预铺式高分子自粘胶膜防水卷材及应用

沈春林  褚建军

苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司  

摘要：本文介绍了预铺式高分子自粘胶膜防水卷材的发展、组成、特点、技术要求和应用，随着国家新标准GB/T 23457《预铺防水卷材》、国家新规范GB50108《地下工程防水技术规范》颁布，加上国家建设主管部门的大力支持推广，预铺式高分子自粘胶膜防水卷材应用及市场前景广阔。

关键词：预铺式 高分子防水卷材 应用

1前言

  高分子防水卷材是20世纪八十年代后发展起来的一种新型防水卷材。产品有二十余种。产品执行标准主要有GB18173.1，高分子防水材料 第1部分：片材、GB12952聚氯乙烯（PVC）防水卷材、GB12593氯化聚乙烯防水卷材、GB27789热塑聚烯烃（TPO）防水卷材、JC/T645三元丁橡胶防水卷材、JC/T684氯化聚乙烯-橡胶共混防水卷材。在高分子防水卷材基础上，又发展成带自粘层的高分子防水卷材（带自粘层的+主体材料为高分子的防水卷材，产品执行标准为GB/T23260《带自粘层的防水卷材》）和预铺式高分子自粘胶膜防水卷材（GB/T23457《预铺/湿铺防水卷材》）。早在20世纪80年代，英国、日本、香港等地，在已建成的地铁工程在设计使用年限内，均出现了不同程度的渗漏，引起了工程界的重视。1992年，格雷斯公司发明了预铺防水卷材和施工技术，首次将高分子自粘胶膜防水卷材用于地下工程底板及无施工空间侧墙部位与结构混凝土形成满粘，提供**的防水效果。即施工时将高分子自粘胶膜防水卷材先于主体结构施工而又能反粘于主体结构（需防护结构）的防水材料。2000年后，预铺高分子粘胶膜防水卷材开始引入国内。2009年格雷斯将PV100预铺防水卷材，引进中国市场。2008年11月， 颁布的GB50108-2008《地下工程防水技术规范》中首次将高分子自粘胶膜防水卷材列入该国家规范。2009年，国家颁布了《预铺/湿铺防水卷材》GB/T23457-2009国家产品标准。对产品的推广和使用起到了积极的作用。国内有代表性企业有：北京东方雨虹、江苏凯伦、常熟三恒、广东赛力克、江苏莱德、九鼎宏泰等百余家生产企业。本文就预铺式高分子自粘胶膜防水卷材的组成、产品特点、技术要求、施工要点、工程应用作一介绍，以飨读者。

2 组成

2.1 预铺式高分子自粘胶膜防水卷材构成

  高分子自粘胶膜防水卷材，是以高分子材料片材为主体材料，单面覆有高分子自粘胶膜，自粘胶膜层上覆有耐紫外线的保护层（颗粒保护层）和隔离材料（需要时）等组成。高分子材料片材作为主材，也是主防水层。卷材长边一侧预留70mm宽自粘搭接边。浇筑混凝土时的水泥浆液与卷材粘结层湿固化反应粘结，卷材与结构层**性粘接为一体。由于卷材防水层与混凝土结构层紧密结合，有效防止粘结面串水隐患，提高防水系统的可靠性。也有在高分子防水片材的另一面加一层无纺布，以增加保护高分子片材。图1为预铺高分子自粘防水卷材结构示意图。

图1预铺高分子自粘防水卷材结构示意图。

2.2 高分子主材

 用于预铺式高分子自粘胶膜防水卷材的高分子材料，主要有R类（硫化橡胶）和P类（塑料树脂）二大类。硫化橡胶类有：三元乙丙橡胶（EPDM）、氯化聚乙烯橡塑共混（CPE）；塑料树脂类有“热塑性聚烯烃（TP0）、聚氯乙浠（PVC）、乙烯-醋酸乙烯共聚物简称（EVA）、高密度聚乙烯（HDPE）。而常用的高分子材料为高密度聚乙烯（HDPE）、乙烯-醋酸乙烯共聚物简称（EVA）、三元乙丙橡胶（EPDM）。

2.3 自粘胶层

 自粘胶具备良好的粘接性能，优异的粘弹性、地下环境的耐久性、一定的自愈性能，可吸收部分结构裂缝产生的破坏力，与混凝土结构构形成满粘，防止卷材在发生破坏时地下水在防水层和结构混凝土间窜水。用于预铺式高分子自粘胶膜防水卷材的高分子材料自粘胶料主要有四种：改性沥青自粘胶类、丁基自粘胶类、压敏胶类、丙烯酸弹性自粘胶类。常用的是压敏胶和丁基自粘胶。

  压敏胶型是以树脂或橡胶为主体材料，配以增塑剂、增稠树脂、抗氧剂等其它材料相混而成。

  压敏胶和丁基自粘胶料用高分子原料反应而成，不含沥青成分，克服了沥青类胶料在环境改变的条件下易老化、脆裂，粘结不牢等现象，具有超强的粘结力，和抗老化性能，同时，通过高分子配方技术，加入了多种助剂，使胶料具有随变形的蠕变和渗透功能，使其渗透到水泥素浆的毛细管或孔隙中，形成物理渗透作用。    

3  产品特点

（1）具有较高的抗拉、抗撕裂强度、延伸率，材质的综合性能优异。；

（2）耐酸碱及其他化学介质性能优良。对来自混凝土浆液中的碱水有很好的抵抗性，不受生活垃圾及生物侵害，防霉、耐腐蚀；

  （3）具有抗冲击、抗穿刺自愈性能；能承受直接作用其上的施工荷载及钢筋骨架的冲击，而不需要格外的保护，而直接实施钢筋混凝土浇筑；

（4）自粘胶膜和外表面弹性涂膜层自愈性强，对于轻微施工损伤，有着独特的自我愈合能力；

（5）产品无毒无味，符合环保要求。

（6）合成胶合剂外露面有一层弹性涂膜保护层，避免了高分子自粘胶膜的由于外露不能不耐脏。

4 施工特点

  高分子自粘胶膜防水卷材适用于地下或隧道防水工程，将高分子自粘胶膜防水卷材空铺于基层（垫层）上，将胶结层面向朝向施工人员，然后浇筑结构混凝土，使得混凝土与防水卷材的自粘胶层紧密结合。产品的施工性，有别于其它防水卷材产品，其施工特点如下：

  ⑴混凝土浇铸时，混凝土结构层与防水卷材直接**性粘结为一体，粘结密封性能好，消除了窜水隐患；即使卷材局部遭遇破坏，也会将出水点限定在很小范围内，提高了防水层的维修可靠性；

  ⑵防水卷材与垫层为空铺、无粘结，基层沉降变形不会影响其防水性能；

  ⑶抗冲击和耐穿刺性能优异，能承受直接作用其上的施工荷载及钢筋骨架的冲击，而不需要格外的保护，而直接实施钢筋混凝土浇筑；

  ⑷施工时无需找平，对基层要求低，铺设简单，不受天气及基层潮湿影响，雨季施工及赶工期工程有明显优势；

  ⑸冷施工，无需加热，不需要底油或热气烘干潮湿的基层，无挥发性物质，安全环保；

  ⑹底板施工无需水泥砂浆保护层，省时省钱省力；    

5、施工要点（预铺反粘法）

（1）底板（平面）卷材施工工艺流程：

  清理基层-->基层弹线-->铺设高分子自粘胶膜防水卷材（空铺） -->卷材搭接-->细部节点处理--> 自检、修补、验收-->绑扎钢筋  -->浇注结构底板混凝土。图2为底板防水结构图。

                           图2 底板防水结构图

 （2）立面（侧墙）卷材施工工艺流程：

  围护结构立面基层找平（或安装木板）-->检测、清理立面基层-->卷材定位弹线 -->铺设高分子自粘胶膜防水卷材（空铺）-->机械固定-->卷材搭接 -->细部节点处理-->自检、修补、验收-->绑扎钢筋-->浇注结构侧墙混凝土。

 （3）施工注意事项

   施工人员和质量检查人员，应穿无钉鞋或胶底鞋，禁止在卷材上任意踩踏；接缝施工后，应对卷材接缝进行检查，如发现有破损处应及时处理；

  长、短边搭接宽度均不少于80mm。相邻两幅卷材的短边接头，应相互错开至少600mm，以免多层接头重复而卷材粘贴不平服，造成渗漏水隐患。

  复杂部位的卷材搭接缝、剪裁缝和收头等，应采用配套密封胶进行密封。防水施工完毕后，应尽快隐蔽保护，以防止被破坏。焊接钢筋部位，应用木板或其他材料保护已铺完的卷材，防止焊渣损坏防水卷材。

  绑扎钢筋或浇筑混凝土时，应注意对防水层的保护，避免遭受破坏。严禁在防水层上堆放杂物。

6 技术要求（GB/T 23457-201×《预铺防水卷材》送审稿）

6.1 规格

  P类：主体材料厚度至少为：0.7mm、1.0mm、1.2，对应的卷材全厚度：1.2mm、1.5mm、1.7mm.

  R类：卷材全厚度为：1.5mm、2.0mm。

6.2 外观

  成卷卷材应卷紧卷齐，端面里进外出不得超过20mm.

  成卷卷材在4℃～45℃任一产品温度下展开，在距卷芯1000mm长度外不应有裂纹或10mm以上的粘结。

  卷材表面应平整，不允许有孔洞、结块、气泡、缺边和裂口。

  每卷卷材接头接头处不应超过一个，较短的一段长度不应少于1000mm，接头应剪切整齐，并加长150mm.

6.3 物理力学性能

  预铺式高分子自粘胶膜防水卷材的物理力学性能应符合表1要求。

 表1预铺式高分子自粘胶膜防水卷材物理力学性能

7 工程应用

  高分子自粘胶膜防水卷材适用于工业与民用建筑的隧道、地下工程、地下连续墙、水渠、人防、地下综合管廊、军事设施等的防水、防渗、防潮工程。不适宜用于屋面防水工程。

  现将预铺式高分子自粘胶膜防水卷材应用的典型案例作一简要介绍：

  （1）地下车站防水工程施工技术

  2012年《中国建筑防水》杂志第16期介绍了南京地铁3号线地下车站结构的防水施工技术，对工程采用了1.5mm PV100高分自粘胶膜防水卷材及材料的性能特点、底板和侧墙柔性防水层的施工工艺、细部节点的防水构造以及施工注意事项进行了阐述。从材料应用结果看，只要真正做到选好材料、完善设计、、精心施工和认真监管，地铁及其他地下工程的渗漏水问题是可以从根本上得到解决。

  （2）隧道工程中的应用

 《深圳土木与建筑》2013年9月第10卷第3期，介绍了预铺高分子自防水卷材在隧道工程中的应用。介绍了预铺高分子自粘防水卷材的防水机理、以及在矿山隧道中应用优势；并且从防水机理、防水效果、材料性能和施工工艺等方面与传统防水进行了比较；详细介绍了该材料在现场施工过程中特别注意的事项和针对具体问题的解决方案。在宜巴高速、达陕高速、重庆地铁六号线期TBM项目等国内高速公路隧道、轨道交通隧道项目，预铺高分子自粘防水卷材在隧道防水工程中的应用是成功的。

  （3）南水北调配套工程东干渠输水隧道防水施工

  2014年《中国建筑防水》第16期，介绍了北京市南水北调配套工程东干渠输水隧道采用PMH专用胶带和配套材料，将PMH-3040高密度聚乙烯自粘胶膜防水卷材粘贴于盾构管片内壁的施工工艺，总结了高分子自粘胶膜防水卷材在隧道施工中的施工要点和质量控制要点。其施工效果，明显好于传统盾构法隧道施工采用的防水板。

  （4）城际铁路地下室车站与区段防水施工技术

  2014年《中国建筑防水》杂志第9期，长株潭城城际铁路地下室车站与区段采用预铺反粘法施工高分子（EVA）自粘胶膜防水卷材的防水施工技术，详细阐述了预铺反粘法施工工艺，并对卷材搭接接缝、附加层处理、施工缝、变形缝等处的防水施工作用了详细介绍。这种新型的施工方式有效解决了地下工程易出现窜水的难题，提高了建筑防水工程的可靠性和耐久性。

8 结语

  预铺式高分子自粘胶膜防水卷材是最近几年发展起来的新型建筑防水材料，它是是一种依附于主体结构上，与主体结构粘结为一体，与基层或垫层空铺的新型防水理念，其防水系统与主体结构一起成为“结构自防水”系统。其独特的材料特性和质量优势，适用于各种地下建筑、洞库、隧道、地铁、地下综合管廊、市政建设等防排水工程，可以有效地解决地下工程的防水问题，虽然该材料在国外已有20余年的历史使用经验，但在我国也已进入推广应用阶段。2010年国家住建部以（建质〔2010〕170号）颁布了《建筑业10项新技术》，其中“地下工程预铺反粘防水技术”列入“第八项防水新技术”之中。

  预铺式高分子自粘胶膜防水卷材虽有众多的成功案例，在国内生产和应用的时间还不是很长，其可靠性和耐久性还没有得到充分的证实，究竟哪一种基材与什么样的自粘胶，在可靠性和耐久性上更有保障还需要更深入的研究。因此，在生产上高分子材料、自粘胶料、施工工艺、长期效果等仍要不断在应用实践基础上，不断加以改进、完善、提高。在施工中不仅关注如何做好卷材防水层，也需要对结构自防水设计、混凝土配比与生产、混凝土浇筑与养护等混凝土浇铸系统加以重视。

  正在修订的GB50108（征求意见稿）中条文说明提到了：“合成高分子自粘胶膜预铺防水卷材在地下工程防水中的应用比较成熟，质量相对保证，主体材料的力学性能能够满足预铺施工工艺的要求，不做保护层也可以达到预铺反粘的施工效果。”

  我们相信，随着国家新标准GB/T 23457《预铺防水卷材》、国家新规范GB50108《地下工程防水技术规范》颁布，加上国家建设主管部门的大力支持推广，预铺式高分子自粘胶膜防水卷材及施工技术市场前景广阔。