浅谈建筑防水系统的“四性”研究
■中国建筑科学研究院 张 勇
水是引发混凝土结构耐久性的关键介质之一。同时，水也是造成建筑物破坏的最主要自然因素。由水引起的建筑物的破坏量远大于因战争造成的破坏量。从原始人类的穴居到当下鳞次栉比的摩天大厦，规避水对生产、生活的不利影响始终是人类寻找、建造各种建（构）筑物时必须考虑的关键因素之一。站在使用者的角度，防水是建（构）筑物必须具备的功能，落实到建造者的肩上，防水意味着与设计、材料、施工、维护等各个环节相关的各种措施。因此，可以说：防水工程就是在掌握自然因素及其作用规律的基础上，所采取的在建（构）筑物生命周期内用以保持其结构完整性及使用功能的各种措施。定义有如下三个要点：
其一，掌握自然因素及其作用规律是开展防水工程的前提。这里的自然因素包括水、光照、生物及自然灾害等，目前已知的作用包括由水造成的钢筋的腐蚀、混凝土的冻融破坏、碱—骨料反应，碳化中和及材料的变质、腐蚀，微生物的滋生繁殖（严重时可引起病态楼宇综合征，使建筑物丧失使用功能），材料的老化降解失效等。明晰工程所处环境中这些因素的特点是开展设计的前提。或者说，如何利用各种防水措施消除或减轻上述不利因素对建（构）筑物功能及寿命的不利影响是所有防水工程的出发点和落脚点。
其二，防水工程的目的在于保持结构的完整性及使用功能。前者关乎安全，后者是建（构）筑物存在的价值和目的。
其三，防水工程是贯穿建（构）筑物全生命周期的一项任务。从建（构）筑物全生命周期的角度来看，虽然防水系统在建造成本中所占比例比较小，但在长期的使用过程中却发挥着十分重要的作用。统计表明，建筑物的建造成本只占全生命周期内总支出的30%左右，而减少因渗漏水引发的维修费用可大大降低庞大的运行维护成本。
国内防水界长期以来奉行的行业准则就是如何以材料为工具将水拒之于结构之外，以实现不漏水为最高遵旨。由于认识深度上的差距，加之混凝土技术的不断进步，经常可以听到所谓的“刚”“柔”防水之争。如果能从提高混凝土结构耐久性、安全性、适用性的角度来看，外包防水系统不仅是营造建（构）筑物“防水”功能的保证，更能起到一定的防护作用，是提高其结构可靠性的一道防线。从这一点上看，凡是能方便、可靠实现“保持结构完整性及使用功能”这一目标的防水措施就应被视为好的措施。各种措施之间只有可靠性、适应性、经济性等的差异，并无“万能良药”、也不应存在非此即彼的互斥性。《地下工程防水技术规范》GB50108中提出的“防、排、截、堵相结合，刚柔相济，因地制宜，综合治理”的基本原则确立上述意见，应该在行业内外发扬光大。
防水系统研究的方向及重点
可靠性（耐久性）
从防水系统设计和使用的初衷上看，可靠性应是衡量其防水防护效果的首要指标。合格的防水材料出厂后对整个工程而言仍只是半成品，只有当在工地现场完工之后方能变成成品，成品的质量才是决定防水系统高下的关键。后者又与厚度、接缝保证度、防窜水功能、防水层耐久性（耐腐蚀性）、防现场破坏性能等密切相关。
卷材防水系统厚度均一，产品质量可控，但接缝众多，采取空铺、条粘等工艺施工时容易出现窜水。回顾防水卷材发展历程，从最初的纸胎油毡，到弹性体（塑性体）改性沥青防水卷材、高分子防水卷材，再到高聚物改性沥青自粘防水卷材、高分子胶膜预铺反粘防水卷材，每一次技术的进步都向克服卷材防水系统固有缺陷的方向迈进，使卷材防水系统的可靠性得以提高。
同理，涂膜防水系统除具有厚度整体性好（无接缝）、不窜水（当与基层粘结牢固时），但也存在对基层要求较高（强度、平整度、含水率等）、厚度难以控制，施工条件（温度、湿度、VOC等）限制等不足。从热熔沥青、聚合物乳液改性沥青防水涂料、聚合物水泥防水涂料、聚氨酯（脲）防水涂料、喷涂速凝沥青防水涂料、非固化橡胶沥青防水涂料等涂膜产品的出现来看，涂料的应用亦遵循与卷材同样的技术轨迹。
除此之外，防水系统自身耐久性的研究和提升亦值得国内防水界关注。对用于地下工程的防水系统，其与地下环境首先接触，参照有关混凝土结构耐久性研究成果，防水系统在典型地下环境下的腐蚀破坏机理的研究尚处于空白状态，作为制定相关防水工程技术规范有关条文的理论依据，大有开展的必要。从国外技术资料来看，已有厂家对用于地下工程的防水材料提出检测水蒸汽透过率、甲烷、氡气、硫化物透过率及进行埋土试验。国内也有部分厂家开始根据土壤、水质条件开发出耐氯离子透过、耐盐腐蚀防水卷材。同时，有关防水标准规范中也明确提出了结构耐久性设计要求。可以预见，未来这方面的工作还将大有可为。
便利性
施工的便利性也是高可靠性的保证，其基本内涵包括对温度、湿度、基层含水率等施工条件有较强的容忍度，工序合理、施工劳动强度低、效率高。典型例子如自粘及预铺反粘卷材防水系统，非固化橡胶沥青防水涂料与聚乙烯丙纶复合防水系统等。施工的便利性应建立在对材料本身性能的深入研究和掌控，以及合理的设计和使用上，而非简单的省略必要的步骤，以牺牲工程质量为代价换取进度，满足某些方面无理的要求。
环保性
防水材料的原料如沥青、树脂、乳液、水泥及各种粉料、化学助剂等无不与能源、重化工密切相关。生产过程中电力、水源、土地等各种资源的消耗，以及废水、废气、废渣的排放等，都是衡量产品性能优劣、考量企业技术进步的重要依据；施工、使用过程中，工作环境的改善、有害物质的释放等更关乎人的健康及社会的和谐。因此，不断通过技术进步，提高系统在生产、施工和使用过程中的环保性也是未来发展方向。
经济性
不可否认，国内当下的防水市场是一个过度竞争的市场，其特征是产品的价格往往成为决定工程质量高下甚至是企业生存的关键因素。过度的不合理的竞争不断降低产品的技术门槛，削弱了企业通过技术进步不断发展壮大的动力。好在很多企业已经认识到其危害性，正联手扭转这种消极趋势。合理的经济性的核心是系统拥有合理的性价比，后者从生命周期上看，不但包括建设阶段，更重要的是不应忽视在使用阶段因防水系统耐久性下降或丧失所导致的渗漏水及结构耐久性下降，而增加的运营维护成本。这一点在地下工程尤其应得到重视。地下工程完工后，其防水系统基本很难再次进行维修，严格说，防水系统应做到与结构等寿命。这一要求看似只与系统的可靠性（耐久性）相关，但却通过背后的技术手段与经济性紧密连接。这与相关规范对防水系统设防等级的划分一脉相承。
可以想象，当前能同时满足上述各种条件的防水系统并不多见，但其应该是整个技术及市场发展的方向。这其中既需行业发展所必须的“防水系统对结构耐久性影响研究、防水系统在典型环境下的破坏机理研究”等理论基础研究，也与建设方、材料供应商、总包方、施工方等各个市场主体的利益密切相关，值得长期关注。
