高性能防水材料在建筑工程中的检测与应用研究

在建筑工程中，对防水材料进行性能检测是保证工程质量的重要一环。测试方法是否科学，是否准确，是否全面，将直接影响防水材料在使用过程中是否能发挥其应有的作用。然而，随着新材料的不断出现，检测系统还有待于进一步完善。从工程应用角度看，合理选用高性能防水材料，正确构造也是十分重要的。不同部位、不同使用环境对防水材料有不同的需求，因此，在设计与施工阶段，必须充分考虑材料性能与使用场景之间的匹配性。应结合科学的检测方法和合理的应用策略，充分发挥高性能防水材料在建筑工程中的应用价值，促进建筑行业向更安全、更耐久、更环保的方向发展。

1 高性能防水材料类型及性能特征

高性能防水材料是指具有良好的抗渗性、耐久性和温度适应性的新型防水材料。以 PVC （PVC）和三元乙丙橡胶（EPDM）为代表的高分子防水材料，拉伸强度高，断裂伸长率高，抗拉强度高达 10MPa ，断裂伸长率高达 200% ，可适应基层大变形，广泛应用于屋面和地下工程。改性沥青防水材料通过在沥青中加入 SBS、 APP 等改性剂，显著提高材料的耐高-低温弯折温度 (-25^∘C ）和高温流淌性（ ⋅<5mm, ，适应气候变化大的地区。以渗透结晶型防水涂料为代表的无机防水材料，通过化学析晶反应对混凝土孔隙进行堵塞，具有良好的相容性和耐久性，并具有一定的自愈合能力，可直接在潮湿基层上施工[1]。

不同种类的高性能防水材料，其性能各有侧重，高分子材料侧重于弹性韧性，改性沥青侧重于耐候性、粘结性，而无机材料侧重于环保、耐久。在实际应用中，需要根据工程的环境条件、结构类型和防水等级要求，有针对性地对材料进行选型，并对材料的性能进行系统测试，以验证材料的性能是否符合设计要求。

2 高性能防水材料检测体系构

2.1 实验室核心性能检测

实验室测试是评价高性能防水材料质量的基础性工作，需要对其物理、机械、化学稳定性和耐久性进行综合测试。以高分子材料为研究对象，采用电子万能试验机（50mm/min ）开展拉伸实验，记录材料断裂过程中的最大载荷和拉伸伸长率，计算材料的拉伸强度和断裂伸长率。在 0.3MPa 的气压作用下，用真空测压法测定其防渗性能，观察其有无渗漏现象。

化学稳定性测试是指材料耐酸、耐有机溶剂的能力，将试样浸泡在酸、碱两种溶液中，7 天后进行品质变化率和性能保留率的测试，质量损失率控制在 5% 以内，抗拉强度保持率在 80% 以上。采用人工加速老化实验模拟材料长期服役状态，利用紫外线老化箱对材料2000 小时老化试验，使材料断裂伸长率保持率达到 70% 以上，保证其长期服役效果。

2.2 现场应用性能验证

现场测试是连接实验室数据和工程实际数据的一个重要环节，其目的在于检验材料对施工环境的适应能力和施工质量[2]。基层处理检测需要对基层的平整度、含水量和强度进行测量，用 2 米靠尺量测基层的平整度，偏差不大于 3 毫米；采用含水量测试仪测定基层含水量，控制在 9% 以内，防止基层受潮造成防水层起泡。

防水层的施工质量检验包括粘结强度和完整性试验，采用现场拉拔试验法，测点间距不少于 500mm ，拉拔力不低于 0.5MPa ；采用电火花检漏仪对卷材防水卷材进行完整性检查，对厚度大于 1.2mm 的卷材防水层进行 3000V 电压试验，以保证不出现漏电现象。另外，对地下工程防水层进行现场防水试验，采用埋设测压管对防水层两侧水压差进行监测，以保证防水不发生渗漏。

3.3 高性能防水材料工程应用技术

3.1 材料选型原则

选用高性能防水材料，应从工程特性、环境条件和防水等级三个方面综合考虑。在屋面工程中，宜选用耐紫外老化和低温柔性好的改性沥青卷材或三元乙丙橡胶卷材；在地下工程中，如 PVC 卷材和渗透结晶型防水涂料等，需要采用高抗渗性和耐腐蚀性的材料，组成多道防水防线[3]。

在潮湿的环境中或者是直接接触水的地方，例如厕所、水池等，都要选择具有抗菌性能的防水材料，防止微生物滋生造成材料退化。在高温环境中，如厨房和锅炉房等，需要选择耐高温性能优良的材料，其耐热性要比环境最高温度高出 20°C 。同时，在材料选择上也要符合环保要求，在室内装修时，应优先选用 VOC 含量小于 100g/L 的防水材料。

3.2 施工工艺要点

高性能防水材料的施工质量直接关系到防水效果，需要针对不同的材料，制定有针对性的施工技术。聚合物卷材采用热熔或冷粘合两种方式进行施工，采用热熔法施工时，喷枪火焰温度应控制在 180～200^∘C ，以保证卷材热熔胶完全熔化而不碳化，搭接宽度80 毫米，接缝处要有热熔胶溢出，刮平[4]。冷粘法施工时，涂胶要均匀，厚度以0.5-1.0 毫米为宜，待指触无粘性后再贴合，以防止气泡的产生。

防水涂料在施工过程中要注意均匀度和厚度的控制，采用多道涂刷工艺，每一次涂刷厚度在 0.5 毫米以内，前、后两次涂刷方向垂直，总厚度要符合设计要求，比如1.5 毫米厚的聚氨酯防水涂料要分3~4 次才能完成。在阴、阳角、管根部等节点处，应增加加固层，加固层宽度不小于 300 毫米，采用卷材或涂料加胎体加强，以保证节点

防水可靠。

4 工程案例分析

4.1 工程概况

华东某超高层建筑工程，总高度238 米，地下 3 层，地上52 层，地下室为设备用房和车库，防水等级 1 级，设计使用年限 20 年。该地区年降雨量大，地下水水位高，地下室底板和边墙长期处于湿润状态，对防水材料的抗渗性和耐久性提出了极高的要求。综合评定，地下室底板采用“水泥基渗透结晶型防水涂料 +3mm 厚 SBS 改性沥青卷材”的复合防水体系，侧壁为 ⋅1.5mm 厚 PVC 卷材 +2mm 厚聚氨酯防水涂料”的复合体系，顶板为 ⋅₄mm 厚 EPDM 卷材+耐根刺改性沥青卷材”的复合体系。

4.2 材料检测结果

选用的高性能防水材料，在原材料进场前，进行全面的测试（材料检测如表1）。从表中可以看出，各种材料的主要性能指标都达到了设计要求，其中 SBS 改性沥青卷材在 0.3MPa 压力下 30 分钟不漏水， ⋅25^∘C 低温下无裂缝；结果表明，该产品具有良好的抗拉强度、高达 12.5MPa 和 250% 的断裂伸长率，能够适应较大的基层变形；结果表明，该涂料具有较好的抗渗和增强性能，其7 天抗渗压力和28 天抗压强度分别达到 0.8MPa 和 20MPa 。

表1：材料检测

4.3 施工过程与质量控制

在施工地下室底板之前，首先要做好混凝土垫层，用打磨机清除表面浮皮，在阴阳角形成半径为 50mm 的圆弧，涂刷渗透结晶型防水涂料，用量 1.5 公斤/米²，分 2次涂刷，间隔 24 小时。防水涂料固化后，铺上 3mm 厚的 SBS 改性沥青卷材，采用热熔满粘方法施工，长边搭接 100 毫米，短边搭接 150 毫米，接缝处热熔胶溢出宽度不得少于 20 毫米，用压辊进行压实。

采用机械固定和胶粘相结合的方法，固定点间距300 毫米，卷材搭接宽度80 毫米，接缝采用热风焊，焊接温度 200～220^∘C ，焊速1.5~2 米/分，保证焊缝强度不低于母材。在卷材施工完毕后，再刷2 毫米厚的聚氨酯防水漆，以加强防水效果。

结构混凝土养护结束后，先铺 4mm 厚 EPDM 卷材，采用空铺法施工，卷材搭接宽度为 100mm ，搭接宽度为 100mm ，搭接处采用热熔焊接，再铺 50mm 厚 C20 细石混凝土保护层。

在施工过程中，每道工序完工后都要进行质量检验，共检查 320 个基层平整度，合格率 98% ；用50 个点进行粘接强度试验，拉伸力平均值为 0.7MPa ，合格率为 100% 。用电火花检漏仪对2000 平方米的卷材防水卷材进行了检测，无漏点，保证了施工质量。

4.4 应用效果评估

工程完工后，对地下室防水系统进行 2 年的跟踪监测，利用埋设的传感器对防水层的温湿度和渗水量进行了监测，结果表明，地下室底板和侧壁的湿度都低于 60% ，没有发生渗漏点；连续3 次强降雨，顶板无积水，排水通畅。

抽样检测防水层的性能保留率，结果表明，SBS 改性沥青卷材的拉伸强度可达 85% 以上，而 PVC 卷材的断裂伸长率可达 82% 。可见新型防水体系，可有效抵御地下水和雨水侵蚀，保证地下室设备正常工作，并对复杂环境下高性能防水材料的可靠性进行验证。

结束语

综上，对建筑工程中高性能防水材料的检测和应用研究具有重要的现实意义。它不仅可以有效地提高建筑物的防水性能，延长建筑物的使用寿命，而且对建材技术的进步与创新也有一定的促进作用。随着科学技术的进步和建筑业对防水性能的要求越来越高，高性能防水材料将向绿色、智能化、多功能方向发展。它将给建筑业带来更多的可能性，为人们提供一个更安全，更舒适，更具可持续性的生活空间。

参考文献

[1] 李奇智,刘伟芹,李会平,孙海波,李奇孝,薛世有.全密闭高性能固体材料环境保护处理系统地下防水施工技术[J].中国建筑防水,2021,(07):38-40.

[2]Grace.科德宝面向中国建筑防水材料市场推出创新型高性能无纺布[J].上海化工,2021,46(01):73.

[3]科德宝面向中国建筑防水材料市场推出创新型高性能无纺布——与客户成功合作,推出定制型解决方案满足本土市场需求[J].上海建材,2021,(01):21-22.

[4]王宁.科德宝面向中国建筑防水材料市场推出创新型高性能无纺布[J].广州化工,2021,49(02):171.