建筑剛性防水材料與柔性防水材料檢測要點(diǎn)

張楠祥，龍宗濤，吳灝斌，馬宇希，陳篩

（中國建筑第二工程局有限公司，廣東 深圳 518000）

1 建筑防水材料概述

目前，建筑行業(yè)所采用的防水材料主要分為剛性和柔性兩種防水材料。

1.1 剛性防水材料

剛性防水材料指的是采用砂石、水泥等原材料，通過合理設(shè)計(jì)其配合比或者添加高分子聚合物、外加劑等措施控制其孔隙率，調(diào)整其孔隙特征，以提高材料的密實(shí)性，從而得到具有抗?jié)B性能的防水材料[1]。剛性防水材料采用的原材料為水泥、砂漿等，沒有伸縮性，這是剛性防水材料最典型的特征，也導(dǎo)致其對(duì)于溫度變形以及因不均勻沉降造成的結(jié)構(gòu)變形比較敏感，易出現(xiàn)滲漏、裂縫等問題。但是，剛性防水材料也有材料來源廣泛、整體造價(jià)低、施工簡單、耐久性良好、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。

按照凝膠材料分類，剛性防水材料可以分為兩大類：（1）以普通硅酸鹽水泥作為原材料，通過添加外加劑配制的、具有防水性能的砂漿或者混凝土，常見的有聚合物砂漿、外加劑混凝土等。（2）以特種水泥為原材料配制的具有防水性能的砂漿或者混凝土，比較常見的有膨脹水泥防水混凝土[2]。按照功能性分類，剛性防水材料可以分為單一功能和多種功能的防水材料。單一功能的防水材料指的是僅具有防水性能的材料；多種功能的防水材料指的是具備防水和承重兩種功能的材料。

1.2 柔性防水材料

柔性防水材料是相對(duì)于剛性防水材料而言的一種防水材料，比較常見的有防水涂料、防水卷材，二者可單獨(dú)使用，也可以復(fù)合使用，通過依附于建筑結(jié)構(gòu)表面實(shí)現(xiàn)防水效果。柔性防水材料具備一定的延展性，在受到外力作用的情況下，能夠適應(yīng)在材料彈性范圍內(nèi)的變形，穩(wěn)定性和適應(yīng)性良好，同時(shí)也具備抗?jié)B性能好、摩擦系數(shù)大、抗拉強(qiáng)度大等優(yōu)點(diǎn)。但是柔性防水材料的施工工藝較為復(fù)雜，整體造價(jià)相對(duì)較高。

柔性防水材料主要有防水卷材、防水涂料、密封材料、堵漏灌漿材料等：（1）防水卷材主要包括合成高分子防水卷材、瀝青防水卷材以及高聚物改性防水卷材[3]。（2）防水涂料主要有溶劑型防水涂料、改性瀝青防水涂料、乳液型防水涂料以及反應(yīng)型防水涂料4種。（3）密封材料與堵漏灌漿材料主要用于對(duì)局部進(jìn)行密封處理和封堵處理，如墻面裂縫等，常用的材料有防水納米膠。

2 建筑剛性防水材料檢測關(guān)鍵點(diǎn)

2.1 防水混凝土

2.1.1 水泥品種

水泥宜選擇硅酸鹽水泥，若選擇其他品種，需要通過試驗(yàn)確定是否可以采用；若項(xiàng)目中防水混凝土?xí)艿角治g介質(zhì)作用，則應(yīng)根據(jù)侵蝕介質(zhì)選擇水泥種類，以提高防水混凝土的適應(yīng)性；水泥材料進(jìn)場前，應(yīng)檢查產(chǎn)品合格證書、種類以及級(jí)別等信息，并按照相關(guān)規(guī)定妥善存放，對(duì)于水泥穩(wěn)定性以及強(qiáng)度等性能指標(biāo)，應(yīng)在進(jìn)場時(shí)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)。

2.1.2 外加劑

防水混凝土中采用的外加劑種類與用量需要根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定，所采用的外加劑應(yīng)符合GB 50119—2013《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

2.1.3 配合比

檢驗(yàn)防水混凝土配合比時(shí)，要求試驗(yàn)的抗?jié)B水壓高于設(shè)計(jì)值0.2 MPa；凝膠材料總量不少于320 kg/m3；水泥用量不少于260 kg/m3；硅粉摻量不超過凝膠材料總量的5%，粉煤灰摻量不高于凝膠材料總量的30%；一般情況下水膠比不超過0.5，若存在侵蝕介質(zhì)則水膠比不超過0.45；一般情況下砂率不超過40%，若采用泵送的方式澆筑可以提高至45%。

2.1.4 抗?jié)B性能

根據(jù)GB/T 50082—2000《普通混凝土長期性能和耐久性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)防水混凝土的抗?jié)B性能進(jìn)行檢測，試驗(yàn)步驟如下：（1）按照規(guī)定方法制作試件，要求每組6個(gè)試件。（2）試件拆模之后，清除兩側(cè)的水泥漿膜，送入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。（3）在試驗(yàn)齡期（一般為28 d）前一日取出試件，清理試件表面、晾干，并對(duì)試件做密封處理。（4）開啟抗?jié)B儀，待試位坑充滿水后安裝密試件。（5）控制試位坑中的水壓，加壓過程控制在5 min內(nèi)，使24 h內(nèi)的水壓保持在1.2 MPa，誤差不超過0.05 MPa，注意觀察試件表面滲水的情況，若某一試件表面出現(xiàn)滲水則取出，并根據(jù)試件高度確定滲水高度。（6）24 h后停止試驗(yàn)，取出試件放置在壓力機(jī)上，將試件劈成兩段，并在斷面描出水痕位置。（7）在試件斷面上沿著水痕測量10個(gè)測點(diǎn)的滲水高度，精確至0.01 cm，取平均值作為試件滲水高度。

2.2 防水砂漿

2.2.1 原材料

水泥材料應(yīng)選擇硅酸鹽水泥或者特種水泥，并要確保水泥質(zhì)量，不得使用受潮結(jié)塊或者已經(jīng)過期的水泥；砂子應(yīng)選擇中砂，要求含泥量不超過1%，硫酸鹽以及硫化物的含量不超過1%；拌制防水砂漿的水應(yīng)選擇潔凈水，不能含有有害物質(zhì)；采用的外加劑性能指標(biāo)應(yīng)符合國家或者行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 黏結(jié)強(qiáng)度

黏結(jié)強(qiáng)度是防水砂漿的重要性能指標(biāo)之一，其檢測步驟如下：（1）按照試驗(yàn)規(guī)定制作試件，并在特定條件下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期限一般為13 d；在試件的表面及夾具上涂抹高強(qiáng)度膠黏劑，一般采用的是環(huán)氧樹脂；將上夾具對(duì)正位置放在膠黏劑上，確保夾具無歪斜情況，清除周圍溢出的膠黏劑，再行養(yǎng)護(hù)24 h。（2）將鋼制墊板套在基底砂漿塊上，在試驗(yàn)機(jī)上安裝夾具，將試件放置在夾具中，試驗(yàn)機(jī)與夾具的連接方式采用球鉸活動(dòng)連接；將拉伸速度控制在5 mm/min，誤差不超過1 mm/min，直至試件被破壞。（3）若破壞形式表現(xiàn)為黏結(jié)劑與拉伸夾具破壞，則表明試驗(yàn)結(jié)果無效，反之則試驗(yàn)有效，黏結(jié)強(qiáng)度計(jì)算方式見式（1）：

式中，f為防水砂漿的黏結(jié)強(qiáng)度，MPa；F為試件破壞時(shí)的荷載，N；A為黏結(jié)面積，mm2。

2.2.3 抗?jié)B性能

防水砂漿的抗?jié)B性能檢測步驟如下：（1）準(zhǔn)備檢測儀器設(shè)備——砂漿滲透儀；制作截頭圓錐帶底的金屬試模，高度為30 mm，上口直徑與下口直徑分別為70 mm和80 mm。（2）在金屬試模中裝入拌制好的防水砂漿，并用抹刀進(jìn)行插搗，確保填充密實(shí)；當(dāng)砂漿略高于試模上口時(shí)，采用抹刀以45°的角度一次性削除多余砂漿，并刮平砂漿端面。按照上述步驟制作試件，以6個(gè)為一組。（3）將制作完成的試件放置在20～25℃的室內(nèi)環(huán)境中，24～26 h后開始脫模，然后將試件送入養(yǎng)護(hù)室進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，要求養(yǎng)護(hù)室的溫度控制在20～22℃，相對(duì)濕度控制在約90%；養(yǎng)護(hù)結(jié)束后取出試件，待試件表面干燥即采用密封材料放入砂漿滲透儀中開展透水試驗(yàn)。（4）啟動(dòng)砂漿滲透儀開始加壓，初始值取0.2 MPa，保持恒壓2 h之后開始增加至0.3 MPa，此后加壓0.1 MPa/h。當(dāng)出現(xiàn)斷面滲水的試件超過3個(gè)后，即可終止試驗(yàn)，并記錄此時(shí)的水壓。注意試驗(yàn)過程中，若發(fā)現(xiàn)試件周邊出現(xiàn)滲水情況，則表面密封處理有問題，應(yīng)立刻停止試驗(yàn)并重新做密封處理。（5）防水砂漿抗?jié)B壓力值取每組未出現(xiàn)滲水的試件的最大壓力值，計(jì)算公式為：

式中，P為防水砂漿的抗?jié)B壓力值，MPa；H為每組試件中出現(xiàn)滲水現(xiàn)象的試件的水壓力，MPa。

3 柔性防水材料檢測關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 防水涂料

3.1.1 成膜厚度

成膜厚度是防水涂料的基本性能指標(biāo)之一，一般采用針穿刺法進(jìn)行檢測，即在試樣中隨機(jī)選取3個(gè)點(diǎn)，以針進(jìn)行穿刺，測量穿刺厚度，取平均值即為成膜厚度，一般來說防水涂料的成膜厚度要求不小于2 mm。

3.1.2 斷裂延伸率

防水涂料斷裂延伸率檢測步驟如下：（1）制作試件，將拌制好的防水涂料均勻涂刷在玻璃上，玻璃表面要打蠟，防水涂料成膜厚度不小于1.5 mm，然后靜置7 d。（2）取出試件將其浸泡在1%的堿水中7 d，取出后再放置在烘箱中烘烤24 h，烘箱溫度控制在50～52℃。（3）開展啞鈴型拉伸試驗(yàn)，檢測試件的延伸保持率，若低于80%則視為不合格，反之則合格。

3.1.3 耐水性

耐水性是防水涂料的關(guān)鍵性能指標(biāo)，其檢測步驟如下：（1）制作規(guī)格一致的水泥塊，并將防水涂料均勻涂刷在水泥塊表面，要求成膜厚度不小于2 mm。（2）將試件靜置7 d后取出浸泡在1%的堿水中7 d，若試件無分層、空鼓的現(xiàn)象則合格，反之則不合格。

3.1.4 黏結(jié)力

防水涂料的黏結(jié)力檢測步驟如下：（1）利用防水砂漿制作“8”字形模具，砂漿的水、灰、膠比例為0.11∶1∶0.14，制作好的模具浸泡在水中6 d，然后在溫度為25～27℃的條件下養(yǎng)護(hù)21 d。（2）將防水涂料均勻涂刷在“8”字形模具上，靜置7 d后進(jìn)行黏結(jié)試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果大于防水涂料的黏結(jié)指標(biāo)則合格，反之不合格。

3.1.5 低溫柔度

防水涂料的低溫柔度檢測步驟如下：（1）取1塊平整的玻璃，在玻璃表面打蠟，將拌制好的防水涂料均勻涂刷在玻璃上，要求成膜厚度不小于2 mm。（2）待防水涂料干透后取下，放置在溫度為25～27℃的環(huán)境中7 d，然后將其裁剪為長150 mm，寬20 mm的長條狀，將其放置在冰箱中，冰箱溫度控制在-25℃，冷凍30 min后取出，在直徑為10 mm的圓棒上進(jìn)行正反纏繞，若無裂紋則視為合格，反之則表明低溫柔度過低。

3.2 防水卷材

3.2.1 拉伸強(qiáng)度與延伸率

防水卷材的拉伸強(qiáng)度與延伸率檢測步驟如下：（1）在卷材試樣上隨機(jī)裁剪試件，規(guī)格為50 mm×200 mm，5個(gè)試件為1組，共裁取兩組；將試件放置在溫度為23～25℃，濕度為30%～70%的環(huán)境中靜置20 h。（2）將試件夾在試驗(yàn)機(jī)的夾具上，沿試件長度方向的中線要與夾具中心保持一致，夾具的間距控制在200 mm，誤差不超過2 mm，為避免試件在試驗(yàn)過程中出現(xiàn)滑移，應(yīng)在夾具位置做好標(biāo)記。（3）試驗(yàn)應(yīng)在23～25℃的條件下進(jìn)行，夾具的移動(dòng)速度應(yīng)控制在100 mm/min，誤差不超過10 mm/min，記錄好拉力和夾具的間距。若試件在夾具10 mm范圍內(nèi)斷裂或者試件滑移超出試驗(yàn)允許范圍，則應(yīng)更換試件重新試驗(yàn)。（4）計(jì)算每組試件的拉力值與延伸率，取平均值作為防水卷材的拉伸強(qiáng)度與拉伸率。

3.2.2 不透水性

防水卷材不透水性檢測步驟如下：（1）在試樣上裁取至少3塊直徑為130 mm的圓形試件。（2）將試件放置在7孔圓盤上，試件上表面朝下，加上封蓋，將試件夾在圓盤上，對(duì)試件非迎水面做干燥處理，然后逐漸加壓，待達(dá)到規(guī)定壓力時(shí)保持恒壓30 min，觀察試件是否存在滲水現(xiàn)象，若水壓出現(xiàn)下降或者試件非迎水面出現(xiàn)水則視為不合格，反之則表明防水卷材不透水性良好。

4 結(jié)語

綜上所述，目前建筑剛性與柔性防水材料種類較多，不同材料的應(yīng)用范圍不同，在檢測方面對(duì)于材料性能指標(biāo)的側(cè)重與要求也有所不同。通過對(duì)兩種建筑防水材料進(jìn)行闡述，重點(diǎn)研究了檢測的關(guān)鍵點(diǎn)及檢測方法步驟，明確了不同種類建筑防水材料的檢測要求。