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国外建筑防水和密封材料的发展趋势

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          国外建筑防水材料总的发展趋势大致可归纳为:20世纪七十年代和八十年代发生了革命性的变化,进入九十年代在以前巨大进步的基础上渐进地向前发展;各类先进的防水材料都将获得不同程度的发展,低档产品大大减少,中高档产品不断增加,产品质量逐步提高,各类材料互相渗透,互为补充,导致防水系统更加可靠,使用寿命大大延长。 


    一、 建筑防水材料多样化  


          在可以预见的将来,无论哪一种防水材料都不会独霸市场,氧化沥青油毡、改性沥青油毡、高分子防水片材、建筑防水涂料和金属屋面等,都有一定的应用。要新铺和重铺的平屋面中,沥青基和高分子防水卷材仍然占有主导地位,在修理屋面中普遍使用防水涂料,金属屋面以其优越的耐久性和美丽的外观而受到人们的青睐,兼有防水和保温功能的现场喷涂聚氨酯泡沫屋面已为社会所认可。在斜屋面中,沥青油毡瓦和水泥瓦得到普通的应用,美国、加拿大等北美国家以使用沥青油毡瓦为主,欧洲特别是英国则使用混凝土瓦较多。 


    二、 建筑防水仍以沥青基卷材为主  


          在各国的屋面防水材料中;除瑞士等少数小国外,沥青基防水卷材仍占主导地位,如美国约占45%(新屋面)/57%(重铺屋面),日本约占60%,德国约占60%,意大利约占95%,法国约占85%。  


          以氧化沥青油毡为基的叠层油毡屋,总的来说受改性油毡的冲击,应用有所减少,但由于多层可靠性较高,返修率在防水材料中是最低的,胎体已由纸始改为玻纤胎甚至聚脂胎,粘结沥青品质及应用技术有所改善,时至如今仍不失为一种重要的防水材料,这在美国、日本表现得相当明显。日本过去5年实绩多的防水工法排序中,沥青热粘氧化沥青油毡工法高居榜首,占65.8%。美国1999年新铺屋面中热粘叠层屋面占24%,在重铺屋面中占31%,与EPDM片材一起高居一、二位。  


          改性沥青油毡大幅度增长,在意大利、法国、德国、挪威等国已上升为主导防水产品。美国的改性沥青油毡中,APP改性油毡耐高温性能好,宜于在炎热地区使用,由于耐老化性良好,一般不用保护,但根据美国使用的经验,为了延长使用寿命,最好使用带矿物粒料的产品,或在现场涂保护涂料。SBS改性油毡高低温性能均佳,各国普遍反映良好,德国和法国多用这种改性油毡。美国原来使用APP改性油毡较多,但近期SBS改性油毡使用比例逐步增长,1999年新屋面中SBS占13%,APP仅占6%,在1999年重铺屋面中SBS占14%,APP占7%。  


          在胎体方面,纸胎应用大幅度下降,而玻纤胎和聚酯胎呈上升趋势,已发展为主导的两类胎体材料。玻纤毡是目前欧美氧化沥青油毡的主导胎材料,在改性沥青油毡中使用也很多,特别是法国大约有90%的改性油毡使用的是玻纤毡,而且在不同气候下均有成功的长期使用记录。近期聚酯毡突起,聚酯毡强度、延伸率、耐刺穿性、抗撕裂性均好,与改性沥青匹配较好,因而在欧美国家发展很快。在欧美诸国,总的来说目前玻纤胎使用较多,但聚酯毡综合性能远优于玻纤毡,聚酯毡的用量将会超过坡纤毡,特别在改性油毡中将会表现行尤为明显。日本的合成纤维胎占油毡胎体的一半以上,其中聚酯胎和尼龙胎各约占一半。 
      

          各国的氧化沥青油毡绝大多数使用热沥青粘结法施工。改性油毡原以喷灯热熔法施工居多,但美国已由偏爱热熔法转为偏爱热粘法,1998年热粘法的使用比例已上升到75%。  

          氧化沥青油毡叠层屋面一般均铺三层,欧美多以玻纤毡为胎体,最近美国的三层叠层油毡屋面,有的上层用改性沥青聚酯胎油毡,以求使用期更长。  

          改性油毡有双层和单层两种作法,法国、德国、加拿大和美国等多数国家都主张双层铺设,美国的改性油毡标准均指明用于多层屋面和防水构造,美国专家最近还建议单层改性油毡屋面系统也要加铺一层普通基层油毡。 

    三、 高分子防水片材已占据牢固地位  

          在国外,高分子防水片材是普及性仅次于沥青基防水卷材的防水材料。德是、瑞士、美国、日本、英国、荷兰等国的高分子防水片材已渡过了初创、开发、改进和完善的阶段,技术已相当成熟,成为一种重要的防水材料。  

          在国外,使用最多和最为成功的防水材料是PVC和EPDM防水片材。欧洲最早解决了PVC防水片材增塑剂迁移等问题,所用的高分子防水片材绝大多数是PVC防水片材,所占比例也很可观。美国继欧洲之后开发出的PVC及PVC合金片材,用量逐年上升,在过去5年间实际使用最多的屋面防水工法中已排名第二,仅次于沥青热工法。  

           EPDM防水片材在美国和日本使用最为成功,美国几家大公司建成了完整的EPDM屋面防水材料体系,供应各种屋面系统铺设所需的各种材料(包括保温材料)及产品,大大提高了屋面系统的可靠性,1998年美国以EPDM为主的弹性体屋面销售量高达1.34亿m2   

          近年来TPO防水片材正在兴起,欧洲、美国和日本都在积极开发这种产品,因其既具有乙丙橡胶的优异耐候性,又像APP那样可热焊接缝,是一种比较全面的优质防水材料,显示出广阔的发展前景。在美国,TPO的应用已具有相当的规模,1999年在新建平屋面中已占5%,在重铺平屋面中也有4%。  

          从长远看,高分子防水片材综合性能好,使用寿命长,对环境的污染小,因而是非常有发展前景的防水材料。 

    四、 防水涂料向聚合物基和聚合物改性沥青基发展  

          传统的沥青基防水涂料性能欠好,逐渐被聚合物、聚合物改性沥青基防水涂料和纤维增强聚酯防水涂料所取代。使用最多的是聚合物基防水涂料,在聚合物基防水涂料中,聚氨酯弹性体涂料各项性能优良,已成为发达国家的主要防水屋面涂料。丙烯酸橡胶防水涂料则是外墙防水涂料和屋面保护涂料的主力军,但丙烯酯树脂防水涂料因其功能未能满足防水层的要求而遭到淘汰。在聚合物改性沥青防水涂料中,主要使用的是橡胶改性沥青防水涂料,这种材料与沥青基卷材的相容性好,因而在屋面修理中得到广泛的应用,此外在地下室和大型水利设施工程中使用也很成功。 

    五、 复合防水工法受到人们的关注  

          复合防水工法得到日本防水界的重视,创造出不少防水工法,把沥青油毡、改性油毡、沥青基防水涂料、高分子片材、聚合物基防水涂料结合在一起(参见表5-13),收到了较好的成效。 
    美国最近将普遍油毡和改性油毡结合使用,同时发挥了叠层油毡和改性油毡的优点,认为其他任何一种防水系统无法与之比较。复合防水系统可以同时发挥各类防水材料的特长,显著提高防水系统的功能,很有生命力。 

    六、 密封材料向弹性体密封膏过渡  

          世界建筑密封材料的总趋势是用量持续增加,产品向高功能的弹性体密封膏方向发展,而低档油性嵌缝膏的使用比例不断下降,逐步退出市场,中档密封膏将有适度的发展。  

          弹性密封膏主要包括硅酮、聚硫和聚氨酯三种,在日本已占92%,在美国占55%,在西欧占50%以上,估计各国的使用比例仍将继续增加。硅酮用量最大,增长速度也最快,聚氨酯也呈增长趋势,而聚硫密封膏性能较差,应用不断减少,在法国的建筑领域中甚至已完全消失。日本的改性硅酮密封膏,在以混凝土幕墙为中心的建筑中应用愈来愈广,已成为首屈一指的建筑密封膏,欧美都在积极试用,估计将会有一个较大的发展。  

          中档密封膏以丙烯酸和丁基胶密封膏为主,特别是胶乳型内烯酸密封膏对环境友好,价格比较便宜,在小型构件和自己动手(DIY)方面有一定的市场。 

          油性嵌缝膏使用寿命短,用量急剧下降,在日本已降到493吨,在美国用量已小于8%。  

          由于环境保护对VOC(有机挥发物含量)的要求愈来愈高,,溶剂型密封膏将减少,而水性、反应型、热熔型密封膏及预制密封带等低溶剂挥发密封膏将增多。 

    七、 金属屋面再次兴起  

          金属屋面包括钢、铜、铝合金、不锈钢,使用最广的是钢板屋面。美国的直立缝钢板屋面采用20年保证期的现代金属工艺(如镀锌)和有机涂层工艺(如涂偏二氟偏乙烯或硅改性聚酯等),加以研制出可以活动的固定夹方案,耐久性大为提高,因而近年来发展快,1998年金属屋面的用量已达到1.12亿m2。1998年日本的金属屋面和外墙的加工数量为339,209吨,使用数量也相当可观。 

    八、防水施工技术明显改善  

          施工技术改善是国外防水材料发展中的一大特点。氧化沥青油毡的粘接沥青加热装置污染小,符合环保的要求。在改性油毡的铺设中,热粘法和热熔工法已很成熟,橡胶改性沥青冷粘法及自粘油毡在一些国家单一应用愈来愈广。  

          高分子防水片材的铺设方法已由全粘法增加到点粘法、松铺压顶和机械固定法。松铺压顶法施工比较简单、经济,曾经风靡一时,后来发现松铺压顶用的石料,易于落下伤人,使用比例减少,更多地采用机械固定法和全粘法。全粘法适宜用于不规则屋面和风大要求紧密粘贴的地区,在日本用的就较多。机械固定法一方面可使片材与基层脱开,不受基层变形的影响,另一方面又无重荷载压顶,是一种比较理想的施工方法,但要采用增强机型的片材,以免固定定件处发生渗漏。在1998年的美国平屋面铺设中,全粘法恢复到占41%,机械固定法占36%,松铺压顶法占20%以上,倒置屋面占2%。  

          接缝的好坏对于高分子防水片材的铺设至关重要。PVC片材主要以热空气焊接法密封接缝。 

          EPDM片材的接缝已改用丁基橡胶基的胶粘剂;此外水基胶粘剂已进入市场;接缝带和覆盖带以其高得多的接缝强度而呈现明显增长的趋势。  

          为了便利施工和提高施工质量,各国分别研制出沥青基卷材、高分子片材、防水涂料和密封材料用的施工机具和配套件,一些专业化公司可以提供各式各样的施工机具。 

          非破坏判定技术已成为低坡度屋面渗漏的常用方法,这些仪器分别以核、介电和红外线技术为基础,由专门制造厂家供货。 

    九、各国普通实行防水保证期制度  

          随着优质防水材料的采用和对防不机理认识的深化,防水系统的使用期大大延长,SBS改性油毡屋面使用20年后变化很小,PVC防水片材已有成功使用30年的记录,EPDM和金属屋面的使用期可达40年~50年以上,实行防水保证期制度的条件已经成熟。英国、法国、德国对屋面防水实行10年保证期。美国分别实行5年、10年、15年、20年的屋面保证期。日本规定,屋面、阳台、走廊、浴室叠层油毡防水的保证期为10年。  

          防水观念已转变到造价/功能观念上,即不是只考虑造价,而是综合考虑防水工程造价和使用年限,更加着重防水功能的提高,促进防水系统使用期的延长,使之更加接近围护结构的使用期。
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