SP工法在防水工程中的研究應用（一）
發布時間：2010-01-14 共1頁
摘要： SP工法是一種建筑物防水構造層次的復合工法，它是指用SBS單組份橡膠防水涂料1~2厚+氯化聚乙烯——橡膠共混卷材1.0~1.5厚作為一個防水層粘結復合整體，用于屋面、地下室等防水工程的一種施工新工法。這種方法的關鍵點在于用SBS涂料作為防水層、卷材和基面粘結層、密封層，使涂料和卷材密封粘結在一起共同工作，充分發揮了涂料和卷材防水材料的優點、擯棄了兩者的弱點，從而使該復合防水層成為最有效的防水層。
關鍵詞： 防水工程 建筑防水
一、前言
（一）研究背景
隨著建筑防水工程技術的發展，越來越多的人們開始接受并使用新型的防水材料，而對于屋面、地下室等部位來說，防水設計和使用的決策者們往往碰到一個長久爭論、至今懸而未決、面臨兩難選擇的問題，就是到底是選用卷材好還是涂料好？特別是遇到多雨潮濕的南方，選用涂料派似乎占了上風。然而，防水涂料和卷材卻是各有千秋。涂料的優點是粘結和防水二合為一，能適應各類復雜的施工基面，能與基面緊密結合，不會出現“一點漏全部漏”的局面，但是它的缺點也是很明顯的，即厚薄不均、容易偷工減料，使質量難以保證，另外，它與基面粘結得太牢固反而會出現“零變位現象”（后面詳述）——即基面的開裂把它拉裂。而選用的卷材如果是改性瀝青類的，則其延伸率、抗拉強度等力學指標往往難盡如人意，并且容易老化、耐久性差；如果選用合成高分子卷材，則這類卷材的優點是抗拉強度高（大于7Mpa）、延伸率好（大于450%）、耐老化性能好、厚度一致，缺點是搭接口多，用普通丁基類粘膠劑只可以粘住卷材于基面上，但由于膠粘劑厚度不足和揮發性強、固含量低，造成卷材與基面、卷材與卷材之間只可以粘結卻不可以密封；此外，丁基類膠粘劑長期泡水后粘結強度降低達30%以上，故無法保證防水效果。為此，人們開始考慮，合成高分子卷材的缺點，恰恰是合成高分子涂料的優點，反之亦然，那么能否把它們結合起來，使之優勢互補呢？為了解決這個問題，本公司經過多年反復多次研究實踐，研制了LB-SP工法來解決了這個問題。
（二）復合防水層概念的起源
事實上，“復合防水層”這個概念并非我公司首創，多年以前，國際上很多防水工程技術專家就已經意識到這個問題并開始研究、實踐。他們認為，所謂的“復合防水層”概念應該是這樣的：有二~三個不同功能層次組成一個整體的防水構造層，是基于所謂的“漸變緩沖理論”基礎上的。下面以三層為例展開具體的闡述說明：第一層選擇柔性高的耐高低溫的高聚物，其性能特點是高柔軟度、低變形強度、高延伸率，功能是緩沖基面變形及所造成的應力而產生開裂，避免應力作用下高分子材料的老化加速，對基層有大于自身抗拉變形力的粘結力；第二層選擇具有一定韌性的網狀結構的高聚物，其性能特點和功能作用是：緩沖第一層的變形，增強第一層的強度，力學性能特點是介于底層和上層之間；第三層的性能特點和功能作用是：高強度、耐老化、有一定的彈性、硬度大，起保護作用，并且該層必須是厚薄均勻的卷材。上述第一層如果選用延伸率小、粘結力大于300%定伸抗拉變形強度的材料，當基層產生開裂時，開裂應力將傳不到開裂處的周邊而集中在開裂部位，因此即使是很小的開裂也會造成防水底層的被拉斷——這就是“零變位原理”。如果能將防水底層集中的開裂應力分散開去，就可以消除防水層受到破壞的因素，從而構成優良的防水層。再有，組成防水底層的材料厚度，應該在0.8~1.5mm，如果太薄則達不到抗裂作用，相反太厚也不見得能提高多少抗裂能力。
在通常情況下，專家們認為為了簡化及經濟原因起見，可以略去中間的第二層次，只保留底層和上層也可以達到上述漸變緩沖的目的，后來的許多研究實踐也基本都是只有二層的。
真正的“復合防水層”應該符合下列條件：不同層次之間無界面、共同協調工作。不同層次的材料最好是同質、同材，至少是相融合，能夠聯合成為一個整體防水層，共同變形，在形式上不是1+1=2，而是1+1=1，但是在功能特點和技術指標上卻要求1+1>2。這聽起來好象很簡單，但是事實上卻是建筑防水界一個世界性的前沿技術難題。
（三）復合防水層的探索過程
幾十年來屋面、地下室等防水工程屢屢出現問題，究其原因，關鍵在于材質、材性不過關，二是對基層的零變位適應性差。即使在伸長時防水層的材性對零變位過了關，但是如果把它暴露在自然環境下，材料在應力作用下也必定加速老化而產生針孔，最后也必然破裂、漏水。為攻克此難關，國內外一般采取下列辦法：加輔助層、加附加空鋪層、卷材點粘法、采用帶孔卷材等手段，但是效果不佳，仍然未能克服漏水問題。
在二十世紀九十年代初，英國富斯樂公司開始研究并推出了二層復合的自粘型防水卷材，該種疊層材料的第一層是軟性、塑性不硫化的、可以自粘的，第二層是強度大的保護層，很快就在國際上得到比較廣泛的推廣和應用，但是在實踐中人們發現，由于現場的多變性，使自粘卷材與基層的粘合整體受到挑戰，廣州地鐵一號線最先選用該產品，卻由于它與基層粘合不佳的原因而被地鐵棄用；在幾乎是同時期，日本在國際著名的防水專家小池迪夫先生的帶領下，也研究開發并應用了一種復合工法，即是用水泥基EVA乳液涂料（聚醋酸乙烯酯乳液水泥基涂料）+EVA卷材作為整體防水層（筆者在1997年有幸在日本參觀了該防水層試驗過程并和小池迪夫先生就此論題進行討論和交換了雙方意見）；此外，包括美國、德國等國家也紛紛推出了復合的疊層防水材料，由此可見復合的疊層防水材料是世界防水材料發展的方向，其主要功能是有效解決零變位、卷材防水有效性和涂料防水缺陷等問題。但是，目前世界上復合疊層防水材料基本上是采用改性瀝青為基材，其耐老化性、耐久性不能滿足現代建筑物的要求。
我公司也在幾年前就開始了復合防水層的實踐和研究。首先我們采用聚合物水泥基復合防水涂料（以下簡稱JS涂料）+合成高分子防水卷材（如三元乙丙、橡塑共混卷材等）的方式，結果發現由于JS涂料是一種水泥基類的涂料，它根本無法和任何合成高分子類的卷材再進行融合，最后還是變成兩層防水層，達不到“復合防水層”的要求。接著我們采用聚氨酯防水涂料（以下簡稱PU涂料）+合成高分子防水卷材（同樣是三元乙丙、橡塑共混卷材等）的方式，結果發現由于PU涂料是一種雙組分的反應固化型涂料，其固化成膜時間非常短，根本來不及粘貼卷材，只好在PU涂料的面上再涂一層氯丁類粘結膠水來進行卷材的鋪貼，可是由于該種膠水會使PU涂料溶化，使卷材起鼓、不粘貼，同樣達不到“復合防水層”的要求，還是二層防水。此外，我們還準備研究采用丙烯酸酯涂料+同質卷材的方式，但是由于找不到該類卷材而擱淺。
最后，我們才在多次反復研究實驗中發現了LB-SP工法。以下就做詳細的闡述。
（巖土（）
關鍵詞： 防水工程 建筑防水
一、前言
（一）研究背景
隨著建筑防水工程技術的發展，越來越多的人們開始接受并使用新型的防水材料，而對于屋面、地下室等部位來說，防水設計和使用的決策者們往往碰到一個長久爭論、至今懸而未決、面臨兩難選擇的問題，就是到底是選用卷材好還是涂料好？特別是遇到多雨潮濕的南方，選用涂料派似乎占了上風。然而，防水涂料和卷材卻是各有千秋。涂料的優點是粘結和防水二合為一，能適應各類復雜的施工基面，能與基面緊密結合，不會出現“一點漏全部漏”的局面，但是它的缺點也是很明顯的，即厚薄不均、容易偷工減料，使質量難以保證，另外，它與基面粘結得太牢固反而會出現“零變位現象”（后面詳述）——即基面的開裂把它拉裂。而選用的卷材如果是改性瀝青類的，則其延伸率、抗拉強度等力學指標往往難盡如人意，并且容易老化、耐久性差；如果選用合成高分子卷材，則這類卷材的優點是抗拉強度高（大于7Mpa）、延伸率好（大于450%）、耐老化性能好、厚度一致，缺點是搭接口多，用普通丁基類粘膠劑只可以粘住卷材于基面上，但由于膠粘劑厚度不足和揮發性強、固含量低，造成卷材與基面、卷材與卷材之間只可以粘結卻不可以密封；此外，丁基類膠粘劑長期泡水后粘結強度降低達30%以上，故無法保證防水效果。為此，人們開始考慮，合成高分子卷材的缺點，恰恰是合成高分子涂料的優點，反之亦然，那么能否把它們結合起來，使之優勢互補呢？為了解決這個問題，本公司經過多年反復多次研究實踐，研制了LB-SP工法來解決了這個問題。
（二）復合防水層概念的起源
事實上，“復合防水層”這個概念并非我公司首創，多年以前，國際上很多防水工程技術專家就已經意識到這個問題并開始研究、實踐。他們認為，所謂的“復合防水層”概念應該是這樣的：有二~三個不同功能層次組成一個整體的防水構造層，是基于所謂的“漸變緩沖理論”基礎上的。下面以三層為例展開具體的闡述說明：第一層選擇柔性高的耐高低溫的高聚物，其性能特點是高柔軟度、低變形強度、高延伸率，功能是緩沖基面變形及所造成的應力而產生開裂，避免應力作用下高分子材料的老化加速，對基層有大于自身抗拉變形力的粘結力；第二層選擇具有一定韌性的網狀結構的高聚物，其性能特點和功能作用是：緩沖第一層的變形，增強第一層的強度，力學性能特點是介于底層和上層之間；第三層的性能特點和功能作用是：高強度、耐老化、有一定的彈性、硬度大，起保護作用，并且該層必須是厚薄均勻的卷材。上述第一層如果選用延伸率小、粘結力大于300%定伸抗拉變形強度的材料，當基層產生開裂時，開裂應力將傳不到開裂處的周邊而集中在開裂部位，因此即使是很小的開裂也會造成防水底層的被拉斷——這就是“零變位原理”。如果能將防水底層集中的開裂應力分散開去，就可以消除防水層受到破壞的因素，從而構成優良的防水層。再有，組成防水底層的材料厚度，應該在0.8~1.5mm，如果太薄則達不到抗裂作用，相反太厚也不見得能提高多少抗裂能力。
在通常情況下，專家們認為為了簡化及經濟原因起見，可以略去中間的第二層次，只保留底層和上層也可以達到上述漸變緩沖的目的，后來的許多研究實踐也基本都是只有二層的。
真正的“復合防水層”應該符合下列條件：不同層次之間無界面、共同協調工作。不同層次的材料最好是同質、同材，至少是相融合，能夠聯合成為一個整體防水層，共同變形，在形式上不是1+1=2，而是1+1=1，但是在功能特點和技術指標上卻要求1+1>2。這聽起來好象很簡單，但是事實上卻是建筑防水界一個世界性的前沿技術難題。
（三）復合防水層的探索過程
幾十年來屋面、地下室等防水工程屢屢出現問題，究其原因，關鍵在于材質、材性不過關，二是對基層的零變位適應性差。即使在伸長時防水層的材性對零變位過了關，但是如果把它暴露在自然環境下，材料在應力作用下也必定加速老化而產生針孔，最后也必然破裂、漏水。為攻克此難關，國內外一般采取下列辦法：加輔助層、加附加空鋪層、卷材點粘法、采用帶孔卷材等手段，但是效果不佳，仍然未能克服漏水問題。
在二十世紀九十年代初，英國富斯樂公司開始研究并推出了二層復合的自粘型防水卷材，該種疊層材料的第一層是軟性、塑性不硫化的、可以自粘的，第二層是強度大的保護層，很快就在國際上得到比較廣泛的推廣和應用，但是在實踐中人們發現，由于現場的多變性，使自粘卷材與基層的粘合整體受到挑戰，廣州地鐵一號線最先選用該產品，卻由于它與基層粘合不佳的原因而被地鐵棄用；在幾乎是同時期，日本在國際著名的防水專家小池迪夫先生的帶領下，也研究開發并應用了一種復合工法，即是用水泥基EVA乳液涂料（聚醋酸乙烯酯乳液水泥基涂料）+EVA卷材作為整體防水層（筆者在1997年有幸在日本參觀了該防水層試驗過程并和小池迪夫先生就此論題進行討論和交換了雙方意見）；此外，包括美國、德國等國家也紛紛推出了復合的疊層防水材料，由此可見復合的疊層防水材料是世界防水材料發展的方向，其主要功能是有效解決零變位、卷材防水有效性和涂料防水缺陷等問題。但是，目前世界上復合疊層防水材料基本上是采用改性瀝青為基材，其耐老化性、耐久性不能滿足現代建筑物的要求。
我公司也在幾年前就開始了復合防水層的實踐和研究。首先我們采用聚合物水泥基復合防水涂料（以下簡稱JS涂料）+合成高分子防水卷材（如三元乙丙、橡塑共混卷材等）的方式，結果發現由于JS涂料是一種水泥基類的涂料，它根本無法和任何合成高分子類的卷材再進行融合，最后還是變成兩層防水層，達不到“復合防水層”的要求。接著我們采用聚氨酯防水涂料（以下簡稱PU涂料）+合成高分子防水卷材（同樣是三元乙丙、橡塑共混卷材等）的方式，結果發現由于PU涂料是一種雙組分的反應固化型涂料，其固化成膜時間非常短，根本來不及粘貼卷材，只好在PU涂料的面上再涂一層氯丁類粘結膠水來進行卷材的鋪貼，可是由于該種膠水會使PU涂料溶化，使卷材起鼓、不粘貼，同樣達不到“復合防水層”的要求，還是二層防水。此外，我們還準備研究采用丙烯酸酯涂料+同質卷材的方式，但是由于找不到該類卷材而擱淺。
最后，我們才在多次反復研究實驗中發現了LB-SP工法。以下就做詳細的闡述。
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