文/田 益 李宏偉 張 超 袁 瑞 李曉楚 梅 選 劉 釗 高周周

（1.雨中情防水技術(shù)集團(tuán)股份有限公司；2.長(zhǎng)安大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院）

隨著社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，修筑的公路和橋梁隧道逐年增加。為避免資源浪費(fèi)，延長(zhǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的使用年限，對(duì)公路、橋梁隧道和建筑屋面的防水功能的要求也越來(lái)越嚴(yán)格。在路橋結(jié)構(gòu)或建筑屋面設(shè)置一層柔性防水侵蝕層用來(lái)有效阻隔雨水的滲入成為主流方法。防水卷材因其施工方便、所需工期短、施工無(wú)污染等特點(diǎn)，成為一種常用的柔性防水層材料，防水卷材的相關(guān)技術(shù)也得以迅速發(fā)展。目前市面上應(yīng)用最廣的兩類防水卷材為SBS改性瀝青防水卷材和APP 改性瀝青防水卷材，但研究發(fā)現(xiàn)這兩種卷材制作成本較高，限制了其在建筑屋面和地下防水工程中的應(yīng)用和推廣。從技術(shù)水平上看，國(guó)內(nèi)的發(fā)展逐漸接近國(guó)際先進(jìn)水平，部分領(lǐng)域處于全球前列，但整體水平仍然與發(fā)達(dá)國(guó)家有差距。本文總結(jié)了國(guó)內(nèi)外防水卷材的研究現(xiàn)狀和使用情況，希望能夠通過(guò)借鑒國(guó)外相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，瞄準(zhǔn)市場(chǎng)需求，促進(jìn)產(chǎn)品向系統(tǒng)化、功能化發(fā)展，并不斷完善施工工藝，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)防水卷材相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步。

一、國(guó)外防水卷材使用現(xiàn)狀

1.歐洲國(guó)家

歐洲國(guó)家所使用的建筑防水材料主要包括改性瀝青防水卷材、單層聚合物卷材和氧化瀝青油氈三種。目前市面上以改性瀝青防水卷材應(yīng)用范圍最廣，單層聚合物防水卷材的市場(chǎng)占有率也在逐年增加，氧化瀝青油氈的市場(chǎng)占有率則呈減少趨勢(shì)。其中，SBS 改性瀝青防水卷材在歐洲的市場(chǎng)占有率已經(jīng)超過(guò)APP 改性瀝青防水卷材和氧化瀝青防水卷材的市場(chǎng)占有率。其雖然其制作成本較高，但使用壽命長(zhǎng)、防水效果優(yōu)異，受到市場(chǎng)歡迎。

2011 年歐洲的改性瀝青防水卷材市場(chǎng)總量約為9.5億平方米，與2008 年的市場(chǎng)總量相比下降了約12%。預(yù)計(jì)至2022 年歐洲的改性瀝青防水卷材市場(chǎng)總量為10.2億平方米，比2011 年的市場(chǎng)總量增長(zhǎng)約7%。SBS 改性瀝青防水卷材在北歐的市場(chǎng)占有率較高，APP 改性瀝青防水卷材在南歐市場(chǎng)占有率較高。在歐洲，改性瀝青防水卷材的使用壽命達(dá)30 年的約占85%，高分子卷材的使用壽命為15 年的約占15%。改性瀝青防水卷材的施工鋪筑方法主要為熱熔法，但是在施工過(guò)程中易引發(fā)火災(zāi)，存在很大的安全隱患。

2011 年歐洲的單層高分子聚合物防水卷材市場(chǎng)總量約為3.91 億平方米，與2008 年市場(chǎng)總量相比下降了約7%，預(yù)計(jì)至2022 年歐洲的單層高分子聚合物防水卷材市場(chǎng)總量為5 億平方米。PVC 防水卷材的市場(chǎng)占有量處于主導(dǎo)地位，1998 年單層高分子聚合物防水卷材的鋪設(shè)面積約為3700 萬(wàn)平方米，其中PVC 防水卷材的鋪設(shè)面積約占59%。歐洲單層高分子聚合物防水卷材主要包括PVC、EPDM、ECB 等，但是研究發(fā)現(xiàn)EPDM防水卷材施工過(guò)程中接縫比較困難，不能夠廣泛應(yīng)用。隨著聚烯烴相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，TPO 單層防水卷材以其優(yōu)異的性能逐漸占有了市場(chǎng)。

2.日本

日本所使用的防水卷材主要是氧化瀝青疊層油氈，此類瀝青油氈在施工過(guò)程中一般鋪筑三層，底層采用紙?zhí)ビ蜌?，上兩層均采用合成纖維（聚酯和尼龍?zhí)值龋?。日本的防水卷材以單層高分子聚合物防水卷材為主，近幾年?lái)PVC 防水卷材逐漸占據(jù)領(lǐng)先地位，但改性瀝青油氈市場(chǎng)占有率反呈下降趨勢(shì)。2000 年日本的防水卷材總產(chǎn)量為1873 萬(wàn)平方米，其中硫化橡膠防水卷材約占53.5%，非硫化橡膠防水卷材約占0.66%，PVC 防水卷材和EVA 防水卷材約占38.94%，改性瀝青防水卷材約占1.27%，TPE 防水卷材約占5.61%。

3.美國(guó)

美國(guó)起初和歐洲很多國(guó)家一樣，采用瀝青油氈疊層鋪筑來(lái)起到防水的作用。隨著高分子材料技術(shù)的快速發(fā)展，單層高分子防水卷材逐漸成為美國(guó)主要的屋面防水卷材。傳統(tǒng)的氧化瀝青疊層油氈的防水材料的市場(chǎng)占有率不如高分子防水卷材和改性瀝青防水卷材，但是通過(guò)產(chǎn)品質(zhì)量和施工技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，在市場(chǎng)中仍占據(jù)一定比例。

調(diào)研結(jié)果顯示，2008 年以瀝青疊層油氈作為防水材料的建筑約占總建筑的12%，以EPDM防水卷材作為防水材料的建筑約占總建筑的28%，以PVC 防水卷材作為防水措施的建筑約占總建筑的8%，以TPO 防水卷材作為防水措施的建筑約占總建筑的21%，以SBS 和APP 改性瀝青防水卷材作為防水措施的建筑約占總建筑的14%。

二、國(guó)內(nèi)防水卷材使用情況

我國(guó)防水材料起步較晚，但在吸取其他國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)的情況下發(fā)展迅速。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展，逐漸形成了瀝青及改性瀝青防水卷材、合成高分子防水卷材、防水涂料、密封材料和剛性止水材料共五大類材料幾百個(gè)品種。目前我國(guó)建筑防水行業(yè)仍然主要采取改性瀝青防水卷材作為防水材料，占據(jù)我國(guó)所使用防水材料總量的80%，合成高分子防水卷材約占總量的10%，防水涂料及其他防水材料約占總量的10%。

我國(guó)1950 年初使用瀝青紙?zhí)ビ蜌郑ㄒ韵潞?jiǎn)稱油氈），到1958 年時(shí)油氈的年產(chǎn)量高達(dá)1.9 億平方米，改革開放前，油氈年產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到5.3 億平方米。改革開放后，我國(guó)石油工業(yè)和建筑行業(yè)迅速發(fā)展，到1995 年，油氈的年產(chǎn)量已達(dá)12.2 億平方米。由于油氈在施工鋪設(shè)的過(guò)程中會(huì)造成環(huán)境污染，現(xiàn)在已明令禁止生產(chǎn)油氈。目前我國(guó)高聚物改性瀝青防水卷材的施工工藝基本上采用國(guó)外常用的熱熔施工法和瀝青瑪蹄脂冷粘法。

三、國(guó)內(nèi)外防水卷材研究現(xiàn)狀

改性瀝青防水卷材主要可分為彈性體改性瀝青防水卷材（SBS）、塑性體改性瀝青防水卷材（APP）、自黏改性瀝青防水卷材、其他改性瀝青防水卷材四種類型。高源研究了以PU 和SBS 為改性劑制作防水卷材的工藝，并由此探究了聚氨酯摻量和芳烴油摻量等對(duì)防水卷材路用性能的影響。王治等研究發(fā)現(xiàn)，隨著SBR 摻量的增大會(huì)導(dǎo)致自黏聚合物改性瀝青的低溫柔性升高，使其黏性維持時(shí)間延長(zhǎng)，接縫剝離強(qiáng)度增大，可以通過(guò)增加SBR 摻量來(lái)充分改善防水卷材的黏結(jié)性能。崔樹亮對(duì)不同種類的SBS 改性瀝青防水卷材技術(shù)性能進(jìn)行分析，研究發(fā)現(xiàn)SBS7301 的旋轉(zhuǎn)黏度較低，SBS4303 低溫柔性較差，SBS 7301 接縫剝離強(qiáng)度較好。趙志文根據(jù)內(nèi)蒙古寒冷地區(qū)的氣候特點(diǎn)，研究制備出了寒冷地區(qū)專用電氣石負(fù)離子粉/SBS 復(fù)合改性瀝青防水卷材。其具有優(yōu)良的拉伸性能、低溫柔性等。孫艷芳等以SBS 和APP 為改性劑制備SBS/APP 復(fù)合改性瀝青防水卷材，通過(guò)改變SBS 及APP的摻量，試驗(yàn)得出其對(duì)各項(xiàng)性能的影響，并由此得到SBS/APP 復(fù)合改性瀝青防水卷材的最佳試驗(yàn)配方。葛洋洋等對(duì)兩種不同類型的SBS 改性瀝青防水卷材采用了人工加速式的老化方法，并研究其性能與人工老化措施之間的關(guān)系，以及三種人工加速老化方式的實(shí)際老化效果。觀姍姍等深入地研究了TPO 防水卷材（熱塑性聚烯烴類防水卷材）的微觀結(jié)構(gòu)與熱老化性能之間的關(guān)系，結(jié)果表明TPO 本身的各種微觀結(jié)構(gòu)以及助劑所造成結(jié)構(gòu)的差異對(duì)TPO 防水卷材的熱老化性能有很大的影響。朱廣河將SBS 改性瀝青和內(nèi)蒙古巖瀝青共混改性，通過(guò)高速剪切機(jī)制備得到巖瀝青/SBS 復(fù)合改性瀝青防水卷材，并研究該復(fù)合改性瀝青防水卷材的抗氯離子滲透性能及耐久性等。

國(guó)外也有很多對(duì)改性瀝青防水卷材的研究。MAZZOTTA F 等提出了一種用于保護(hù)混凝土橋面的綠色防水卷材，它是由一個(gè)可回收的橡膠氈，夾在兩層SBS 改性瀝青之間制作而成，通過(guò)對(duì)其各項(xiàng)性能的測(cè)試確認(rèn)其性能可以滿足相關(guān)規(guī)定。RUPAL A 等合成了一種新型的瀝青與聚氨酯添加劑組成的防水卷材，并對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行探討。

這些調(diào)研表明，國(guó)內(nèi)外對(duì)于高聚物改性瀝青防水卷材和合成高分子防水卷材的研究已經(jīng)非常全面，我國(guó)可根據(jù)現(xiàn)有研究對(duì)國(guó)內(nèi)的防水卷材進(jìn)行技術(shù)改革以提高其在國(guó)際市場(chǎng)的影響力。

四、國(guó)內(nèi)外差距及建議

1.國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的差距

防水卷材在我國(guó)的發(fā)展很慢，近幾年該類型產(chǎn)品的質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)的施工技術(shù)提高不多，導(dǎo)致我國(guó)建筑屋面和地下防水工程等不盡如人意。疊層油氈屋面最開始采用三層鋪設(shè)，利用熱熔瀝青作為其中的黏結(jié)劑。有關(guān)部門調(diào)研顯示，此種油氈的平均使用壽命可達(dá)23 年，后來(lái)為了施工方便改為兩層鋪設(shè)，導(dǎo)致其使用壽命大幅度降低。加上熱熔瀝青施工過(guò)程中會(huì)散發(fā)煙霧而導(dǎo)致環(huán)境污染的問(wèn)題無(wú)法得到妥善解決，市面上該材料的使用量劇減。而日本疊層瀝青屋面材料和施工技術(shù)都在不斷改善，煙霧問(wèn)題等得到了解決，所以疊層瀝青油氈仍然是日本目前最信賴的防水措施。

防水卷材相關(guān)技術(shù)經(jīng)過(guò)三十余年的發(fā)展，我國(guó)的SBS 改性瀝青防水卷材年產(chǎn)量已高居世界第一，年銷售量達(dá)幾十億平方米。熱黏瀝青施工技術(shù)由于缺乏對(duì)溫度的調(diào)控所以施工過(guò)程中易引發(fā)火災(zāi)，在國(guó)內(nèi)已被禁用，而國(guó)外能夠很好地解決著火和煙霧的問(wèn)題，應(yīng)借鑒國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)。改性瀝青防水卷材是由疊層瀝青防水卷材發(fā)展而來(lái)的，國(guó)外起初單、雙層都使用，實(shí)踐顯示單層不能夠滿足需要，現(xiàn)在國(guó)外一些國(guó)家已經(jīng)改為雙層防水。此外，我國(guó)的SBS 改性瀝青防水卷材在短時(shí)間內(nèi)發(fā)展很快，但是市面上充斥著大量假冒偽劣產(chǎn)品，這不僅影響了市場(chǎng)的運(yùn)作，還會(huì)阻礙防水卷材相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。通過(guò)比較國(guó)外的同類型產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)我國(guó)SBS 改性瀝青防水卷材的質(zhì)量和國(guó)外同類型產(chǎn)品相比有一定差距，其原因主要是部分廠商為了降低成本，減少SBS 摻量，選擇低標(biāo)號(hào)的瀝青，以廢膠粉替代SBS 或者用廢機(jī)油溶解廢膠粉，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不高。

2.根據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)提出的建議

（1）相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管，從生產(chǎn)和銷售兩個(gè)環(huán)節(jié)打擊防水卷材行業(yè)中的假冒偽劣產(chǎn)品。

（2）針對(duì)防水卷材單層鋪設(shè)問(wèn)題，建議借鑒國(guó)外經(jīng)驗(yàn)改為雙層鋪設(shè)，延長(zhǎng)SBS 改性瀝青防水卷材使用壽命。

（3）明令禁止用廢膠粉代替SBS 和用廢機(jī)油溶解廢膠粉的行為，調(diào)整SBS 添加量改善其效果。

（4）制備過(guò)程中選擇標(biāo)號(hào)較大的基質(zhì)瀝青以達(dá)到更好的改性效果。