混凝土建筑防水技術(shù)綜述

張振 張一厚 張一博

摘 要：本文從專利技術(shù)角度分析了現(xiàn)在混凝土建筑防水技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：混凝土；防水；專利

背景技術(shù)

建筑防水是指為防止水對(duì)建筑某些部位的滲透從建筑材料上和構(gòu)造上所采取胡措施，防水多用在屋面/地下/橋面/路面等，按采取胡措施和手段不同，分為材料防水和構(gòu)造防水，材料防水是靠材料阻斷水的通路，如卷材防水、涂抹防水等，因此，從根本上切斷水的來源即做好防水處理是保證混凝土免遭破壞、延長(zhǎng)使用壽命、提高結(jié)構(gòu)的耐久性的有效措施。混凝土防水層主要作用是保護(hù)免受水的侵蝕并防止鋼筋生銹。防水層從使用環(huán)境條件、施工條件和荷載特點(diǎn)分析， 具有如下特點(diǎn)（1） 環(huán)境條件。防水層承受外界環(huán)境四季風(fēng)雨、酷熱嚴(yán)寒、干濕交替等氣候變化及腐蝕性介質(zhì)侵蝕。（2） 施工條件。防水層上瀝青混凝土鋪裝層施工時(shí)要進(jìn)行高溫 （130～140℃） 攤鋪、壓路機(jī)碾壓， 要求防水層具有耐高溫性能和對(duì)壓路機(jī)局部承壓抗硌破能力。（3） 荷載特點(diǎn)。當(dāng)防水層受到較大水平剪力時(shí)， 要求防水層具有較大抗剪性能； [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)展過程中，20世紀(jì)60年代末至90年代中期，主要的技術(shù)來源來自日本、美國和歐洲等國，雖然年申請(qǐng)量均不超過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粒或片劑作為增強(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（見圖1.63）。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)黾樱暾?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 混凝土防水技術(shù)構(gòu)成分析

混凝土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

公開號(hào)為CN1498297 A的涉及使如道路、停車場(chǎng)等鋪砌表面增強(qiáng)與防水的 方法，更特別涉及一種包括使用增強(qiáng)氈的方法。解決了現(xiàn)有鋪砌表面，例如道路、停車場(chǎng)等，一般是用瀝青鋪砌材料作為上 表層鋪筑而成的。經(jīng)過一段時(shí)間，鋪砌表面通常會(huì)因?yàn)榻煌ā囟鹊?周期變化以及其它環(huán)境原因而損壞。鋪砌表面中會(huì)出現(xiàn)裂縫，的技術(shù)問題。本發(fā)明的使 鋪砌表面增強(qiáng)與防水的方法得以實(shí)現(xiàn)。首先，將一層液化瀝青施用于 鋪砌表面上。然后，將增強(qiáng)氈施用在液化瀝青之上。增強(qiáng)氈包含一種 無紡氈，這種無紡氈由熔點(diǎn)高于約320°F（160℃）的纖維制成。此纖 維選自礦物纖維如玻璃纖維、聚合物纖維和其混合物。液化瀝青滲入 并浸漬增強(qiáng)氈以形成防水層。接著，將一層鋪砌材料施用于增強(qiáng)氈之 上。在本方法的另一個(gè)具體實(shí)施方案中，將一層液化瀝青施用于鋪砌 表面上。然后將增強(qiáng)氈施用于液化瀝青之上。增強(qiáng)氈包含一種無紡氈， 無紡氈由選自礦物纖維和礦物纖維與聚合物纖維的混合物的纖維制 成。液化瀝青滲入并浸漬增強(qiáng)氈以形成防水層。接著，將一層鋪砌材 料施用于增強(qiáng)氈之上。公開號(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)的物理摻混法，在常溫、常壓下， 經(jīng)有機(jī)混合溶劑溶解并經(jīng)過改性處理后，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、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，無法與水泥產(chǎn)生有效的作用；物理摻混法是 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

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

張一厚 男 籍貫陜西 技術(shù)員 陜西建筑集團(tuán)總公司 第二作者所做貢獻(xiàn)等同第一作者

張一博 男 籍貫陜西 助理研究員 國家知識(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

第二、三作者所做貢獻(xiàn)等同第一作者