編者按:

《建筑與市政工程防水通用規(guī)范》是全文強(qiáng)制性規(guī)范。它與法律、行政法規(guī)、部門(mén)規(guī)章中的技術(shù)性規(guī)定配合形成“技術(shù)法規(guī)”體系，是建筑與市政防水類各種具體技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的依據(jù)。任何標(biāo)準(zhǔn)都有一定的理論基礎(chǔ)、技術(shù)背景。只有理論上對(duì)它宏觀認(rèn)識(shí)，才能很好地理解規(guī)范、運(yùn)用規(guī)范，不會(huì)局部地糾結(jié)于某一條文，形成完整理解的思想體系。浙江魯班防水邀請(qǐng)浙江工業(yè)大學(xué)張文華教授對(duì)規(guī)范的一些理論問(wèn)題進(jìn)行分析。希望對(duì)大家有所幫助。

材料是做好防水工程的基礎(chǔ)，防水材料應(yīng)具備滿足工程防水需求的性能。防水材料的全壽命一般要經(jīng)歷生產(chǎn)、運(yùn)輸、堆放、施工、使用等多個(gè)過(guò)程。2023年4月1日開(kāi)始實(shí)施的強(qiáng)制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑和市政工程防水通用規(guī)范》GB 55030-2022的第三章提出了防水材料工程要求。什么是防水材料工程要求？決定防水材料工程要求的因素有哪些？防水材料的工程要求有哪些方面？用哪些性能指標(biāo)體現(xiàn)？

1、概念

1.1  防水材料工程要求

防水材料工程要求是指防水材料滿足工程要求應(yīng)具有的性能。工程要求一般有兩方面，一是工程使用要求，防水材料滿足使用要求所應(yīng)具有的性能，這是比較容易理解的；二是工程施工要求，防水材料滿足施工要求所應(yīng)具有的性能，比如防水涂料的流平性、凝膠時(shí)間、干燥時(shí)間，預(yù)鋪防水卷材的抗沖擊性能等。通用規(guī)范第三章材料工程要求是指材料滿足工程使用要求所應(yīng)具有的性能。

性能：是指機(jī)械、器材、物品等所具有的性質(zhì)和功能。

防水材料性能：是指防水材料在外界作用下所呈現(xiàn)出的各種性質(zhì)和功能，包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等，這些性能在材料標(biāo)準(zhǔn)中通過(guò)指標(biāo)項(xiàng)目和指標(biāo)值來(lái)表達(dá)。

 2、外界的作用

防水材料使用過(guò)程中，除內(nèi)在原因使其組成、構(gòu)造、性能發(fā)生變化以外，還長(zhǎng)期受到周圍環(huán)境及各種自然因素的作用。防水材料的工程要求表現(xiàn)為在設(shè)計(jì)工作年限內(nèi)防水材料受到這些外界作用時(shí)仍具有滿足使用要求的性質(zhì)和功能。這些外界的作用可概括為以下幾方面：

2.1  物理作用

物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化，即冷熱、干濕、凍融、風(fēng)吹、雨淋等的循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；或材料中組分產(chǎn)生遷移，如防水材料中的軟化劑、增塑劑等向空氣中揮發(fā)等；溫度的頻繁變化會(huì)使屋面防水層、變形縫的止水帶等產(chǎn)生曲撓疲勞；防水層長(zhǎng)期浸水產(chǎn)生的溶脹等。這些物理作用長(zhǎng)期反復(fù)的結(jié)果將使防水材料外觀和性能產(chǎn)生變化。

2.2  化學(xué)作用

化學(xué)作用包括大氣環(huán)境中的臭氧和水環(huán)境中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質(zhì)對(duì)材料的侵蝕作用，以及氣候環(huán)境的日光、陽(yáng)光、紫外線、雨水、酸雨等對(duì)材料的作用。如臭氧產(chǎn)生的氧化反應(yīng)會(huì)使材料的分子鏈斷裂，對(duì)合成高分子材料的老化影響很大；紫外線對(duì)聚氨酯防水涂膜產(chǎn)生的光氧化反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致涂膜層的力學(xué)性能、顏色、光澤度的變化；酸、堿、鹽等化學(xué)溶液的長(zhǎng)期浸泡可能使防水卷材或防水涂膜受到侵蝕或溶脹等，影響防水材料的性能。

2.3  機(jī)械作用

機(jī)械作用包括荷載的持續(xù)作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等作用。機(jī)械作用可能直接造成防水層被拉斷、戳破，造成防水層失效，也會(huì)讓防水層長(zhǎng)期處于反復(fù)變形狀態(tài)下產(chǎn)生屈撓疲勞和拉伸疲勞，使卷材斷裂或加速老化。

2.4  生物作用

生物作用包括菌類、昆蟲(chóng)等的侵害作用，導(dǎo)致防水材料發(fā)生腐蝕、蟲(chóng)蛀等破壞。

 3、防水材料應(yīng)具備的性能

3.1  力學(xué)性能

防水材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、剛度、韌性、硬度和延展性，以抵御使用過(guò)程結(jié)構(gòu)變形和施工過(guò)程受力后適應(yīng)變形的能力。防水材料的力學(xué)性能主要有抵抗外力作用的強(qiáng)度指標(biāo)和抵抗變形能力的延展性指標(biāo)。

防水材料強(qiáng)度指標(biāo)主要有拉伸強(qiáng)度，定伸強(qiáng)度，撕裂強(qiáng)度，粘結(jié)強(qiáng)度，園球頂破強(qiáng)度，抗沖擊性能，抗靜態(tài)荷載，接縫焊接強(qiáng)度，邵氏硬度等。按照試驗(yàn)方法的不同撕裂強(qiáng)度又分為釘桿撕裂強(qiáng)度、直角撕裂強(qiáng)度和梯形撕裂強(qiáng)度；粘結(jié)強(qiáng)度又分為剪切粘結(jié)強(qiáng)度、剝離粘結(jié)強(qiáng)度和持粘性。

防水材料的延展性指標(biāo)主要有伸長(zhǎng)率或延伸率，低溫彎折性或低溫柔性，回彈率或彈性回縮率。伸長(zhǎng)率分為斷裂伸長(zhǎng)率、最大拉力時(shí)伸長(zhǎng)率。

3.2  物理性能

防水材料應(yīng)具有與各種水、濕、熱等物理作用過(guò)程有關(guān)的性能，以滿足防水、排汽等要求。防水材料的物理性能指標(biāo)主要有密度或容重、固含量、抗?jié)B性、不透水性、含水率、細(xì)度、透汽性、溫度穩(wěn)定性等物理性能。

3.3  耐久性能

防水材料應(yīng)具有足夠的耐久性和耐腐蝕性，在外界環(huán)境和自然因素的作用下能夠抵御氧化、水分、光線和其他外界因素的影響，保證材料性能和防水功能的長(zhǎng)期穩(wěn)定性和使用壽命。

防水混凝土的耐久性主要表現(xiàn)為抗?jié)B性、耐凍融、耐風(fēng)化、抗侵蝕等的性能，通過(guò)混凝土抗?jié)B等級(jí)、電通量、碳化深度、凍融循環(huán)次數(shù)、最大干濕循環(huán)次數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。

柔性防水材料的耐久性主要表現(xiàn)為耐紫外線、耐臭氧、耐酸雨、耐水、耐干濕、耐凍融、耐介質(zhì)腐蝕等的性能。將防水材料試樣通過(guò)紫外線照射，放置到一定濃度臭氧、熱空氣、酸、堿、鹽、腐蝕性介質(zhì)溶液或干濕交替、凍融交替環(huán)境中，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間或次數(shù)后檢測(cè)拉伸強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、粘結(jié)強(qiáng)度、耐熱性、低溫柔性等性能的保持率，保持率越高，說(shuō)明耐久性越好。

3.4  施工性能

防水材料應(yīng)具有一定的施工性能和加工性能，易于使用和加工，能夠滿足防水施工的要求。如防水涂料易于攪拌均勻，具有足夠的施工時(shí)間，涂料涂刷后有較好的流平性，立面不會(huì)出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，成膜過(guò)程受外界因素影響小等，防水卷材易于開(kāi)卷，開(kāi)卷后表面平整、易于鋪貼，粘結(jié)劑涂刷后能盡快鋪設(shè)防水卷材，易于輥壓排除卷材下的空氣，接縫粘結(jié)或焊接可操作性強(qiáng)等。另外防水施工對(duì)防水材料的基本性能影響小也是防水材料施工性能的要求之一，如現(xiàn)場(chǎng)成型的防水涂膜的與試驗(yàn)室成型的涂膜的質(zhì)量應(yīng)基本相同，改性瀝青防水材料熱熔施工對(duì)材料的損傷小等。

3.5  安全性能

防水材料應(yīng)滿足防火安全、人身安全、環(huán)境安全等的要求，不應(yīng)對(duì)施工者和使用者的人身造成傷害。在施工和使用中不得出現(xiàn)有毒物質(zhì)的揮發(fā)。防水混凝土中的放射性元素，柔性防水材料中甲醛、游離甲醛、揮發(fā)性有機(jī)物（VOC）、苯酚、乙二醇醚、鄰苯二甲酸、多環(huán)芳烴、氨、游離二異氰酸酯、鉛、汞、砷等有害物質(zhì)限量應(yīng)滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

4、通用規(guī)范第三章“材料工程要求”的思考

4.1  全面性和重點(diǎn)的關(guān)系

防水材料應(yīng)具備力學(xué)、物理、耐久、施工和安全五個(gè)方面的性能要求，每個(gè)方面又有多個(gè)相應(yīng)的指標(biāo)才能滿足工程要求。通用規(guī)范第三章所列的所有防水材料的性能要求都是不全面的。如第3.3節(jié)防水卷材和防水涂料，主要列出了耐久性的部分指標(biāo)，卷材接縫剝離強(qiáng)度和不透水性，耐根穿刺和厚度要求，明顯缺少了防水材料的力學(xué)性能、物理性能等基本要求。

筆者認(rèn)為通用規(guī)范第三章的出發(fā)點(diǎn)主要有三點(diǎn)，一是強(qiáng)調(diào)防水材料耐久性與工程防水設(shè)計(jì)工作年限之間的關(guān)系。在通用規(guī)范出臺(tái)之前，工程中對(duì)防水材料的要求主要是基本的物理和力學(xué)性能，工程抽檢指標(biāo)主要為拉伸性能、不透水性、耐高低溫等指標(biāo)，缺少耐久性方面的要求。二是防水卷材的搭接縫是影響卷材防水層整體性的關(guān)鍵，因此提出了材料標(biāo)準(zhǔn)中未曾出現(xiàn)的接縫剝離強(qiáng)度和接縫不透水性兩個(gè)指標(biāo)，很有針對(duì)性。三是環(huán)保和安全性要求。

因此工程實(shí)踐中對(duì)于防水材料的性能要求，是在滿足相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)中基本性能要求的基礎(chǔ)上，同時(shí)還要滿足通用規(guī)范關(guān)于耐久性、接縫可靠性、環(huán)保和安全等方面的要求。

4.2  材料的耐久性與防水設(shè)計(jì)工作年限的關(guān)系

規(guī)范第3.1.1條規(guī)定防水材料的耐久性應(yīng)與工程防水設(shè)計(jì)工作年限相適應(yīng)。這個(gè)原則性規(guī)定很有必要。但在實(shí)際應(yīng)用時(shí)很難判斷材料的耐久性與工作年限之間是否適應(yīng)。因?yàn)榉浪牧系哪途眯允窃趯?shí)驗(yàn)室模擬使用環(huán)境條件進(jìn)行檢測(cè)的，其各項(xiàng)指標(biāo)都是在一個(gè)固定的模擬條件下得到的，而實(shí)際工程中，環(huán)境條件是變化的，如各項(xiàng)耐久性指標(biāo)均檢測(cè)合格的3mm彈性體改性瀝青防水卷材，在屋面上暴露使用時(shí)的壽命大約在5年～8年，加細(xì)石混凝土保護(hù)層，壽命可以達(dá)到10年～15年，做成二氈三油壽命可達(dá)20年，上面再加細(xì)石混凝土保護(hù)，壽命可達(dá)30年以上。曾有上世紀(jì)50年代用油氈施作的三氈四油防水層，37年后翻修時(shí)打開(kāi)檢查，防水層仍有彈性，并未完全老化。因此規(guī)范第3.1.1條的應(yīng)用要充分考慮防水材料的應(yīng)用環(huán)境條件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取合理措施延長(zhǎng)防水層的使用壽命。

4.3  缺少材料性能指標(biāo)的檢測(cè)試驗(yàn)方法

該章節(jié)的大部分內(nèi)容是對(duì)材料的性能要求，從測(cè)試試驗(yàn)條件和性能指標(biāo)兩個(gè)方面進(jìn)行了規(guī)定，未明確指標(biāo)的試驗(yàn)方法。但試驗(yàn)方法會(huì)明顯干擾材料的性能指標(biāo)測(cè)試值，甚至?xí)霈F(xiàn)很大的偏差，這會(huì)影響材料質(zhì)量和工程要求滿足程度的判定。比如防水卷材的拉伸性能檢測(cè)時(shí)，防水卷材試驗(yàn)方法規(guī)定的夾具的移動(dòng)速度是100mm/min，如果采用200mm/min移動(dòng)速度檢測(cè)，則檢測(cè)值就會(huì)偏大。因此通用規(guī)范僅規(guī)定測(cè)試條件和性能指標(biāo)是很不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹?/p>

中國(guó)建筑防水協(xié)會(huì)于2023年3月發(fā)布了《建筑防水材料工程要求試驗(yàn)方法》T/CWA 203-2023團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，作為通用規(guī)范第三章的配套標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)化法》的規(guī)定，我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)分為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、地方標(biāo)準(zhǔn)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)五個(gè)層級(jí)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)又分為強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)和推薦性標(biāo)準(zhǔn)。通用規(guī)范是強(qiáng)制性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是否可以作為通用規(guī)范引用和參照的依據(jù)，在工程實(shí)踐中并不明確，在部分省市的檢測(cè)機(jī)構(gòu)檢測(cè)項(xiàng)目評(píng)審中，團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)是不能作為檢測(cè)項(xiàng)目的評(píng)審依據(jù)的，在還沒(méi)有更高層次的試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)前，對(duì)這些工程要求性能指標(biāo)，檢測(cè)機(jī)構(gòu)是不能出具檢測(cè)報(bào)告的，因此工程現(xiàn)場(chǎng)就無(wú)法判定防水材料是否滿足通用規(guī)范的工程要求。

4.4  工程要求規(guī)定之外的材料怎么要求？

通用規(guī)范中只是規(guī)定了部分防水材料的部分要求，沒(méi)有規(guī)定的材料及性能要求、厚度等怎么執(zhí)行，在通用規(guī)范中并未明確。因此現(xiàn)有的材料標(biāo)準(zhǔn)、工程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)防水材料的選用規(guī)定、厚度要求、性能要求等仍是工程建設(shè)實(shí)施過(guò)程中需要遵守或可以作為參照的依據(jù)。隨著各專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的修訂完成并逐步出臺(tái)，對(duì)防水材料的工程要求也會(huì)慢慢全面系統(tǒng)化。

作者 | 張文華