從專利角度看混凝土建筑防水專利發(fā)展

張一厚 張振 張一博

摘 要：本文從專利角度分析了現(xiàn)在混凝土建筑防水技術(shù)。

關(guān)鍵詞：混凝土；防水；專利

背景技術(shù)

為防止水對(duì)建筑物某些部位的滲透而從建筑材料上和構(gòu)造上所采取的措施。防水多使用在屋面、地下建筑、建筑物的地下部分和需防水的內(nèi)室和儲(chǔ)水構(gòu)筑物等。按其采取的措施和手段的不同，分為材料防水和構(gòu)造防水兩大類。材料防水是靠建筑材料阻斷水的通路，以達(dá)到防水的目的或增加抗?jié)B漏的能力，如卷材防水、涂膜防水、混凝土及水泥砂漿剛性防水以及粘土、灰土類防水等。構(gòu)造防水則是采取合適的構(gòu)造形式，阻斷水的通路，以達(dá)到防水的目的，如止水帶和空腔構(gòu)造等?，F(xiàn)有防水材料的種類為（1）水乳瀝青類（乳化瀝青、改性乳化瀝青、復(fù)合 改性乳化瀝青）從20世紀(jì)80年代中期開(kāi)始新建高速公路后，鋪裝多以乳化瀝青或熱融瀝青為粘結(jié)防水層，并輔 以密級(jí)配瀝青混凝土，以此構(gòu)成防水系統(tǒng)。（2）熱融瀝青類（熱融瀝青、熱融改性瀝青）熱融瀝青類與水乳瀝青類防水材料一樣，都是自 20世紀(jì)80年代開(kāi)始用于鋪裝。（3）封層類（稀漿封層）乳化瀝青稀漿封層技術(shù)是以級(jí)配碎石材料為集 料，以滿足相關(guān)技術(shù)要求的乳化瀝青材料為結(jié)合料，加 入適量的水、填料以及必要的外加劑，在專用稀漿封層 機(jī)行駛過(guò)程中按設(shè)計(jì)比例配制成具有一定技術(shù)性能的 稀漿混合料。（4）胎體類（卷材、幾布幾涂）對(duì)卷材類防水層而言，目前常用的卷材類防 水層基本都屬聚合物改性瀝青類，最常見(jiàn)的APP改性 瀝青防水卷材屬塑性體改性。（5）細(xì)質(zhì)瀝青混凝土類（瀝青瑪蹄脂、薄層瀝青 砂）近年來(lái)，部分地區(qū)使用瀝青砂、瀝青瑪蹄脂作防水 層，其上采用密級(jí)配瀝青混凝土，以此構(gòu)成鋪裝的 防水結(jié)構(gòu)體系，這種防水體系具有較好的防水效果。（6）水泥基或有機(jī)硅滲透結(jié)晶防水材料 水泥基或有機(jī)硅滲透結(jié)晶防水材料能利用混凝土 本身的成份發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物是一些不溶性纖維狀結(jié)晶物，遍布在混凝土的微裂縫和毛細(xì)管中，由于 它們具有極好的親水性，因此，只要混凝土潮濕有水 分，在混凝土澆注后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，這些滲透結(jié)晶材 料都可以沿著混凝土內(nèi)部的微裂縫和毛細(xì)管道向內(nèi)層 發(fā)展，使水泥生成枝蔓狀結(jié)晶體堵塞混凝土內(nèi)部的微 裂縫和毛細(xì)管道，從而達(dá)到防水的效果。（7）高分子塑性類（聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂）聚氨酯彈性防水涂料一般由雙組分組成，固化后 形成彈性橡膠狀防水層，其優(yōu)點(diǎn)是耐老化，防水性能好。[1]

1.從專利角度看混凝土建筑防水技術(shù)發(fā)展

（1）第一萌芽期（1998年以前）在世界混凝土防水技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，20世紀(jì)60年代末至90年代中期，主要的技術(shù)來(lái)源來(lái)自日本、美國(guó)和歐洲等國(guó)，雖然專利年申請(qǐng)量均不超過(guò)5項(xiàng)，但產(chǎn)生了一些具有影響力的核心專利，其中主要涉及對(duì)材料的改進(jìn)，例如三菱在成型工藝中添加瀝青顆?；蚱瑒┳鳛樵鰪?qiáng)材料以提高防水層的強(qiáng)度，杜邦在鋪設(shè)結(jié)構(gòu)中增設(shè)乙烯-丙烯（-共軛二烯）的共聚物，格雷斯在使用天然或合成橡膠的水溶性乳膠作為防水配方。（2）第二發(fā)展期（1998-2008年）相對(duì)于萌芽期，這一時(shí)期的申請(qǐng)人數(shù)量和專利年申請(qǐng)量均有增加，但申請(qǐng)人數(shù)量依然與專利申請(qǐng)量相當(dāng)。此時(shí)，歐洲國(guó)家已逐漸退出該技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)，取而代之的是中韓兩國(guó)的加入；日本依然是混凝土防水技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。研發(fā)的重點(diǎn)也朝著新結(jié)構(gòu)、新工藝等多方向發(fā)展。（3）第二發(fā)展期（2009年至今）2008年以后，由于材料領(lǐng)域準(zhǔn)入門檻較低，大量涉及防水材料改進(jìn)的技術(shù)專利申請(qǐng)?jiān)黾?，申?qǐng)人和申請(qǐng)量快速增長(zhǎng)。雖然這期間誕生了該領(lǐng)域的主要申請(qǐng)人，但是具有實(shí)際價(jià)值的核心專利卻很少。

2.混凝土建筑防水技術(shù)構(gòu)成分析

混凝土建筑防水不僅涉及提供防水的材料，還包括防水材料的鋪設(shè)與施工，在防水材料鋪設(shè)與施工中還會(huì)用到各種儀器和設(shè)備；防水材料有時(shí)候不能單獨(dú)起到防水的作用，還必須與其它層，例如保護(hù)層，協(xié)同發(fā)揮防水的功能。由此，將混凝土防水技術(shù)分為材料、工藝（包括施工以及使用中用到的裝置）和結(jié)構(gòu)三個(gè)分支。在技術(shù)需求最大的改善粘結(jié)性能和提高施工效率兩方面均可通過(guò)防水材料、結(jié)構(gòu)和施工工藝加以改進(jìn)。而提高強(qiáng)度、延長(zhǎng)使用壽命以及特殊功能也占有相當(dāng)大的比重。提高與環(huán)保相關(guān)的使用安全性主要受限于構(gòu)成防水結(jié)構(gòu)的材料。本領(lǐng)域申請(qǐng)人為提高防水層的強(qiáng)度、防水性能對(duì)材料本身的研究較多，當(dāng)材料本身的性能提高后，其必然會(huì)受到結(jié)構(gòu)的制約，另一方面，材料也會(huì)影響降低成本的要求，因此，防水結(jié)構(gòu)可能成為后期提高防水強(qiáng)度甚或降低成本的熱點(diǎn)。例如公開(kāi)號(hào)為CN101080536 A的專利涉及涉及一種為建筑物和板施加瀝青防水膜材料的方法，更特別涉及一種施加防水膜組合物的方法，所述的防水膜組合物適合作為防水材料，具有優(yōu)異的防水能力，使用木屑，因此防水膜組合物沒(méi)有被外力損壞，可以起防水材料作用。解決了雨水或者地下水滲透進(jìn)入建筑物板會(huì)降低水泥材料的粘合力，由于溫度變化導(dǎo)致水容量變化而引起孔隙和裂化，隨著時(shí)間的推移裂化擴(kuò)大，導(dǎo)致強(qiáng)度和形成建筑物的板壽命的降低的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明提供一種為建筑物和板施加瀝青防水膜材料的方法，所述方法包括如下步驟：從基底中除去異物，在基底上鋪設(shè)底涂層以得到光滑表面并固化得到的表面；在固化表面上均勻鋪設(shè)加熱型瀝青防水膜組合物并在180-200℃的溫度下間接加熱鋪設(shè)的組合物；在固化組合物以前，在組合物上施加木屑；在木屑上鋪設(shè)頂涂層（粘性涂底劑）以增加木屑與隨后要形成的鋪面層的粘著力，固化鋪設(shè)的頂涂層，然后在固化的頂涂層上鋪設(shè)瀝青或者混凝土鋪面材料。公開(kāi)號(hào)為CN1289796 A的專利涉及利用廢舊塑料（已有的高分子聚合物），在常溫、常壓下，經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過(guò)物理 摻混法改性處理后，制成建筑新材料一聚合物水泥防水外加劑。進(jìn)一步有效地提高 水泥建筑性能；本發(fā)明利用廢舊塑料（已有的高分子聚合物），并采用簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的物理?yè)交旆ǎ诔亍⒊合拢?jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過(guò)改性處理后，非常經(jīng)濟(jì)地制成具有先進(jìn)水平的、高性能的建筑新材料—聚合物 水泥防水外加劑，可廣泛用于屋面、墻面、隧道、地下室、水房、糧倉(cāng)、橋面、機(jī)場(chǎng)跑道、水壩、水池、化工車間等工程建筑，舊建筑開(kāi)裂、滲漏的修補(bǔ)以及管道、船面的涂敷，顯著提高水泥建筑物的性能，并 有利于根治白色污染，保護(hù)環(huán)境。實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)方案的第一步是要針對(duì)不同的塑料選好相應(yīng)的溶劑；溶劑的選擇和配制應(yīng)考慮溶解 力要強(qiáng)，對(duì)其他助劑有較好的分散性和相容性，還要考慮價(jià)格和毒性，一般都要采用混合溶劑。第二步是 選好改性劑；通用高分子材料的廢舊塑料都是非極性聚合物，無(wú)法與水泥產(chǎn)生有效的作用；物理?yè)交旆ㄊ?將廢舊塑料溶解于所選溶液中，再加入一定量的含有-OH基、-CL基、-C=0基等極性基團(tuán)的改性劑，這些改性劑和廢舊塑料的料液經(jīng)攪拌混合，其極性基團(tuán)纏繞于廢舊塑料的分子鏈上，以增加與水泥水化 物的粘結(jié)性；此外，還選一些極性溶劑做輔助溶劑，也具有相同的作用。此 外，還要解決制作工藝中的其他問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

[1] 張占軍 胡長(zhǎng)順.混凝土橋面防水應(yīng)用與研究綜述[J].第一屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論壇論文集新技術(shù)新材料與新設(shè)備卷，2012：557-563.

作者簡(jiǎn)介

1.張一厚 男 籍貫陜西 技術(shù)員 陜西建筑集團(tuán)總公司

2.張振 男 籍貫陜西 高級(jí)工程師 陜西航天建筑工程有限公司

第二作者所做貢獻(xiàn)等同第一作者

3.張一博 男 籍貫陜西 助理研究員國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利審查協(xié)作湖北中心 第三作者所做貢獻(xiàn)等同第一作者

（作者單位：1.陜西建筑集團(tuán)總公司；2.陜西航天建筑工程有限公司）