編者按:
《建筑與市政工程防水通用規(guī)范》是全文強制性規(guī)范。它與法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章中的技術(shù)性規(guī)定配合形成“技術(shù)法規(guī)”體系，是建筑與市政防水類各種具體技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的依據(jù)。任何標準都有一定的理論基礎(chǔ)、技術(shù)背景。只有理論上對它宏觀認識，才能很好地理解規(guī)范、運用規(guī)范，不會局部地糾結(jié)于某一條文，形成完整理解的思想體系。浙江魯班防水邀請浙江工業(yè)大學(xué)張文華教授對規(guī)范的一些理論問題進行分析。希望對大家有所幫助。
材料是做好防水工程的基礎(chǔ)，防水材料應(yīng)具備滿足工程防水需求的性能。防水材料的全壽命一般要經(jīng)歷生產(chǎn)、運輸、堆放、施工、使用等多個過程。2023年4月1日開始實施的強制性工程建設(shè)規(guī)范《建筑和市政工程防水通用規(guī)范》GB 55030-2022的第三章提出了防水材料工程要求。什么是防水材料工程要求？決定防水材料工程要求的因素有哪些？防水材料的工程要求有哪些方面？用哪些性能指標體現(xiàn)？
1、概念
1.1 防水材料工程要求
防水材料工程要求是指防水材料滿足工程要求應(yīng)具有的性能。工程要求一般有兩方面，一是工程使用要求，防水材料滿足使用要求所應(yīng)具有的性能，這是比較容易理解的；二是工程施工要求，防水材料滿足施工要求所應(yīng)具有的性能，比如防水涂料的流平性、凝膠時間、干燥時間，預(yù)鋪防水卷材的抗沖擊性能等。通用規(guī)范第三章材料工程要求是指材料滿足工程使用要求所應(yīng)具有的性能。
性能：是指機械、器材、物品等所具有的性質(zhì)和功能。
防水材料性能：是指防水材料在外界作用下所呈現(xiàn)出的各種性質(zhì)和功能，包括力學(xué)性能、物理性能、化學(xué)性能等，這些性能在材料標準中通過指標項目和指標值來表達。
2、外界的作用
防水材料使用過程中，除內(nèi)在原因使其組成、構(gòu)造、性能發(fā)生變化以外，還長期受到周圍環(huán)境及各種自然因素的作用。防水材料的工程要求表現(xiàn)為在設(shè)計工作年限內(nèi)防水材料受到這些外界作用時仍具有滿足使用要求的性質(zhì)和功能。這些外界的作用可概括為以下幾方面：
2.1 物理作用
物理作用包括環(huán)境溫度、濕度的交替變化，即冷熱、干濕、凍融、風(fēng)吹、雨淋等的循環(huán)作用。材料在經(jīng)受這些作用后，將發(fā)生膨脹、收縮，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力；或材料中組分產(chǎn)生遷移，如防水材料中的軟化劑、增塑劑等向空氣中揮發(fā)等；溫度的頻繁變化會使屋面防水層、變形縫的止水帶等產(chǎn)生曲撓疲勞；防水層長期浸水產(chǎn)生的溶脹等。這些物理作用長期反復(fù)的結(jié)果將使防水材料外觀和性能產(chǎn)生變化。
2.2 化學(xué)作用
化學(xué)作用包括大氣環(huán)境中的臭氧和水環(huán)境中的酸、堿、鹽等溶液或其他有害物質(zhì)對材料的侵蝕作用，以及氣候環(huán)境的日光、陽光、紫外線、雨水、酸雨等對材料的作用。如臭氧產(chǎn)生的氧化反應(yīng)會使材料的分子鏈斷裂，對合成高分子材料的老化影響很大；紫外線對聚氨酯防水涂膜產(chǎn)生的光氧化反應(yīng)，會導(dǎo)致涂膜層的力學(xué)性能、顏色、光澤度的變化；酸、堿、鹽等化學(xué)溶液的長期浸泡可能使防水卷材或防水涂膜受到侵蝕或溶脹等，影響防水材料的性能。
2.3 機械作用
機械作用包括荷載的持續(xù)作用或交變作用引起材料的疲勞、沖擊、磨損等作用。機械作用可能直接造成防水層被拉斷、戳破，造成防水層失效，也會讓防水層長期處于反復(fù)變形狀態(tài)下產(chǎn)生屈撓疲勞和拉伸疲勞，使卷材斷裂或加速老化。
2.4 生物作用
生物作用包括菌類、昆蟲等的侵害作用，導(dǎo)致防水材料發(fā)生腐蝕、蟲蛀等破壞。
3、防水材料應(yīng)具備的性能
3.1 力學(xué)性能
防水材料應(yīng)具有足夠的強度、剛度、韌性、硬度和延展性，以抵御使用過程結(jié)構(gòu)變形和施工過程受力后適應(yīng)變形的能力。防水材料的力學(xué)性能主要有抵抗外力作用的強度指標和抵抗變形能力的延展性指標。
防水材料強度指標主要有拉伸強度，定伸強度，撕裂強度，粘結(jié)強度，園球頂破強度，抗沖擊性能，抗靜態(tài)荷載，接縫焊接強度，邵氏硬度等。按照試驗方法的不同撕裂強度又分為釘桿撕裂強度、直角撕裂強度和梯形撕裂強度；粘結(jié)強度又分為剪切粘結(jié)強度、剝離粘結(jié)強度和持粘性。
防水材料的延展性指標主要有伸長率或延伸率，低溫彎折性或低溫柔性，回彈率或彈性回縮率。伸長率分為斷裂伸長率、最大拉力時伸長率。
3.2 物理性能
防水材料應(yīng)具有與各種水、濕、熱等物理作用過程有關(guān)的性能，以滿足防水、排汽等要求。防水材料的物理性能指標主要有密度或容重、固含量、抗?jié)B性、不透水性、含水率、細度、透汽性、溫度穩(wěn)定性等物理性能。
3.3 耐久性能
防水材料應(yīng)具有足夠的耐久性和耐腐蝕性，在外界環(huán)境和自然因素的作用下能夠抵御氧化、水分、光線和其他外界因素的影響，保證材料性能和防水功能的長期穩(wěn)定性和使用壽命。
防水混凝土的耐久性主要表現(xiàn)為抗?jié)B性、耐凍融、耐風(fēng)化、抗侵蝕等的性能，通過混凝土抗?jié)B等級、電通量、碳化深度、凍融循環(huán)次數(shù)、最大干濕循環(huán)次數(shù)等指標進行檢測。
柔性防水材料的耐久性主要表現(xiàn)為耐紫外線、耐臭氧、耐酸雨、耐水、耐干濕、耐凍融、耐介質(zhì)腐蝕等的性能。將防水材料試樣通過紫外線照射，放置到一定濃度臭氧、熱空氣、酸、堿、鹽、腐蝕性介質(zhì)溶液或干濕交替、凍融交替環(huán)境中，經(jīng)過一定的時間或次數(shù)后檢測拉伸強度、伸長率、粘結(jié)強度、耐熱性、低溫柔性等性能的保持率，保持率越高，說明耐久性越好。
3.4 施工性能
防水材料應(yīng)具有一定的施工性能和加工性能，易于使用和加工，能夠滿足防水施工的要求。如防水涂料易于攪拌均勻，具有足夠的施工時間，涂料涂刷后有較好的流平性，立面不會出現(xiàn)流掛現(xiàn)象，成膜過程受外界因素影響小等，防水卷材易于開卷，開卷后表面平整、易于鋪貼，粘結(jié)劑涂刷后能盡快鋪設(shè)防水卷材，易于輥壓排除卷材下的空氣，接縫粘結(jié)或焊接可操作性強等。另外防水施工對防水材料的基本性能影響小也是防水材料施工性能的要求之一，如現(xiàn)場成型的防水涂膜的與試驗室成型的涂膜的質(zhì)量應(yīng)基本相同，改性瀝青防水材料熱熔施工對材料的損傷小等。
3.5 安全性能
防水材料應(yīng)滿足防火安全、人身安全、環(huán)境安全等的要求，不應(yīng)對施工者和使用者的人身造成傷害。在施工和使用中不得出現(xiàn)有毒物質(zhì)的揮發(fā)。防水混凝土中的放射性元素，柔性防水材料中甲醛、游離甲醛、揮發(fā)性有機物（VOC）、苯酚、乙二醇醚、鄰苯二甲酸、多環(huán)芳烴、氨、游離二異氰酸酯、鉛、汞、砷等有害物質(zhì)限量應(yīng)滿足相關(guān)標準要求。
4、通用規(guī)范第三章“材料工程要求”的思考
4.1 全面性和重點的關(guān)系
防水材料應(yīng)具備力學(xué)、物理、耐久、施工和安全五個方面的性能要求，每個方面又有多個相應(yīng)的指標才能滿足工程要求。通用規(guī)范第三章所列的所有防水材料的性能要求都是不全面的。如第3.3節(jié)防水卷材和防水涂料，主要列出了耐久性的部分指標，卷材接縫剝離強度和不透水性，耐根穿刺和厚度要求，明顯缺少了防水材料的力學(xué)性能、物理性能等基本要求。
筆者認為通用規(guī)范第三章的出發(fā)點主要有三點，一是強調(diào)防水材料耐久性與工程防水設(shè)計工作年限之間的關(guān)系。在通用規(guī)范出臺之前，工程中對防水材料的要求主要是基本的物理和力學(xué)性能，工程抽檢指標主要為拉伸性能、不透水性、耐高低溫等指標，缺少耐久性方面的要求。二是防水卷材的搭接縫是影響卷材防水層整體性的關(guān)鍵，因此提出了材料標準中未曾出現(xiàn)的接縫剝離強度和接縫不透水性兩個指標，很有針對性。三是環(huán)保和安全性要求。
因此工程實踐中對于防水材料的性能要求，是在滿足相關(guān)材料標準中基本性能要求的基礎(chǔ)上，同時還要滿足通用規(guī)范關(guān)于耐久性、接縫可靠性、環(huán)保和安全等方面的要求。
4.2 材料的耐久性與防水設(shè)計工作年限的關(guān)系
規(guī)范第3.1.1條規(guī)定防水材料的耐久性應(yīng)與工程防水設(shè)計工作年限相適應(yīng)。這個原則性規(guī)定很有必要。但在實際應(yīng)用時很難判斷材料的耐久性與工作年限之間是否適應(yīng)。因為防水材料的耐久性是在實驗室模擬使用環(huán)境條件進行檢測的，其各項指標都是在一個固定的模擬條件下得到的，而實際工程中，環(huán)境條件是變化的，如各項耐久性指標均檢測合格的3mm彈性體改性瀝青防水卷材，在屋面上暴露使用時的壽命大約在5年～8年，加細石混凝土保護層，壽命可以達到10年～15年，做成二氈三油壽命可達20年，上面再加細石混凝土保護，壽命可達30年以上。曾有上世紀50年代用油氈施作的三氈四油防水層，37年后翻修時打開檢查，防水層仍有彈性，并未完全老化。因此規(guī)范第3.1.1條的應(yīng)用要充分考慮防水材料的應(yīng)用環(huán)境條件，設(shè)計時應(yīng)采取合理措施延長防水層的使用壽命。
4.3 缺少材料性能指標的檢測試驗方法
該章節(jié)的大部分內(nèi)容是對材料的性能要求，從測試試驗條件和性能指標兩個方面進行了規(guī)定，未明確指標的試驗方法。但試驗方法會明顯干擾材料的性能指標測試值，甚至?xí)霈F(xiàn)很大的偏差，這會影響材料質(zhì)量和工程要求滿足程度的判定。比如防水卷材的拉伸性能檢測時，防水卷材試驗方法規(guī)定的夾具的移動速度是100mm/min，如果采用200mm/min移動速度檢測，則檢測值就會偏大。因此通用規(guī)范僅規(guī)定測試條件和性能指標是很不嚴謹?shù)摹?/p>
中國建筑防水協(xié)會于2023年3月發(fā)布了《建筑防水材料工程要求試驗方法》T/CWA 203-2023團體標準，作為通用規(guī)范第三章的配套標準。根據(jù)《標準化法》的規(guī)定，我國的標準分為國家標準、行業(yè)標準、地方標準、團體標準和企業(yè)標準五個層級，國家標準又分為強制性標準和推薦性標準。通用規(guī)范是強制性國家標準，團體標準是否可以作為通用規(guī)范引用和參照的依據(jù)，在工程實踐中并不明確，在部分省市的檢測機構(gòu)檢測項目評審中，團體標準是不能作為檢測項目的評審依據(jù)的，在還沒有更高層次的試驗方法標準出臺前，對這些工程要求性能指標，檢測機構(gòu)是不能出具檢測報告的，因此工程現(xiàn)場就無法判定防水材料是否滿足通用規(guī)范的工程要求。
4.4 工程要求規(guī)定之外的材料怎么要求？
通用規(guī)范中只是規(guī)定了部分防水材料的部分要求，沒有規(guī)定的材料及性能要求、厚度等怎么執(zhí)行，在通用規(guī)范中并未明確。因此現(xiàn)有的材料標準、工程標準中對防水材料的選用規(guī)定、厚度要求、性能要求等仍是工程建設(shè)實施過程中需要遵守或可以作為參照的依據(jù)。隨著各專業(yè)標準的修訂完成并逐步出臺，對防水材料的工程要求也會慢慢全面系統(tǒng)化。
作者 | 張文華