世界各國(guó)最新防水材料發(fā)展趨勢(shì)

一、疊層瀝青系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代以前的100多年間，世界各國(guó)均使用瀝青基疊層屋面和地下防水系統(tǒng)，以熱粘瀝青鋪設(shè)3～4層。從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始，疊層瀝青系統(tǒng)受到功能更好的各種聚合物基先進(jìn)防水材料的沖擊，使用份額迅速下降。目前，歐洲的疊層屋面僅占7%左右，美國(guó)約占13%（新建）和18%（修理），日本約占16%，我國(guó)在屋面和地下防水中已很少使用疊層系統(tǒng)。

疊層屋面整體上雖呈下降的趨勢(shì)，但由于使用壽命長(zhǎng)（30年以上），可靠性高，加之熱瀝青施工的環(huán)?；?，預(yù)計(jì)近期內(nèi)還不會(huì)被完全淘汰，在美、日等國(guó)仍會(huì)占有一定的比例。坡屋面與平屋面的情況不同。在美國(guó)的坡屋面中，瀝青油氈瓦用量始終占?jí)旱箖?yōu)勢(shì)，2006年復(fù)合（2層或3層）瀝青瓦占55%，玻纖胎瀝青瓦占11%，金屬瓦占11%，紙?zhí)r青瓦占3%，木瓦占2%，纖維水泥瓦占1%，其它占17%。

二、改性瀝青防水卷材

改性瀝青防水卷材已發(fā)展成為各國(guó)主要或重要的屋面防水材料。在歐洲改性瀝青卷材中占統(tǒng)治地位，年產(chǎn)量在2億㎡以上，約占65%；在美國(guó)它是前幾年增長(zhǎng)最快的屋面材料，現(xiàn)約占20%；在我國(guó)已成為使用最多的新型建筑防水材料，2005年使用量為1.3億㎡，約占21%。在改性劑方面，目前仍以SBS和APP為主，SBS使用最為廣泛，SEBS和TPO改性劑也開(kāi)始應(yīng)用，但用量有限。在胎體方面，主要使用聚酯胎和玻纖胎，以聚酯氈使用最多，聚酯玻纖復(fù)合胎也有少量的應(yīng)用。改性瀝青防水卷材大量應(yīng)用于屋面和地下防水，為穩(wěn)定可靠起見(jiàn)，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一般鋪2層。改性瀝青卷材還在種植屋面、橋梁防水、鐵道防水、與疊層屋面復(fù)合使用和保溫節(jié)等方面得到應(yīng)用。在種植屋面中，一般雙層鋪設(shè)，下層常有自粘或熱熔SBS防水卷材，面層則用加阻根劑的礦物粒面覆面SBS防水卷材。橋梁防水主要采用SBS和APP改性瀝青防水卷材，較少使用防水涂料，一般雙層鋪設(shè)，如丹麥的橋梁設(shè)計(jì)使用雙層4.5mm厚SBS改性瀝青卷材及15mm厚排水板，使用年限高達(dá)100年。法國(guó)Soprema公司的全自動(dòng)卷材鋪設(shè)車及其配套的200m長(zhǎng)橋面專用SBS防水卷材，以熱風(fēng)加熱自動(dòng)化焊接，已在歐洲和北美成功地使用了數(shù)十年。我國(guó)雖已使用APP和SBS卷材做道橋防水，但質(zhì)量遠(yuǎn)遜于國(guó)外。在國(guó)外，鐵道防水也有使用SBS改性瀝青卷材的報(bào)道，我國(guó)正在積極研究SBS改性瀝青防水卷材在鐵道防水中的應(yīng)用。為了節(jié)能的需要，白色表面改性瀝青卷材開(kāi)始問(wèn)世，如美國(guó)Poly-glass公司的優(yōu)質(zhì)白色表面SBS和APP自粘屋面防水卷材，符合“能源之星”標(biāo)準(zhǔn)對(duì)陽(yáng)光反射率的要求，GAF公司的發(fā)亮白色表面SBS和APP改性瀝青卷材，其反射率比標(biāo)準(zhǔn)白色涂料大（達(dá)75%），Soprema公司的白色SBS卷材上面已直接鋪貼光電薄膜。美國(guó)愈來(lái)愈多地將改性瀝青與疊層屋面復(fù)合使用，下面鋪2～3層玻纖胎氧化瀝青油氈，上面覆蓋以粒料覆面改性瀝青卷材，以同時(shí)發(fā)揮多層穩(wěn)妥和SBS卷材彈性好的優(yōu)點(diǎn)。

改性瀝青卷材的粘接方法主要有熱粘法、冷粘法、噴燈法、熱空氣接縫法和自粘卷材等。目前，使用最多的仍然是熱瀝青粘結(jié)法和噴燈熱熔法，但由于節(jié)能、環(huán)保和安全的要求愈來(lái)愈苛刻，這兩種方法受到限制，而冷粘法、熱空氣接縫法、自粘接縫帶、自粘卷材法則方興未艾，前景看好。熱粘法散發(fā)煙塵，污染環(huán)境，需要改善。對(duì)此，美國(guó)研制出叫Petroplasma的屋面瀝青，其抗下垂性提高，可在120℃（一般為260℃ ）下施工，無(wú)燒傷、煙和異味。美國(guó)還推出一種在分子等級(jí)上起作用的氣味抑制劑，可包裹瀝青，阻止較輕石油分子蒸發(fā)，清除煙氣。在瀝青中加入專用聚合物，加熱時(shí)聚合物浮到表面，形成蒙皮層，制成低煙瀝青。日本開(kāi)發(fā)的系列無(wú)煙瀝青可大幅度減少黑煙（僅為傳統(tǒng)瀝青的1/5），熔化溫度低（低20～50℃），刺激性氣味僅為傳統(tǒng)瀝青的1/5。噴燈法既簡(jiǎn)便又有效，是當(dāng)前歐美主要或重要的粘接方法。但近年來(lái)噴燈施工引發(fā)火災(zāi)的事故頻繁發(fā)生，限制噴燈使用的呼聲不斷高漲，噴燈的使用將呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。冷粘法在美國(guó)、日本及歐洲已開(kāi)始普遍使用。與熱瀝青相比，冷膠粘劑具有優(yōu)越的粘接性，在雙層SBS屋面膜暴露20年和30年以后的熱老化試驗(yàn)中，冷膠粘劑和噴燈施工膜均無(wú)破壞。自粘改性瀝青卷材的興起是改性瀝青卷材發(fā)展中的一大亮點(diǎn)。它施工安全、快速，對(duì)環(huán)境友好，在國(guó)內(nèi)外均獲得了快速的發(fā)展。自粘卷材有均質(zhì)型、玻纖氈增強(qiáng)型和聚酯氈增強(qiáng)型等眾多品種，改性劑絕大多數(shù)使用SBS，但也有APP和TPO的。

自粘卷材用途十分廣闊：

（1）在屋面和地下防水中單獨(dú)或與普通改性瀝青復(fù)合使用；

（2）作泛水使用；

（3）用作坡屋面的墊層；

（4）用作墻的隔氣層或防水層等。

三、高分子防水卷材

近年來(lái)，聚合物基的高分子防水卷材（不計(jì)改性瀝青防水卷材）有了較快的發(fā)展。在美國(guó)單層屋面增長(zhǎng)最快，1979年占10%以下，1984年占25%，1987年占48%，2006年達(dá)到54%，從而成為屋面的主導(dǎo)材料。日本的單層片材防水占37%，多于瀝青防水。歐洲的單層聚合物片材約占24%，但增長(zhǎng)速度高于改性瀝青。單層防水厚度一般在1.0-2.0mm，資源消耗大大低于瀝青基材料，由于石油短缺日漸嚴(yán)重，隨著單層防水在材料和施工方面的技術(shù)進(jìn)步，勢(shì)必獲得更快的增長(zhǎng)。與瀝青基防水卷材一般多層鋪設(shè)不同，高分子防水卷材多是單層鋪設(shè)，根據(jù)使用部位和使用年限的不同，選用不同的厚度，選擇厚度在1.0～3.0mm。單層防水用途廣泛，屋面、地下、隧道、鐵路、水池、垃圾填埋廠等均可使用。單層防水的種類多種多樣，包括EPDM（三元乙丙橡膠）、PVC（聚氯乙烯），CPE（氯化聚乙烯）、氯丁橡膠、橡膠共混CSPE（氯磺化聚乙烯）、EVA（乙烯乙酸乙烯酯），PE（聚乙烯）、ECB（乙烯共聚物瀝青）、丁基橡膠、OCB（烯烴共聚物瀝青）、PIB（聚異丁烯）等。各種片材的類型很多，主要有均質(zhì)型、增強(qiáng)型、背襯層、自粘型。在屋面防水中，使用最多的是EPDM和PVC以及近來(lái)興起的TPO卷材，美國(guó)以EPDM為主，歐洲以PVC為主。在地下防水中，較多地使用PVC、丁基橡膠、EPDM卷材等。

1、 EPDM防水卷材

美國(guó)在發(fā)展EPDM防水卷材方面取得了驕人的成績(jī)。據(jù)測(cè)試，EPDM的耐熱性和耐紫外線性能名列第一，大大高于瀝青基卷材。10～26年間的EPDM屋面防水卷材仍然表現(xiàn)出優(yōu)越的現(xiàn)場(chǎng)耐老化性。防水保證期有3個(gè)檔次，10年（1mm厚）、20年和30年（2.3mm厚）。產(chǎn)品品種包括均質(zhì)型、增強(qiáng)型、背襯型、阻燃型、白/黑面等。增強(qiáng)型以機(jī)械固定方式鋪設(shè)。白/黑面產(chǎn)品的典型反射率高達(dá)80%。新推出的合成纖維背襯EPDM系統(tǒng)以噴涂低發(fā)泡聚酯粘結(jié)底面，產(chǎn)品寬度1.33～15.24m。為了保證片材的穩(wěn)定性，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，黑色產(chǎn)品的熱老化條件為116℃下670h，比其他國(guó)家苛刻得多。

美國(guó)各大公司都有齊全的配套材料，足以保證這一不易粘接的卷材的施工質(zhì)量，配套材料包括基層膠粘劑、拼接膠粘劑、拼接處理劑、縫中密封膠、接縫密封膠、壓敏泛水、固化泛化、非固化EPDM泛水、可澆注雙組分聚氨酯密封膠、單組分聚氨酯密封膠、各種接縫自粘膠粘帶和覆蓋帶、EPDM模制管密封件、壓敏管密封件、內(nèi)外角、各種保溫板材、各種機(jī)械固定件等，不一而足。

正是由于上述材料和施工技術(shù)的進(jìn)步，EPDM的10年維修費(fèi)不斷降低，1993年僅占1%，到現(xiàn)在可以忽略不計(jì)。市場(chǎng)份額位居第1，在2006年的新建屋面中占22%，在修理屋面中占21%。

2、 PVC防水卷材

PVC防水卷材的歐洲使用最為成功的，近期雖受TPO的競(jìng)爭(zhēng)，使用比例下降，但在單層屋面中的用量仍占53%左右。2006年在美國(guó)新建屋面中約占9%，在修理屋面中約占10%。日本的PVC防水卷材以前用量有限，但近年來(lái)由于地下使用量增加，產(chǎn)量超過(guò)橡膠片材，在2005年的片材防水中約占48%。PVC防水卷材的最大優(yōu)勢(shì)是接縫可焊接，使用壽命較長(zhǎng)。PVC防水卷材在屋面和地下防水中均有著廣泛的應(yīng)用。據(jù)分析，PVC的生態(tài)效應(yīng)優(yōu)于EPDM、TPO、改性瀝青和4層疊層瀝青膜。歐洲的PVC防水卷材已有40年的成功使用記錄。美國(guó)的PVC防水屋面的平均壽命大于30年，最長(zhǎng)的23年后仍能焊接。PVC防水片材質(zhì)量不斷得到提高。瑞士從使用性能更好的增塑劑、使用更厚的片材（3mm厚用于地下防水）及加涂丙烯酸保護(hù)涂料等方面提高片材的質(zhì)量。

美國(guó)通過(guò)以下措施提高了PVC防水卷材的性能：

（1）改進(jìn)PVC樹(shù)脂；

（2）采用高分子量增塑劑解決增塑劑遷移問(wèn)題，據(jù)稱，DuPont公司的El-valoy可提供永久的柔性；

（3）以纖維和織物增強(qiáng)，提高熱塑性材料的穩(wěn)定性；在美國(guó)ASTM的PVC標(biāo)準(zhǔn)中已取消了均質(zhì)片材；

（4）采用PVC合金；

（5）采用新的光穩(wěn)定劑Ciba TINUVIN XT833可以成倍地提高片材的伸長(zhǎng)保持率。

3、TPO防水片材 

TPO 防水片材兼有橡膠的物理性能和聚丙烯的可焊接性，不含增塑劑、耐臭氧、化學(xué)物品及某些烴油，有防火產(chǎn)品，耐微生物侵蝕，有無(wú)氯和無(wú)臭的產(chǎn)品，可用于垃圾填埋場(chǎng)，白色膜節(jié)能，可再生利用，是最為理想的環(huán)保材料，因而一經(jīng)投產(chǎn)便受到歐、美、日等發(fā)達(dá)國(guó)家的青瞇。歐洲的15個(gè)PVC防水片材生產(chǎn)廠家均已生產(chǎn)TPO防水材料。TPE（即歐美的TPO）成為日本防水片材的亮點(diǎn)，年產(chǎn)量已在百萬(wàn)平方米左右，日本國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)載入。美國(guó)的TPO發(fā)展最為迅速，近年來(lái)呈2位數(shù)增長(zhǎng)，在2006年的新建屋面市場(chǎng)中已占19%，在修理屋面中則占16%，均超過(guò)PVC防水片材。71%的承包商對(duì)TPO的功能滿意，據(jù)近期報(bào)道，有2家大型屋面材料廠又建新線，以滿足日益增長(zhǎng)的需要，估計(jì)用量還會(huì)有新的增長(zhǎng)。

美國(guó)的TPO防水片材生產(chǎn)技術(shù)居世界領(lǐng)先地位：

（1）幅寬有1.9m、2.4m、3.05m和3.66m；

（2）多數(shù)為增強(qiáng)型的，織物面層的厚度達(dá)到0.38mm+-10%，而其它國(guó)家的為0.24～0.31mm；

（3）有阻燃產(chǎn)品；

（4）產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于歐洲產(chǎn)品，如美國(guó)的熱老化條件為116oC、28d，而歐洲的為100oC、28d或80oC、60d；

（5）白色產(chǎn)品反射率高達(dá)87%；

（6）專利自粘TPO片材及自粘配套材料安裝快而安全，符合“能源之星”要求，具有長(zhǎng)期耐久性。

四、建筑防水涂料

傳統(tǒng)的瀝青防水涂料性能欠佳，在地上防水中逐漸被聚氨酯、噴涂聚氨酯泡沫、丙烯酸和硅酮防水和保護(hù)涂料所取代；在地下防水中則主要被滲透性防水涂料、聚氨酯防水涂料和聚合物水泥防水涂料所取代。

聚氨酯防水涂料是功能最好、用量最大的建筑防水涂料，日本用量已超過(guò)4萬(wàn)t，在各種防水材料施工面積中約占28%。各國(guó)都有各具特色的產(chǎn)品，法國(guó)Soprema公司的單組分聚氨酯防水涂料處于領(lǐng)先地位，固含量大于90%，粘結(jié)性、氣密性和防水性良好。日本產(chǎn)品有單組分和雙組分之分，多數(shù)為雙組分，分為外露型和非外露型，在屋面上使用提供10年的保證期。日本重視聚酯防水涂料復(fù)合防水工法的開(kāi)發(fā)，已有改性瀝青卷材加聚氨酯防水涂料的防水工法，正在開(kāi)發(fā)聚氨酯與聚脲復(fù)合、聚氨酯加FRP（玻纖增強(qiáng)聚酯）等復(fù)合防水工法。發(fā)展方向是開(kāi)發(fā)高性能產(chǎn)，光澤保持率80%以上，防水層壽命延長(zhǎng)到20年、30年甚至50年；開(kāi)發(fā)環(huán)境適應(yīng)型和無(wú)溶劑型產(chǎn)品；開(kāi)發(fā)機(jī)械施工和超硬聚氨酯及拓寬用途。聚氨酯防水涂料應(yīng)用廣泛，屋面外墻、地下、內(nèi)墻、敞廊、房檐、浴室、蓄熱槽和接水槽均可使用。在日本新建外墻防水中占18.5%（第2位），在新建的陽(yáng)臺(tái)、屋檐中占68%（第1位），在修理的有保護(hù)屋面防水中占22、0%（與瀝青熱粘工法并列第1），在修理的外墻防水中占11.8%（第2位），在修理的陽(yáng)臺(tái)、屋檐中占74.2%（第1位）。

丙烯酸防水涂料兼有防水和裝飾的功能，在各國(guó)外墻防水涂料中位居首位，但水蒸氣透過(guò)性差，為了對(duì)立面實(shí)行更好的保護(hù)，可添加硅酮樹(shù)脂乳液和功能性聚硅氧烷，水蒸氣透過(guò)性大大改善。100%丙烯酸彈性體保護(hù)涂料，白色的反射率高達(dá)90%，在新建和既有屋面上，用來(lái)保護(hù)瀝青、金屬、EPBM、PVC、混凝土、現(xiàn)場(chǎng)噴涂聚氨酯泡沫和保溫板等。硅酮保護(hù)涂料用于屋面，而外墻用硅酮防水涂料提供完美的耐候防水性，也是理想的外墻保護(hù)修復(fù)涂料，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于丙烯酸和氟碳涂料。聚合物水泥防水涂料在地下防水中有著廣泛的應(yīng)用。在日本2006年新建地下內(nèi)外墻防水中占22.6%（第2位），在修理地下防水中占16.7%（第2位）。美國(guó)開(kāi)發(fā)的溶劑型聚合物水泥涂料，氣味小，表面光滑、既防水又防霉，抗水壓性是油基和水基的2倍。滲透型防水涂料與水反應(yīng)結(jié)晶，堵塞孔隙，是優(yōu)異的地下內(nèi)墻防水涂料，在美、日及我國(guó)被大量采用。在日本2006年新建地下內(nèi)外墻防水中占29.0%，在修理地下防水中占27.8%，均居首位。

五、 建筑密封材料

世界建筑密封材料發(fā)展的總趨勢(shì)是持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品向硅酮、改性硅酮、聚氨酯等高檔密封膠發(fā)展，中檔密封膠將有適度的增長(zhǎng)，而低檔的油性密封膏則面臨淘汰的境地。日本2005年建筑用密封材料總產(chǎn)量為114 336t，高檔彈性密封膠已占94%，而油性密封膠只有469t。目前歐美硅酮和聚氨酯使用最多，而日本壟斷了改性硅酮密封膠的技術(shù)，用量很大，2005年占37%。在高檔密封膠中，硅酮、改性硅酮和聚氨酯使用增多，技術(shù)上也各有新的進(jìn)展，而聚硫密封膠則呈下降趨勢(shì)，在日本2005年的總產(chǎn)量中僅占4%。中檔密封膠以丙烯酸膠乳為主，它對(duì)環(huán)境友好，適用于小型構(gòu)件和自己動(dòng)手的嵌縫。美國(guó)新近推出的水固化聚酯密封膠，固化快，幾乎不沾灰塵，延伸率高達(dá)1 000%，可在潮濕接縫上施工，耐候性與其它高檔密封膠相同，不含溶劑和致癌物，是環(huán)保型密封膠，目前用量已有1 800t，預(yù)計(jì)將會(huì)有大幅度的增長(zhǎng)。

六、 金屬屋面

金屬屋面包括鋼、銅、鉛、不銹鋼等，使用最多的是鋼板屋面。金屬屋面正快速發(fā)展。在美國(guó)的平屋面中，金屬屋面已經(jīng)歷了最快增長(zhǎng)期，在2006年的新建屋面中已占12%，在重鋪屋面中則占9%。坡屋面的最大趨勢(shì)是金屬瓦和金屬板的應(yīng)用急劇增加，2004年金屬屋面僅占6%，2006年猛增到11%，2年幾乎翻了一番。金屬屋面的快速增長(zhǎng)與其特點(diǎn)和技術(shù)進(jìn)步密不可分。許多屋面都屬于“冷”屋面，具有節(jié)能效果，防水、美觀、可重復(fù)再生利用，有效的聯(lián)鎖和固定可保證屋面經(jīng)久不漏，使用壽命長(zhǎng)，可提供20～50年的保證期。鋼板屋面的最大技術(shù)進(jìn)步是涂層經(jīng)久耐用，先進(jìn)的電鍍技術(shù)、鋁鋅合金或聚合物涂層，可提供20年以上的保證期。石粒覆面鋼板系統(tǒng)可提供50年的保證期，太陽(yáng)光反射率可達(dá)到70%。坡屋面用的深色金屬屋面瓦（板）加入反射紅外線顏料的涂層，可將太陽(yáng)光反射率由6%～8%提高到25%～30%，甚至更高。