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【科普】建筑防水科學

作者:網站管理員 來源:本站原創 日期:2017-4-5 19:31:41 點擊:1368 屬于:新聞資訊

建筑防水是一門綜合應用科學。復雜的建筑結構、多變的建筑風格、不同的地質水文和氣候條件,材料和工法的選用必須因地制宜。從原料選擇、產品研發、應用驗證、質量控制、銷售顧問、物流供應、工程施工到善后維護,每個環節都需要人們認真對待,用系統思維、系統產品、系統技術、系統組織架構和專業人員配置來解決防水問題。

一、大自然的饋贈,要善加利用

瀝青--源自自然的饋贈

瀝青,大自然在億萬年前為人類留下的珍貴禮物,現代防水事業不可多得的環保材料。瀝青源自石油,以其獲取方式而被命名。地下石油層隨地質遷移而曝露于地表層,經過長期揮發與氧化形成瀝青湖,被稱作天然瀝青;而通過人工對石油進行提煉后留下的蒸餾殘渣,便是石油瀝青。因提煉方式不同,石油瀝青的性質和標號也各不相同。在古代,天然瀝青是瀝青的主要來源;但在今天,石油瀝青嶄露頭角,憑借發達的物流體系流轉于工廠的高溫儲罐之間,延續著瀝青幾千年的使命。

瀝青防水--三千多年的傳承

作為一種性質優良的防水材料,瀝青的應用歷史幾乎是人類文明發展史的一面鏡子。時光回溯到公元前1200年,在天然瀝青儲量豐富的美索不達米亞地區,人們已經懂得將瀝青涂抹于陶器和船體之外,用于裝飾和防水的用途,他們還在粘土磚中使用瀝青作為天然的粘合劑。在古巴比倫空中花園和中國古長城等古代建筑奇跡中,瀝青被作為防水劑、密封劑和粘合劑而廣泛使用。尤其是古巴比倫道路遺址中,科學家驚奇的發現在路面石板和燒過的磚面之間,有著瀝青涂抹的痕跡,這種結構可以被稱為現代混凝土公路的雛形。

解構瀝青--流動的黑色精靈

人類發現和應用瀝青的歷史極為悠久,但直到十八世紀之后,人類才在現代先進的顯示儀器的幫助下逐漸揭開瀝青的神秘面紗。瀝青,一種富含瀝青質、膠質和油脂的黑褐色粘稠物質,天然擁有作為防水材料的6大特性:1.熱塑性材料,可以熱焊接;2.惰性基團居多,不易老化;3.富含憎水基團;4. 結構致密,水分子無法穿透;5具有天然流動性,有一定的自愈能力;6.具有極強的粘性,是天然的粘合劑。1927年澳大利亞的托馬斯·帕內爾博士開始了歷史最長時間的瀝青滴落實驗,在之后的80多年間共見證了9滴瀝青的滴落,以最直觀的方式向世人證明了瀝青是一種粘性極強、高度致密并在常溫下具有流動性的物質,成為瀝青研究史上的一座豐碑。

改性--孕育瀝青的新生

現代建筑結構復雜,防水要求高,在天然瀝青難以招架之時,SBS瀝青改性劑應運而生。SBS瀝青改性本質是通過向塑性的瀝青中添加橡膠性質的SBS材質,使瀝青的穩定性、機械性能和耐老化性能得到大幅提升。借助高倍顯微鏡,我們可以看到SBS材質在瀝青中一系列物理反應與化學交聯。顆粒狀的SBS在融入瀝青后會吸收油脂溶脹,體積擴大9倍,不但會將瀝青質包裹其中,并相互鏈接形成一個穩定的空間網絡。經過膠體磨的反復研磨和混合,使SBS顆粒更加細膩、質地更加均勻,SBS改性瀝青材料的性能更加穩定。

二、瀝青應用,尊重科學,防水需要腳踏實地

粘接--瀝青與混凝土的相逢

瀝青與混凝土是現代防水體系中一對默契的搭檔,在熱火中緊緊相擁。熔融成液態的改性瀝青,將空氣擠出,浸潤到混凝土表面凹凸不平的孔隙中,使瀝青與混凝土凹槽形成牢固的物理鉚合,與相互分子間的色散力和化學鍵合力共同作用,對抗外力的剪切與剝離,它們將在未來幾十年中將一直保持這樣的姿態,歷久彌實。

而改性瀝青本體材料之間,在溫度和壓力的作用下形成的牢固粘接,有助于形成連續完整的防水層,為建筑物有效屏蔽水的侵害。

選擇優質天然瀝青和重交石油瀝青,采用獨有的配方精制成的改性瀝青防水卷材,與混凝土基層密實粘接后,每100平方厘米的面積上,垂直方向用三、四個普通成人的重力也無法將其從基層上拉開。

砼裂縫--見證胎基的誕生

在混凝土與瀝青卷材緊密結合后,混凝土調皮的本性開始顯露。溫度、荷載和不均勻沉降,使混凝土表面的裂縫持續發生,對防水層構成威脅。一旦混凝土表面開裂,裂縫將向與之緊密粘接的勻質防水材料層延伸并最終將其拉斷,這就是“零延伸斷裂原理”。

缅甸玉祥娱乐平台 在改性瀝青片材中間設置一道胎基加強,可以很好地對抗零延伸斷裂對防水層的傷害。具有抗拉強度的胎基能夠阻止裂縫繼續延伸,使防水構造的功能得以存續。而被改性瀝青料浸透的胎基,本身也具備了防水功能。

老化--與時間的賽跑

除混凝土裂縫之外,所有防水材料還有一個共同的“天敵”——材料老化。當瀝青材料長時間露在溫度、光照、空氣下時,使瀝青由溶膠型向溶膠-凝膠和凝膠型轉化,反映在卷材表面的宏觀現象就是變硬,變脆。精良的改性可以大大提高瀝青的材性,保證防水層的厚度和設置保護層避免暴露是延緩老化的必要措施。

滲漏--違背科學的懲罰

缅甸玉祥娱乐平台 粘接原理、零延伸原理和老化原理,是防水材料結構設計和防水構造系統設計所要遵循的三大科學原理。

由于混凝土基層和保護層會給與之緊密粘接的勻質防水材料構成威脅,表層微觀損傷在防水層服役期間持續發生,直至失效。

雙層或多層改性瀝青卷材防水構造,每個層次都有它的使命:上下表層的瀝青涂蓋料作為緩沖層,延緩表層損傷及老化向防水層中間發展;上下層的胎基則阻止了損傷的繼續發生,使居于其中防水層性能得以最大程度地彰顯,從而使防水層與建筑同壽命成為可能。

然而,違背基本原理的市場行為正在持續發生:為了降低造價,大量工程使用無胎薄型改性瀝青卷材作為主防水層,由于無法阻止零延伸斷裂,滲漏最終無法避免;而出于趕工期的需要,用水泥砂漿作為卷材的粘結料,這不僅浪廢了瀝青的天然粘結性,并且砂漿粘結層擴大了零伸斷裂的風險。而濕作業現場,由于擠出砂漿液的污染,卷材搭接面無法密實粘合,從而整個防水層也無法形成一道連續完整的屏障,建筑建成就漏的情況時有發生。這是對違背科學原理行為的必然懲罰。

三、系統防水,善待建筑,防水沒有那么簡單

建筑防水是一門綜合應用科學。復雜的建筑結構、多變的建筑風格、不同的地質水文和氣候條件,材料和工法的選用必須因地制宜。從原料選擇、產品研發、應用驗證、質量控制、銷售顧問、物流供應、工程施工到善后維護,每個環節都需要人們認真對待,用系統思維、系統產品、系統技術、系統組織架構和專業人員配置來解決防水問題。

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