了其他不利因素，其结果也未必能尽如人意。三、胶粘材料聚乙烯丙纶防水材料的应用伊始，它的粘接材料是107胶和水泥浆。107胶的生产是聚乙烯醇缩甲醛，因国家禁止使用，后改用801中性胶。但有个问题是专家学者没法通过的，这种刚性的粘接剂怎样能和卷材的延伸率相匹配，怎么能够适应基层的变形要求？于是生产厂家又推出多种粘贴材料，以便适应卷材的粘接要求。究竟哪种粘接材料更实用，《规范》没有具体规定。从聚乙烯丙纶防水材料的生产工艺上看，无论一次成型或二次复合都必须将丙纶纤维布热融在乙烯膜上，然后用胶粘剂涂刷在基层和丙纶纤维布上，丙纶纤维与丙纶纤维之间完成粘接，实质上这种粘接是由粘接剂渗透到丙纶的纤维孔隙中对纤维形成一种包裹。对聚乙烯膜的粘接技术无论国内外都是一直没有解决的难题，市场上所谓的聚乙烯膜的胶粘剂售价昂贵，质量究竟如何，也没法考证。假如用这种胶粘剂做聚乙烯丙纶的粘接材料，造价要比卷材的价格还要高，这种低价位的卷材就不能谈性价比了。目前市面上通用的胶粘剂基本上有两种，一种是聚乙烯醇胶配制的水泥胶粘剂，一种是掺有聚合物类的水泥胶粘剂，无论哪种胶粘剂，都应用了水泥自凝这一特点。聚乙烯醇胶配制的水泥胶粘剂，除自身刚性材料不适应变形要求外，对于屋面粘接也不适应。因屋面较干燥，过分干燥使胶粘剂中的水泥很难完成水化过程，往往使水泥过早粉化，这种粉化的水泥既没有粘接的性能，也没有强度，后果可想而知。掺有聚合物的水泥胶粘剂因在水泥中掺入聚合物乳液的成分使这种水泥胶粘剂的粘接能力提高，这种胶粘剂固结后呈弹性状态，能适应基层的轻微变形，对防止基层的开裂却不一定能胜任。聚合物水泥胶粘剂的弹性和延伸率取决于聚合物乳液和水泥的掺量，乳液的掺量越大，成品的延伸率越大，反之则小。但也相应带来了固化时间的问题，它的固化条件一是靠水泥吸收乳液中的水分发生水化反映固化，二是靠乳液中的水分蒸发，水分蒸发的速度受温度、大气湿度和通风环|考试|大|境影响较大。笔者曾用乳液和水泥1：2的聚灰比在20℃环境下做过卷材粘接实验，这种粘接剂的延伸率约在80%左右，结果48小时也不固化。其原因是乳液中的水分由于被聚乙烯膜封闭，不能被蒸发也就不能固化。聚合物水泥的胶粘剂要想固化快，必须加大水泥用量，主要靠水泥的水化反映加快固化速度。因此，这种胶粘剂的固化时间和抗变形能力始终是矛盾的。聚乙烯丙纶防水卷材表|考试|大|面加工粗糙，往往和基层的粘接强度要大于其他卷材。同时，又带来相应的问题，对极大的“零延伸”做如何解释，有人提出在卷材的接缝处加盖条，显然加盖条又增加了一道密封，有益无害。但理论上并不能说因此而解决了封缝胶的延伸率问题。也有人提出用聚醚型聚氨酯做封缝胶，或者在卷材上涂一层聚氨酯然后加盖条，以此来解决封缝胶的延伸率问题。笔者认为这种想法理论上通得过，但实际上根本行不通。首先，对这种卷材的胶粘剂谁也不会用高档的聚氨酯做底涂胶，通用的是聚乙烯醇类的水泥胶或聚合物类的水泥胶。在卷材的施工中通常都是将卷材下方的胶粘剂用刮板均匀刮开、刮平、赶出气泡，但却没法做到胶粘剂刚好刮到卷材的接缝边缘，而又不会在卷材的接缝中被挤出。当水泥性质的胶粘剂被挤出接缝以后，怎么清理，什么时候清理，不清理行不行，如何再用聚氨酯封缝或加盖条，这些都是问题。笔者认为，对这种卷材的粘接，无论使用聚乙烯醇胶配制的胶粘剂，还是使用聚合物水泥类的胶粘剂，无论加盖条与否，都应在接缝处涂刷一道高延伸率的聚合物水泥防水涂料涂层，厚度不得低于2mm,宽度约50mm.主要考虑当卷材粘贴过程中，即便缝中挤出少量的水泥类胶粘剂，从材料的相容性来讲也无所谓，况且这种涂料涂刷在卷材上面的接缝处并不影响它的结膜和固化时间。以此来弥补卷材封缝材料的不足之处，使其对基层的变形更有适应性。据有关资料介绍，在15年的时间里，聚乙烯丙纶防水卷材在工程中的应用已突破3000万m2,在中国建材市场争得一席之地。但无论从产品质量、施工技术、附属材料及设计应用各方面同样也暴露了很多问题。因此，市场应该进一步规范,技术应该尽快完善,设计应该尽量合理,是这种大众化的防水卷材,在中国的建筑防水市场发挥更好的作用。聚乙烯丙纶防水卷材为表面增强式结构，由线性低密度聚乙烯树脂加人抗老化剂、稳定剂、助粘剂与高强度丙纶长丝无纺布，采用热融直压复合工艺制成的复合型防水卷材。近年来，防水界对聚乙烯丙纶防水卷材的评价贬褒各执其词，厂家认为，该材料可以应用于建筑物的任何需要防水的工程部位，但推广这种理念却受到了设计部门、施工部门的有力抵制，笔者结合亲身实践，谈一下该材料的适用范围。.聚乙烯丙纶防水卷材适用范围由于聚乙烯薄膜表面热敷丙纶无纺布后，使卷材和水泥基材料具有很好的结合力，因此该材料应和刚性防水层配合使用。根据聚乙烯丙纶的特点，应该把它的适用范围定位于水泥类产品养护辅助品、防潮、简易屋面防水。水泥类产品的养护辅助品潮湿环境一般采用防水混凝土、防水砂浆、聚合物水泥做防水施工，在刚性防水层施工完毕立即粘合一层聚乙烯丙纶防水卷材，可以有效地防止刚性防水层中的水化水蒸发，防止渗水毛细管通道的形成，保证刚性防水层的养护效果，同时聚乙烯丙纶防水卷材也起到防潮和简易防水的功能。必须注意:1）聚乙烯丙纶用于立面时，如果表面还要粘贴无机面砖.必须采取防正面砖脱落的措施。2）聚乙烯丙纶表面还有其他防水层时，必须考虑防水材料之间的材性影响和施工影响。防潮双层刚性防水层中间，粘接一道聚乙烯丙纶，不仅可以阻止刚性防水层形成联通的毛细管通道，还可以起到防潮作用。例如:某地下