運(yùn)維期建筑防水材料的選擇與性能研究

摘 要：建筑防水是保障建筑物結(jié)構(gòu)安全和使用壽命的關(guān)鍵因素之一。在建筑物的運(yùn)維期，建筑防水的施工難度、施工技術(shù)要求及材料的要求要遠(yuǎn)高于建設(shè)期。而防水材料的選擇尤為重要。本文旨在系統(tǒng)地對(duì)比建筑運(yùn)維期常用防水材料的物理性能、施工性能，探討其在不同環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用，并針對(duì)氣候條件、建筑結(jié)構(gòu)及使用壽命等因素提出選擇建議，幫助工程人員在實(shí)際項(xiàng)目中做出科學(xué)合理的決策。

關(guān)鍵詞：運(yùn)維期；防水材料；建筑工程防水

1 前言

建筑運(yùn)維期是指建筑物在完成竣工驗(yàn)收并投入使用后，為確保其能夠持續(xù)正常運(yùn)行、滿足使用功能需求、保障結(jié)構(gòu)安全和延長(zhǎng)使用壽命，而進(jìn)行的一系列維護(hù)、保養(yǎng)、修繕以及功能提升等活動(dòng)的階段。在這一階段，建筑物已經(jīng)處于實(shí)際使用狀態(tài)，與建設(shè)期和其他時(shí)期相比，對(duì)建筑防水材料的選擇有著獨(dú)特的要求。隨著新建速度逐步放緩，已建建筑的運(yùn)行維護(hù)、升級(jí)改造將成為未來建筑行業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，建筑行業(yè)的發(fā)展已由建設(shè)期全面轉(zhuǎn)入了運(yùn)維期。本文將對(duì)運(yùn)維期常用防水材料的性能進(jìn)行對(duì)比分析，并結(jié)合不同環(huán)境下的實(shí)際應(yīng)用，提供科學(xué)的選擇建議，旨在幫助工程人員優(yōu)化決策，制定更為可行、高效的施工方案，提升建筑防水的施工質(zhì)量及防水效果。

2運(yùn)維期建筑防水材料的性能對(duì)比

2.1常用防水材料概述

目前，國內(nèi)常用的建筑防水材料主要包括防水涂料、防水卷材和防水密封材料。防水涂料是一種能夠形成連續(xù)防水膜的液態(tài)材料，常見的有聚氨酯防水涂料、丙烯酸防水涂料和水泥基滲透結(jié)晶防水涂料。這些涂料具有施工便捷、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，特別適用于復(fù)雜基層和異形部位的防水處理。防水密封材料主要用于建筑接縫和細(xì)部節(jié)點(diǎn)的防水處理，常見的有聚氨酯密封膠、硅酮密封膠和丁基膠帶。這些材料具有良好的彈性和粘結(jié)性，能夠有效應(yīng)對(duì)建筑物的變形和伸縮，確保接縫不滲水。通過選擇合適的防水材料，結(jié)合科學(xué)的施工工藝和維護(hù)管理，能夠顯著提升建筑物的防水性能和使用壽命，降低后期維護(hù)成本。

2.2運(yùn)維期與其他時(shí)期材料選擇差異及應(yīng)對(duì)策略

相較于建設(shè)期，運(yùn)維期在建筑防水材料的選擇上存在顯著差異。建設(shè)期更側(cè)重材料初次施工的便捷性、成本把控和與新建建筑結(jié)構(gòu)的適配程度，而運(yùn)維期則聚焦于材料的長(zhǎng)期性能穩(wěn)定性、對(duì)既有建筑復(fù)雜狀況的適應(yīng)能力以及便于維護(hù)修繕的特性。比如，運(yùn)維期建筑長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境，PVC、TPO等合成高分子卷材，憑借出色的抗紫外線性能，能在長(zhǎng)時(shí)間光照下保持良好物理性能，有效延長(zhǎng)防水系統(tǒng)使用壽命。聚氨酯防水涂料因具備良好的柔韌性和粘結(jié)力，可緊密貼合既有建筑不平整基層，適應(yīng)結(jié)構(gòu)的細(xì)微變化。為滿足運(yùn)維期這些特殊要求，在選擇材料時(shí)，需全面檢查既有建筑的結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、使用環(huán)境、過往防水措施效果等。優(yōu)先選用經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證、口碑良好的材料，同時(shí)加強(qiáng)施工團(tuán)隊(duì)的專業(yè)培訓(xùn)，使其熟練掌握運(yùn)維期防水施工技巧，從而確保防水工程質(zhì)量，充分發(fā)揮防水材料性能優(yōu)勢(shì)，保障建筑防水效果的長(zhǎng)效性。

2.3防水材料的物理性能對(duì)比

防水材料的物理性能對(duì)整體結(jié)構(gòu)的耐久性和可靠性有著不可小覷的作用。常用的防水材料包括瀝青類、聚氨酯類、聚合物水泥基類和合成高分子卷材等，它們?cè)谖锢硇阅苌细饔袃?yōu)劣。瀝青類防水材料具有較好的粘結(jié)性能和耐水性，拉伸強(qiáng)度通常在2-3 MPa，延伸率可達(dá)150%～200%，但其耐老化性能較差，易受紫外線和溫度變化的影響。合成高分子卷材，如PVC和TPO，因其優(yōu)異的抗紫外線和耐化學(xué)腐蝕性能而廣泛應(yīng)用，PVC卷材的拉伸強(qiáng)度一般為10-15 MPa，延伸率在200%～300%之間，而TPO卷材的拉伸強(qiáng)度為8-12 MPa，延伸率在250%～300%之間。

2.4防水材料的施工性能對(duì)比

在防水材料的選擇過程中，施工性能是一個(gè)關(guān)鍵考量因素，不同材料的施工性能直接影響工程的效率和質(zhì)量。以常用的幾種防水材料為例，聚氨酯防水涂料、SBS改性瀝青卷材和PVC防水卷材各有優(yōu)劣。聚氨酯防水涂料因其良好的延展性和粘結(jié)性，適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)和細(xì)部處理，其施工溫度范圍較寬，在-5℃至35℃之間均可施工。PVC防水卷材則以其優(yōu)越的抗拉強(qiáng)度和耐化學(xué)腐蝕性能廣受青睞，其施工方法多為冷粘法或機(jī)械固定法，施工速度較快，每小時(shí)可鋪設(shè)40平方米至50平方米。然而，PVC卷材對(duì)基層處理要求嚴(yán)格，基層必須平整、干燥，否則易出現(xiàn)翹邊、起鼓等問題。綜合比較，各類防水材料的施工性能差異顯著，應(yīng)根據(jù)具體工程條件選擇最適合的材料，以確保施工效率和防水效果達(dá)到最佳。

3不同環(huán)境下防水材料的實(shí)際應(yīng)用

3.1屋面防水應(yīng)用

在高溫、高濕和高鹽的極端環(huán)境下，屋面防水材料的選擇至關(guān)重要，需要綜合考慮各種材料的性能特點(diǎn)和適用性。在高溫環(huán)境下，SBS改性瀝青防水卷材因其優(yōu)異的耐熱性而成為首選，能夠承受高達(dá)100攝氏度的溫度而不發(fā)生質(zhì)變。然而，與PVC和EPDM等高分子材料相比，SBS改性瀝青卷材在高濕環(huán)境下的吸水性較強(qiáng)，這可能會(huì)影響其耐久性。PVC和EPDM材料雖然在耐熱性上略遜一籌，但它們具有更好的耐水性和低吸水率，這在高濕條件下尤為重要。在高濕環(huán)境中，PVC和EPDM因其良好的耐水性和低吸水率，能夠有效防止水分滲透，保持屋面干燥。與SBS改性瀝青相比，這些高分子材料在高濕條件下的性能更為穩(wěn)定。在選擇屋面防水材料時(shí)，需要根據(jù)具體的環(huán)境條件和項(xiàng)目需求進(jìn)行綜合評(píng)估和對(duì)比，以確保選擇最適合的防水解決方案。同時(shí)，施工技術(shù)和后期維護(hù)也是確保防水效果的重要因素。

3.2地下建筑防水應(yīng)用

在地下建筑的防水應(yīng)用中，常用的地下防水材料包括聚合物水泥基防水涂料、PVC防水卷材和SBS改性瀝青卷材。此外，其施工便捷，可直接涂刷在濕潤基面上，適合地下室、地鐵和隧道等工程。PVC防水卷材因其優(yōu)異的物理性能在地下建筑中廣泛應(yīng)用。其拉伸強(qiáng)度高達(dá)16 MPa，延伸率超過300%，能有效抵抗地下結(jié)構(gòu)的沉降和變形。施工時(shí)通常采用機(jī)械固定法或滿粘法，每小時(shí)可鋪設(shè)40平方米至50平方米，且施工后無需等待固化時(shí)間，即可進(jìn)行下一步施工，顯著提高了施工效率。SBS改性瀝青卷材在地下建筑防水中也表現(xiàn)出色，特別是在寒冷地區(qū)。其低溫柔性可達(dá)-25℃，高溫穩(wěn)定性可達(dá)100℃，能夠在極端溫度條件下保持良好的性能。施工采用熱熔法，卷材與基層的粘結(jié)強(qiáng)度高，適合地下停車場(chǎng)和人防工程等需要高可靠性的防水應(yīng)用。根據(jù)不同環(huán)境和工程需求選擇合適的防水材料，不僅能確保地下建筑的防水效果，還能提高施工效率和安全性。

3.3特殊環(huán)境防水應(yīng)用

在特殊環(huán)境下，防水材料的選擇和應(yīng)用要求更加嚴(yán)格，必須考慮環(huán)境的極端性和特殊需求。在鹽堿地或化工廠區(qū)等腐蝕性環(huán)境中，PVC防水卷材以其優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性能脫穎而出，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，其在濃度為10%的硫酸和氫氧化鈉溶液中浸泡30天后，物理性能無顯著變化。對(duì)于地下工程，如地鐵和隧道建設(shè)，耐水壓性能至關(guān)重要。HDPE防水板因其高達(dá)20 MPa的抗水壓能力，成為首選材料，特別適用于深基坑和高水壓地區(qū)的防水。同時(shí)，在核電站和軍事設(shè)施等高安全級(jí)別建筑中，要求防水材料具有超長(zhǎng)的使用壽命和極高的穩(wěn)定性，EVA防水板以其長(zhǎng)達(dá)50年的使用壽命和優(yōu)異的抗輻射性能被廣泛采用。數(shù)據(jù)表明，EVA防水板在200kGy輻射劑量下仍保持良好的防水性能，適用于核廢料儲(chǔ)存庫和高輻射環(huán)境下的建筑防水工程。

4運(yùn)維期防水材料選擇建議

4.1根據(jù)氣候條件選擇防水材料

不同氣候條件對(duì)防水材料的性能要求各異，合理選擇適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂虻姆浪牧夏軌蝻@著提升建筑物的防水效果和耐久性。在寒冷地區(qū)，冬季氣溫常低至-30℃以下，因此需要選擇低溫柔韌性好的材料，例如SBS改性瀝青卷材，它在低溫環(huán)境下仍能保持良好的彈性和粘結(jié)性，避免因低溫脆化導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象。此外，聚氨酯防水涂料在寒冷氣候下表現(xiàn)出色，其固化過程不受低溫影響，確保施工質(zhì)量。在高溫炎熱的地區(qū)，如熱帶和亞熱帶地區(qū)，防水材料須具備優(yōu)異的耐高溫和抗紫外線性能。硅膠防水涂料和APP改性瀝青卷材在高溫環(huán)境中表現(xiàn)突出，前者能在高達(dá)250℃的環(huán)境下維持穩(wěn)定性能，而后者則在熱老化試驗(yàn)中展現(xiàn)出色，耐高溫可達(dá)120℃，適合應(yīng)用于高溫環(huán)境下的建筑防水工程。在多雨潮濕的地區(qū)，防水材料的抗水性能尤為關(guān)鍵。PVC和TPO防水卷材因其優(yōu)越的防水性能和抗霉菌能力，被廣泛應(yīng)用于熱帶雨林氣候和沿海地區(qū)。這些材料不僅具有良好的防水性，還能抵抗潮濕環(huán)境中的霉菌生長(zhǎng)，保證建筑物的長(zhǎng)期防水效果。綜上所述，選擇適宜的防水材料需充分考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，以確保防水系統(tǒng)在各種氣候環(huán)境中都能發(fā)揮最佳性能，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命并降低維護(hù)成本。

4.2根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)選擇防水材料

在運(yùn)維期選擇防水材料時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和需求是關(guān)鍵考慮因素。對(duì)于平屋頂建筑，推薦使用聚氨酯防水涂料，其優(yōu)異的延展性和粘結(jié)性適合于平整的大面積施工。聚氨酯防水涂料的拉伸強(qiáng)度可達(dá)到2.5 MPa，延伸率超過450%，確保了材料在屋面熱脹冷縮情況下不易開裂。對(duì)于地下建筑，如地下室和地下停車場(chǎng)，SBS改性瀝青卷材是理想選擇。其優(yōu)越的耐水壓性能和耐低溫性能使其在地下環(huán)境中表現(xiàn)出色。實(shí)驗(yàn)表明，SBS改性瀝青卷材在-20℃環(huán)境下保持柔韌性，并在0.3 MPa水壓下無滲漏，保證了地下結(jié)構(gòu)的防水效果。對(duì)于高層建筑外墻，推薦使用PVC防水卷材。其高抗拉強(qiáng)度和優(yōu)異的耐候性能使其適用于外墻防水。PVC防水卷材的抗拉強(qiáng)度高達(dá)16 MPa，能夠有效抵抗風(fēng)壓和熱脹冷縮導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)變形。此外，PVC卷材的耐老化性能優(yōu)異，在紫外線照射下使用壽命可達(dá)20年以上，確保高層建筑外墻的長(zhǎng)期防水效果。在橋梁和隧道等復(fù)雜結(jié)構(gòu)中，EVA防水板因其優(yōu)異的彈性和抗化學(xué)腐蝕性能被廣泛采用。EVA防水板在高達(dá)200 kN/m的拉伸強(qiáng)度和耐酸堿性能測(cè)試中表現(xiàn)出色，適用于需要高強(qiáng)度和耐久性的工程環(huán)境。綜合來看，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)選擇適宜的防水材料，不僅能提高施工效率，還能大幅延長(zhǎng)建筑物的使用壽命和維護(hù)周期。

4.3根據(jù)使用壽命和維護(hù)成本選擇防水材料

不同防水材料的使用壽命和維護(hù)需求直接影響建筑物的長(zhǎng)期運(yùn)營成本。以聚氨酯防水涂料為例，其通常具有10～15年的使用壽命，并且因其良好的自愈合能力，維護(hù)成本相對(duì)較低。研究數(shù)據(jù)顯示，在標(biāo)準(zhǔn)條件下，聚氨酯涂料的年均維護(hù)費(fèi)用約為每平方米2-3元。然而，由于其較高的初始施工成本（每平方米約為80-100元），在大面積應(yīng)用中需要綜合評(píng)估經(jīng)濟(jì)性。SBS改性瀝青卷材的使用壽命一般為15～20年，維護(hù)費(fèi)用也較為合理。其年均維護(hù)費(fèi)用約為每平方米1.5-2元，初始施工成本約為每平方米50-70元。SBS卷材的耐候性和耐久性使其成為性價(jià)比較高的選擇，尤其適用于需要較長(zhǎng)使用壽命的建筑項(xiàng)目。相比之下，PVC防水卷材的使用壽命可達(dá)25～30年，是常用防水材料中較為長(zhǎng)壽的一種。其初始施工成本約為每平方米70-90元，但由于其極高的耐化學(xué)腐蝕性和抗紫外線能力，年均維護(hù)費(fèi)用僅為每平方米1元左右。因此，雖然PVC卷材初始投入較高，但從長(zhǎng)期維護(hù)成本和使用壽命來看，它在高腐蝕環(huán)境和長(zhǎng)期項(xiàng)目中更具經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。綜合考慮使用壽命和維護(hù)成本，選擇適宜的防水材料需根據(jù)具體項(xiàng)目需求和環(huán)境條件進(jìn)行權(quán)衡。對(duì)于短期項(xiàng)目或預(yù)算有限的工程，可以選擇聚氨酯涂料或SBS卷材；而對(duì)于需要長(zhǎng)壽命和低維護(hù)的項(xiàng)目，如工業(yè)設(shè)施和公共建筑，PVC防水卷材則是更為理想的選擇。

5結(jié)論

在巨大的市場(chǎng)容量和最為嚴(yán)格的防水規(guī)范的加持下，對(duì)我國防水工程質(zhì)量提出了更高的要求，同時(shí)也伴隨著機(jī)遇和挑戰(zhàn)。只有不斷提升建筑行業(yè)材料質(zhì)量和施工工藝，加強(qiáng)高技能、高素質(zhì)防水施工管理和技術(shù)人員培養(yǎng)，加大防水高效環(huán)保材料的研究力度，促使自身不斷轉(zhuǎn)型升級(jí)，才能抓住新一輪發(fā)展機(jī)遇，在建筑行業(yè)不斷的發(fā)展、變革、競(jìng)爭(zhēng)中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：柴曉偉（1982-）男，漢族，甘肅酒泉人，碩士，工程師，研究方向：建筑智能檢測(cè)與修繕。