運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構安全和使用壽命的關鍵因素之一。在建筑物的運維期，建筑防水的施工難度、施工技術要求及材料的要求要遠高于建設期。而防水材料的選擇尤為重要。本文旨在系統(tǒng)地對比建筑運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)境下的實際應用，并針對氣候條件、建筑結構及使用壽命等因素提出選擇建議，幫助工程人員在實際項目中做出科學合理的決策。

關鍵詞：運維期；防水材料；建筑工程防水

1 前言

建筑運維期是指建筑物在完成竣工驗收并投入使用后，為確保其能夠持續(xù)正常運行、滿足使用功能需求、保障結構安全和延長使用壽命，而進行的一系列維護、保養(yǎng)、修繕以及功能提升等活動的階段。在這一階段，建筑物已經(jīng)處于實際使用狀態(tài)，與建設期和其他時期相比，對建筑防水材料的選擇有著獨特的要求。隨著新建速度逐步放緩，已建建筑的運行維護、升級改造將成為未來建筑行業(yè)關注的重點，建筑行業(yè)的發(fā)展已由建設期全面轉入了運維期。本文將對運維期常用防水材料的性能進行對比分析，并結合不同環(huán)境下的實際應用，提供科學的選擇建議，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量及防水效果。

2運維期建筑防水材料的性能對比

2.1常用防水材料概述

目前，國內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晶防水涂料。這些涂料具有施工便捷、適應性強的特點，特別適用于復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部節(jié)點的防水處理，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性，能夠有效應對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，結合科學的施工工藝和維護管理，能夠顯著提升建筑物的防水性能和使用壽命，降低后期維護成本。

2.2運維期與其他時期材料選擇差異及應對策略

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

2.3防水材料的物理性能對比

防水材料的物理性能對整體結構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，它們在物理性能上各有優(yōu)劣。瀝青類防水材料具有較好的粘結性能和耐水性，拉伸強度通常在2-3 MPa，延伸率可達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腐蝕性能而廣泛應用，PVC卷材的拉伸強度一般為10-15 MPa，延伸率在200%～300%之間，而TPO卷材的拉伸強度為8-12 MPa，延伸率在250%～300%之間。

2.4防水材料的施工性能對比

在防水材料的選擇過程中，施工性能是一個關鍵考量因素，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性，適用于復雜結構和細部處理，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)越的抗拉強度和耐化學腐蝕性能廣受青睞，其施工方法多為冷粘法或機械固定法，施工速度較快，每小時可鋪設40平方米至50平方米。然而，PVC卷材對基層處理要求嚴格，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到最佳。

3不同環(huán)境下防水材料的實際應用

3.1屋面防水應用

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重要，需要綜合考慮各種材料的性能特點和適用性。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100攝氏度的溫度而不發(fā)生質變。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，這可能會影響其耐久性。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，需要根據(jù)具體的環(huán)境條件和項目需求進行綜合評估和對比，以確保選擇最適合的防水解決方案。同時，施工技術和后期維護也是確保防水效果的重要因素。

3.2地下建筑防水應用

在地下建筑的防水應用中，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用。其拉伸強度高達16 MPa，延伸率超過300%，能有效抵抗地下結構的沉降和變形。施工時通常采用機械固定法或滿粘法，每小時可鋪設40平方米至50平方米，且施工后無需等待固化時間，即可進行下一步施工，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-25℃，高溫穩(wěn)定性可達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，卷材與基層的粘結強度高，適合地下停車場和人防工程等需要高可靠性的防水應用。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)境防水應用

在特殊環(huán)境下，防水材料的選擇和應用要求更加嚴格，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)異的耐化學腐蝕性能脫穎而出，實驗數(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。對于地下工程，如地鐵和隧道建設，耐水壓性能至關重要。HDPE防水板因其高達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，在核電站和軍事設施等高安全級別建筑中，要求防水材料具有超長的使用壽命和極高的穩(wěn)定性，EVA防水板以其長達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，適用于核廢料儲存庫和高輻射環(huán)境下的建筑防水工程。

4運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

不同氣候條件對防水材料的性能要求各異，合理選擇適應當?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性，避免因低溫脆化導致的開裂現(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250℃的環(huán)境下維持穩(wěn)定性能，而后者則在熱老化試驗中展現(xiàn)出色，耐高溫可達120℃，適合應用于高溫環(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，保證建筑物的長期防水效果。綜上所述，選擇適宜的防水材料需充分考慮當?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，延長建筑物的使用壽命并降低維護成本。

4.2根據(jù)建筑結構選擇防水材料

在運維期選擇防水材料時，建筑結構的特點和需求是關鍵考慮因素。對于平屋頂建筑，推薦使用聚氨酯防水涂料，其優(yōu)異的延展性和粘結性適合于平整的大面積施工。聚氨酯防水涂料的拉伸強度可達到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。對于地下建筑，如地下室和地下停車場，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。實驗表明，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，保證了地下結構的防水效果。對于高層建筑外墻，推薦使用PVC防水卷材。其高抗拉強度和優(yōu)異的耐候性能使其適用于外墻防水。PVC防水卷材的抗拉強度高達16 MPa，能夠有效抵抗風壓和熱脹冷縮導致的結構變形。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20年以上，確保高層建筑外墻的長期防水效果。在橋梁和隧道等復雜結構中，EVA防水板因其優(yōu)異的彈性和抗化學腐蝕性能被廣泛采用。EVA防水板在高達200 kN/m的拉伸強度和耐酸堿性能測試中表現(xiàn)出色，適用于需要高強度和耐久性的工程環(huán)境。綜合來看，根據(jù)建筑結構選擇適宜的防水材料，不僅能提高施工效率，還能大幅延長建筑物的使用壽命和維護周期。

4.3根據(jù)使用壽命和維護成本選擇防水材料

不同防水材料的使用壽命和維護需求直接影響建筑物的長期運營成本。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，維護成本相對較低。研究數(shù)據(jù)顯示，在標準條件下，聚氨酯涂料的年均維護費用約為每平方米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），在大面積應用中需要綜合評估經(jīng)濟性。SBS改性瀝青卷材的使用壽命一般為15～20年，維護費用也較為合理。其年均維護費用約為每平方米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比較高的選擇，尤其適用于需要較長使用壽命的建筑項目。相比之下，PVC防水卷材的使用壽命可達25～30年，是常用防水材料中較為長壽的一種。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腐蝕性和抗紫外線能力，年均維護費用僅為每平方米1元左右。因此，雖然PVC卷材初始投入較高，但從長期維護成本和使用壽命來看，它在高腐蝕環(huán)境和長期項目中更具經(jīng)濟優(yōu)勢。綜合考慮使用壽命和維護成本，選擇適宜的防水材料需根據(jù)具體項目需求和環(huán)境條件進行權衡。對于短期項目或預算有限的工程，可以選擇聚氨酯涂料或SBS卷材；而對于需要長壽命和低維護的項目，如工業(yè)設施和公共建筑，PVC防水卷材則是更為理想的選擇。

5結論

在巨大的市場容量和最為嚴格的防水規(guī)范的加持下，對我國防水工程質量提出了更高的要求，同時也伴隨著機遇和挑戰(zhàn)。只有不斷提升建筑行業(yè)材料質量和施工工藝，加強高技能、高素質防水施工管理和技術人員培養(yǎng)，加大防水高效環(huán)保材料的研究力度，促使自身不斷轉型升級，才能抓住新一輪發(fā)展機遇，在建筑行業(yè)不斷的發(fā)展、變革、競爭中實現(xiàn)長遠發(fā)展。

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