建筑防水材料特性及应用

建筑防水材料生产工艺、特性及应用广东总工办主任吴光文2012年4月目录1、主要防水材料生产工艺简介2、常规防水材料特性及应用3、新型防水材料简介及应用前言防水材料通过施工形成整体防水层，防水工程是建筑功能的组成部分。不仅关系结构安全和结构耐久性，且直接影响到建筑的功能和正常使用。房屋渗漏原因很多，材料是基础，防水材料选用的品种和质量，取决于业主和设计的正确决策，但目前防水材料市场极不规范，产品品种多而杂乱，低质和假冒产品价格低，具有诱惑力，给业主和设计决策造成困难。为此建设部自2004年以来相继发布导向政策，制修订系列标准规范。建筑物渗漏所造成的危害和财力物资的损失难以估量。越来越多的人们意识到选择性能档次高，质量可靠的防水材料，一次性投资虽然比选用低质、劣质材料高一些，但使用寿命长，年均成本是低的。耐水性：即防水材料对水不吸收，在水的长期作用下保持性能和功能，在水的压力作用下不穿透能力力学性能：一定拉伸（抗压、抗折）强度和抗变形能力，即在抵御使用过程结构变形和施工过程受力后适应变形的能力，如抗拉强度、延伸性能、抗撕裂力、抗疲劳能力、抗穿刺能力、抗震能力等。耐化学性能及对温度的适应性：即在化学介质及微生物长期侵蚀下保持性能和功能，高湿下不收缩、不变形，低湿下保持柔性、韧性、不胀裂。建筑防水材料应具备的基本性质：耐久性：即在大气环境作用下，能抗御紫外线、臭氧、酸雨及风沙冲刷下的性能稳定，材料储存性能稳定。良好施工性：即材料按一定工艺流程施工的性能，包括施工方便，较少受操作工人技术水平、气候条件、环境条件的影响。环保性：在防水材料生产和使用过程中，不污染环境和有害人体健康。以上方面的性能是相互关系、相互制约的，在研究材料性能时，应把各方面性能联系在一起，统一考虑。一、主要防水材料生产工艺卷材生产线包括三大功能单元：高聚物改性沥青生产、卷材生产线、计算机全程监控系统。配料系统：①导热油供热，自动控温；②先进可靠的计量监测设备，计量精确度0.5%；③配料——在人机界面上输入配方，PLC程序按设定配方顺序自动加料；④高剪切研磨均化设备——德国SM-D3/HK，1200L/min，电机功率250马力，磨盘最小间隙0.02mm。保证SBS改性剂经胶体磨研磨机研磨后粒径在5~25μm之间，保证改性剂与沥青的充分混合。⑤高速搅拌、高剪切沥青改性过程中起决定作用的是研磨过程，只有最先进的高效设备才能保证SBS与沥青的充分混合，保证SBS在沥青中形成连续网状结构，达到改性目的。主生产线：主生产线自动化程度高，自动调偏、划线，撒砂和覆膜自动跟踪，确保外观质量和物理力学性能。——50m/min。——四处主驱动均采用变频技术，无级调速和各工序同步，张力最小，胎基不变形。——三处撒砂，两处覆PE膜和划线装置，电子眼自动跟踪系统，调整卷材位置始终在一条线上。——撒砂速度自动跟踪，保撒砂均匀。——划线。——卷取：135m/min；驱动的核心部件采用国际领先的控制技术，长度误差在±2mm；无级变速，卷材不受内应力，以保卷材卷紧、卷齐。防水卷材生产工艺流程图展开架拼接台停留架干燥器预浸池冷却涂油池划线覆边膜成品自动卷胎基调偏机胎基水槽压实辊装置停留架毡系统撒布器粗砂上料粗砂面砂撒布器上料细砂砂回收装置覆底膜底砂撒布器覆面膜粗砂细砂成品调偏机预浸液配制罐(2个)沥青泵P5P7返回泵涂盖料储罐16tP4沥青泵P6返回泵14tX2涂盖料配制罐改性剂SBS/APP填料沥青P3沥青泵沥青储存罐沥青沥青泵P2罐车500t×2填料上冷却压花循环水泵水箱水泵循环冷却塔导热油加热系统胶体磨厂区自来水补水口储油槽高位循环泵导热油输送泵导热油导热油环保系统排烟布袋除尘器排尘东方雨虹改性沥青防水卷材生产线工艺流程图料装置原料库72m/h3120万大卡张力自动调节调速张力自动调节调速变频调速主驱动同步驱动德国SIFFER胶体磨美国SIEMENS公司MCC自动卷毡机温度控制自动调节画线装置自动调偏机生产线总貌监视画面覆上表面膜或撒砂及覆边隔离膜覆下表面隔离膜冷却定型、储存胎体展开胎基搭接、储存、烘干预浸、挤干、涂油冷却计量、截断卷取检验、入库卷材成型生产流程:卷材生产流程图说明:1、改性工艺打入沥青和减三线油、沥青升温和脱水，升温至180~185℃，加入SBS等改性剂，经过30分钟软化、机械搅拌溶融后，开动胶体磨研磨均化，进行沥青的物理改性。经过45~50分钟的研磨，温度达到190~195℃，研磨和均化基本完成；加入填料，保持温度在185~195℃的条件下搅拌1小时；中控检测合格后出料，温度控制在185~195℃范围。卷材生产流程图说明:2、生产工艺准备工作做好之后，生产班长组织开机生产，车速从“0”开始加速，并不断调整预浸和浸渍两部分的速度，保持生产线张力基本平衡，避免因车速不匹配造成生产线局部张力过大而拉断或拉窄胎基，影响正常的生产和造成不必要的浪费。经胎基开卷、胎基干燥、张力调节、调偏、浸油、涂油、冷却、双面撒砂、冷却定型、储存、收卷等工序后，生产出成品防水卷材。高分子卷材生产线2、合成高分子卷材生产线:主要生产过程为：物料经计量进入中间仓、挤出机、换网过滤器、计量泵、三辊机进行挤压，继而根据工艺需要进行切边和分切适合的宽度，再经冷却、测厚和牵引装置后进入成品储存架、成品调偏机组，之后进入“卷毡系统”，对成品卷材进行切割包装。主要生产工艺流程如下：原材料混和脱水干燥、配比→真空输送→温控加热→模头挤出→辊压冷却（辊内冷却水辊冷）→切边、划线→测厚→涂覆自粘沥青→排组风冷→覆膜→成品储存、调整系统（储存系统兼有卷材再冷却及打包调整储备的作用）→卷材导向辊→卷毡机→包装机。高分子自粘胶膜防水卷材生产线双螺杆挤出粉料预混真空吸料计量输送三辊压光冷却涂覆热熔压敏胶胶原料加热搅拌单螺杆挤出冷却涂覆保护涂层涂层原料高速搅拌喷涂涂层烘干覆隔离膜收卷聚氨酯生产线主貌生产线由主反应釜、液料加入系统、粉料加入系统、TDI加入系统、加热系统、冷却系统、充氮系统、溶剂清洗系统和包装系统组成。其中核心设备为反应釜，采用双搅拌系统，慢速为刮边搅拌，高速为分散搅拌，分散搅拌速度可以在0-750RPM任意调节，保证分散效果。聚氨酯防水涂料生产设备冷凝液分离器(A)真空泵(A)真空泵(B)空气分离制氮机氮气储罐冷凝液分离器(A)反应釜(A)反应釜(B)成品储罐项目号工程名称图名审核负责人设计制图审定聚氨酯防水涂料生产线单组分聚氨脂工艺流程图去热导热油锅炉来自热导热油锅炉冷导热油储罐冷导热油循环泵导热油冷却器循环(出料)泵成品输送泵去灌装岗位冲洗液储槽主原材料储槽(液料)主液料卸料口辅助液料进料口流量计液料加料泵冷凝器(A)冷凝器(B)缓冲罐过滤器（A）过滤器（B）粉料加料口粉料加料口液料加料泵聚氨酯防水涂料生产流程核心设备－聚氨酯反应釜（俗称搅拌或制备器），采用国际最先进的双轴搅拌系统。高速为分散搅拌可在0-750r/min任意调节，确保反应均一。慢速为刮边搅拌，使釜内物料充分混合。双轴搅拌反应釜在国内制造的生产线中是独有的技术。先进的控制系统：控制系统PLC采用德国西门子公司系列产品，高速搅拌采用LG变频控制产品，选用E-VIEW公司彩色触摸屏作为人机界面，从而保证系统的先进、稳定、可靠。精确的计量系统：基本液料的计量采用涡轮流量计，计量精度在0.5级以上，整个液料输送过程均自完成，无需人为干预，保证配比准确。充氮系统：在单组分产品整个生产工艺中十分重要，它将给反应釜内的物料提供保护，即物料与空气中水分隔绝，从而保护聚氨酯防水涂料不会在生产过程发生聚合。二、硬件条件水性涂料车间改性沥青卷材车间二、常规防水材料特性及应用防水材料沥青基防水卷材聚物改性沥青自粘沥青氧化沥青高分子防水卷材橡胶类树脂类橡塑类其他类防水材料材料有机材料瓦类金属/混凝土瓦类喷涂聚氨酯防水保温一体特种工程专用树脂类防水涂料复合类沥青基类橡胶类反应型挥发型丙烯酸EVA挥发型聚合物水泥反应型聚合物水泥聚合物改性沥青沥青涂料防水密封材料合成高分子密封材料高聚物改性沥青刚性防水材料防水混凝土防水砂浆刚性防水涂料止水堵漏材料橡塑类快凝快硬性注浆材料1、SBS(APP)改性沥青卷材①新型卷材中主流，九五以来推广的重要主项，[218]聚酯胎Ⅱ型明确用于Ⅰ、Ⅱ②组成及品种规③执行标准、性能GB18242-2008④突出特点及适用范围聚酯胎厚度大，拉伸强度高，延伸率大，温度适应范围宽，对变形和开裂适应性强（允许裂6.9mm）、优异化学性能（耐腐、耐老化）、优异应用性能（耐疲劳）和施工性能、环境性能。适用Ⅰ、Ⅱ级屋面、地下设计要点：叠层构造，（3+3）（3+4）（4+4），单层≥4mm，外露时选用页岩片覆面或涂浅色涂料，铺块材，抹砂浆等保护；屋面Ⅰ级可为3+3+40细石混凝土，一般屋面也可与涂料做复合防水。施工：热溶法、机械固定法玻纤胎，拉伸强度高，耐腐，耐老化，用于结构稳定的一般工程APP适用于高温高湿。SBS/APP产品构成•APP（塑性体）改性沥青防水卷材（长纤聚酯毡/无碱玻纤毡，GB18243国标Ⅱ型）。•GB18243标准的APP改性沥青防水卷材，胎体分为聚酯胎、无碱玻纤胎、按性能分Ⅰ、Ⅱ型。•长纤聚酯胎（Ⅱ型）APP改性卷材力学性能和耐腐蚀等性能同于SBS，但比SBS耐热度高（130℃）、低温柔度也较好（-15℃）也具有，对基层伸缩或开裂变形适应性强。热熔施工（或热沥青）可靠度高等特点•适用范围：Ⅱ型在“十一五”公告（第6598）中明确，适用于防水等级Ⅰ、Ⅱ型的屋面和地下工程，尤其适用于炎热地区的屋面，耐植物根穿刺的APP阻根卷材，可用做种植屋面阻根防水层。•Ⅰ型仅适用于屋面工程（Ⅰ—Ⅳ级）•应用要点同于SBS2、塑性体(APP)卷材特点、应用要点卷材外观自粘型改性沥青防水卷材序号名称产品描述突出特点适用范围1自粘橡胶沥青防水卷材（无胎体）•由自粘沥青和覆面膜组成（-PE、AL）•厚度1.2，1.5，2.0（mm）•低温柔性好，延伸率大•适应伸缩和开裂变形•自愈合（钉自密）•冷粘结，剥离粘结力›1.5N/mm•PE面适用一般建筑非外露屋面、地下，尤其适用坡屋面、AL面可用于外露•单层，厚度›2mm•双层，1.5+1.5•无膜，只适用辅助涂硅隔离膜（纸）自粘沥青层聚酯无纺布胎SAM-930自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材构造自粘沥青层PE、S、AL涂硅隔离纸自粘橡胶沥青层HDPE膜SAM-920自粘橡胶沥青防水卷材构造产品原执行JC840-1999《自粘橡胶沥青防水卷材》，现执行GB23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》国家标准。产品原执行JC898-2002《自粘聚合物改性沥青聚酯胎防水卷材》，现执行GB23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》国家标准。序号名称产品描述突出特点适用范围2自粘沥青聚酯胎防水卷材•聚酯胎上/下涂自粘沥青，表面覆硅纸（膜）•JC898—2002行标,分Ⅰ、Ⅱ型•2mm，3mm，PE膜也有1.5mm—与无胎比较—拉伸强度高Ⅰ（350N）Ⅱ（450N）—Ⅱ型低温柔度优异—30℃弯曲不裂—聚酯胎，抵抗压力小能力强，不透水性0.3MPq•适用于一般建筑屋面、地下•尤其适用坡屋面做防水垫层•单层›3mm•双层，2+2mm3单面/双面湿铺自粘聚酯胎防水卷•以聚酯纤维无纺布为胎基，两面涂自粘改性沥青，上下表面覆涂隔离材料国标•聚酯胎抗拉强度高、延伸率较大，耐撕裂性和耐磕破性强，对基层伸缩和开裂变形适应性强，采用湿铺法施工，特别适合潮湿多雨季节施工•适用于建筑屋面、地下室•单层›3mm•双层，3+3mm产品执行GB/T23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》国家标准。产品执行GB/T23457-2009《预铺/湿铺防水卷材》国家标准。PE、SSBS沥青层聚酯无纺布胎SAM-940预铺反自粘聚合物改性沥青防水卷材构造SBS沥青层自粘沥青层隔离膜项目指标ⅠⅡ可溶物含量/(g/m2)≥2.0mm1300—3.0mm21004.0mm2900拉