聚合物水泥防水材料及其工程应用

一、聚合物水泥防水材料的概况和产品分类

1、产品概况

（1）聚合物水泥防水涂料：聚合物水泥防水涂料（简称JS防水涂料）是建筑防水涂料中近十年来发展起来的一大类别，是以丙烯酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯等聚合物乳液和水泥为主要原料，；加入填料及其他助剂配制而成，经水分挥发和水泥水化反应固化成膜的、适用于房屋建筑及土木工程涂膜防水用的一类双组分水性防水涂料。其性质属于有机与无机复合型防水涂料，此涂料兼有聚合物涂膜的延伸性、防水性、弹性，又具有水泥水硬性材料强度高、易与潮湿基层黏结的优点，并可根据不同工程或不同工程部位设计要求调节柔韧性和强度等性能，施工方法灵活方便，尤其是以水为分散剂，克服了焦油类、沥青类、溶剂类涂料易污染环境的常见病，有利于环境保护。

（2）聚合物水泥防水浆料：聚合物水泥防水浆料以水泥、细骨料为主要原材料，以聚合物和添加剂等为改性材料并以适当配比混合而成的具有一定韧性的防水材料。

产品按组分分为单组分型（D）和双组分型（S）两种。

单组分型：由水泥、细骨料和可再分散胶粉、添加剂等组成。

双组分型：由水泥、细骨料和聚合物乳液、添加剂等组成。

产品按韧性分为Ι型 和Ⅱ 型  。

该类产品的亮点之一是采用可再分散胶粉组成的单组分型水泥防水浆料，产品制造过程是利用工厂化专用设备进行生产，计量准确、品质稳定。单组分型聚合物水泥防水浆料全部是由粉状类物质组成，故使用极其方便，只需在现场加水即可。不仅品质稳定。而且消除了施工现场加入水呢造成的粉尘污染。在近年的发展过程中，以其优异的特性在不同的建筑业领域中，用作屋面、外墙、卫生间、地下室、铁道、隧道、水利、水工等方面得到迅速发展和广泛应用。

（3）聚合物水泥防水砂浆：聚合物水泥防水砂浆又称聚合物改性水泥防水砂浆。它是由水泥、骨料和橡胶胶乳或树脂乳液以及稳定剂、消泡剂等助剂经搅拌混合均匀配制而成的一类刚性防水材料。

聚合物防水砂浆是在水泥砂浆中掺入一定量的聚合物，如有机硅、氯丁胶乳、VAE乳液和丙烯酸酯乳液等，使砂浆具有良好的抗渗、抗裂与防水性能。如将有机硅防水剂掺入水泥砂浆后，在水和空气中二氧化碳的作用下，能生成甲基硅氧烷，进一步缩聚成网状甲基硅树脂防水膜，渗入基层内可堵塞水泥砂浆内部的毛细孔，增加密实性，提高抗渗性，从而起到防水作用。

2、产品分类

聚合物水泥防水材料通常分为聚合物水泥防水涂料（JS）、聚合物水泥防水浆料（JJ）、聚合物水泥防水砂浆（JF）及其它聚合物水泥防水材料（如：防核幅射聚合物砂浆、无震动防滑车道聚合物材料、聚合物水泥防腐砂浆、修补砂浆等）。

二、我国聚合物水泥防水材料的发展过程

由于聚合物水泥防水材料具有粘结强度高、抗裂性好、耐水性好、使用寿命长等诸多优点而被广泛用于土木建设工程，我国自七十年代以来采用氯丁胶乳（CR）添加至防水砂浆中，大幅度提高了防水砂浆的综合性能，特别是在粘结强度和抗裂性、耐水性方面得到了显著的提高。八十年代初我国采用丙烯酸胶乳（简称丙乳）添加到防水砂浆中，提高了防水砂浆的耐久性和耐水性，这种聚合物水泥防水材料大量应用于我国水利电力工程中，当时生产丙乳的南京永丰化工厂获得了水利部的科技进步三等奖。九十年代初日本的聚合物水泥基复合防水涂料技术引入中国，我国制订标准时名称定为聚合物水泥防水涂料（简称JS），因为JS防水涂料综合性能优异特别是具有一定的延伸性，适应建筑物的适量位移，使用效果良好，我国于2000年颁布了国家建材行业标准《聚合物水泥防水涂料》JC/T894-2001，又于2009年颁布了国家标准GB/T23445-2009，由于国家行业标准的出台，加速了聚合物水泥防水涂料的生产、应用、推广，在北方以北京东海防水公司、北京金汤防水公司为JS防水涂料的龙头企业，在南方以深圳新黑豹建材有限公司为JS防水涂料龙头企业。九十年代中期澳大利亚德高建材进入中国，成立了广州丰胜德高建材有限公司，主要生产聚合物水泥防水浆料，典型产品为K11防水浆料，产品分柔韧性和通用型两种，在我国主要的家居防水市场名列前茅，由于销售形势良好，法国拉法基砂浆集团将其收购，德高公司又在上海、武汉、成都等地建立了生产基地，防水浆料的年销售额达到了3亿元左右。

三、我国聚合物水泥防水材料的应用情况

我国聚合物水泥防水材料的应用始于七八十年代，之前有少量应用，九十年代初开始批量应用，九十年代末开始大批量应用。由于聚合物水泥防水材料是一种刚柔相济的新型防水抗渗材料，在我国二十年的发展过程中，以其优异的特性应用在不同的建筑领域中，产品主要用于建筑物屋面、外墙、卫生间、地下室、铁路、隧道、水利、电力等建设工程中。

聚合物水泥防水材料在亚太地区的日本、韩国、澳大利亚、新加坡、马来西亚和我国的香港、台湾地区都有批量生产和应用。欧洲应用较多的是德国。2000年后，日本聚合物水泥防水材料年施工面积达730万m2，其中新建工程约400万m2，修建工程330万m2，折合聚合物水泥防水产品用量为2万吨，日本有20家公司生产62种型号的聚合物水泥防水材料产品。

据调查，2006年我国主要防水涂料总销量为35万吨，到2011年按平均年增长率15%计算，防水涂料总销量为61万吨，其中聚合物水泥防水材料约占37%，约23万吨，应用聚合物水泥防水材料做防水工程的以厕浴间和地下室居多，占70%，屋面占19%，外墙占11%。全国各地许多大型工程、重点工程及国际、援外工程采用了聚合物水泥防水材料。

我们于2012年7月8日在广东省深圳市调查了聚合物水泥防水材料应用十年以上的防水工程，其中应用时间较长的深圳市彩福大厦建于1997年，地下室共三层采用聚合物水泥防水涂料施工了22000m2，至今已使用了十六年，经现场察看地下室干净、干燥、明亮，建于1998年的深圳市公交大厦，地下室负二层采用聚合物水泥防水涂料施工了11000 m2，建于2001年的深圳市工商物价大厦用聚合物水泥防水砂浆施工了20000 m2外墙和厕浴间，经过11年的使用至今无渗漏。

经调查的应用聚合物水泥防水材料十年以上的典型工程案例情况见下表所示。

采用“黑豹”牌聚合物水泥防水材料应用十年以上的部分工程案例

四、聚合物水泥防水材料标准体系情况

我国早期的聚合物水泥防水涂料企业标准是参照国家建材行业标准JC500《聚氨酯防水涂料》或JC408《水性沥青基防水涂料》制订的，各厂企标的技术指标和试验方法相差很大。为规范产品市场，1999年原国家建材局下达编制计划， “聚合物水泥防水涂料”行业标准。2001年，建材行业标准JC／T 894--2001《聚合物水泥防水涂料》发布实施。该标准部分项目参考了日本工业规格JIS A 6021-1995《屋面用防水涂料》。试验方法主要采用GB／T 16777—1997《建筑防水涂料试验方法》。
   JC／T 894--2001对规范早期混乱的聚合物水泥防水涂料市场，统一产品品质要求，促进产品的推广应用发挥了积极作用。但由于该标准当时是在无国外先进的产品标准可借鉴的条件下编制的，在产品定位、性能设置、应用导向等方面还存在一定问题，如：
   一一在产品用途的表述中仅强调接触水的环境，未涉及基层的活动量；
   一一在性能要求中对涂料、涂膜的材性设置偏多，对涂层在基材上的性能设置偏少；
   一一缺少与现行防水工程技术规范衔接的测试项目，如耐水性。
   一一技术指标未能充分体现该产品所独具的介于柔性防水涂料与刚性防水砂浆之间的特性。
近年来，国外聚合物水泥防水涂料的标准化有了新的进展。2006年日本建筑学会发布《聚合物水泥系涂膜防水工程施工指南(案)》，2007年欧洲标准EN 14891：2007《用于胶粘剂粘贴的陶瓷砖的底部的液态防水产品一要求、试验方法、合格性判定、分类和名称》发布，对陶瓷砖底部防水用的聚合物水泥砂浆、乳液型和反应型树脂涂料的品质作了规定。这些标准与我国的JC／T 894有较大差别。
   由于聚合物水泥防水涂料是我国防水涂料的主要品种，生产量大，应用面广，在国家大力推广“绿色建材”的政策引导下，其发展还有很大潜力。为进一步规范市场，提高标准化水平，使这类产品健康发展，急需制定国家标准。2009年3月25日国家批准了GB/T23445-2009《聚合物水泥防水涂料》。

聚合物水泥防水材料标准分：柔性的《聚合物水泥防水涂料》GB/T23445-2009简称JS防水涂料；刚柔相济的《聚合物水泥防水浆料》JC/T2090-2011简称JJ防水浆料；偏刚性的《聚合物水泥防水砂浆》JC/T984-2011简称JF防水砂浆和修复用的《混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆》JG/T336-2011简称PCMR聚合物水泥砂浆，还有正在制订的国家行业标准《聚合物无震动防滑车道材料》、《修补砂浆》、国家标准《水泥砂浆和混凝土用VAE改性剂》等。日本建筑学会于2006年11月修订颁布了聚合物水泥防水涂膜防水施工指南。

聚合物水泥防水材料根据产品类别应符合上述对应标准外，在环保要求方面，聚合物水泥防水涂料和聚合物水泥防水浆料中的柔韧性产品应符合国家环境保护标准《环境标志产品要求 防水涂料》HJ457-2009要求。

聚合物水泥防水砂浆、聚合物水泥防水浆料中的通用型产品、混凝土结构修复用聚合物水泥砂浆应符合国家环境保护标准《环境标志产品技术要求 刚性防水材料》HJ456-2009要求。

五、结语

聚合水泥防水材料在我国建筑防水工程中应用了二十年左右，经实践证明，该类材料应用效果良好，按标准生产合格的聚合物水泥防水材料其粘结强度、抗裂性、耐水性、耐久性、潮湿基层可施工性等综合性能优良，而且造价相对较低，施工方便，可形成无接缝的防水层，除平面施工外还适用于异形部位的施工。是一种理想的环境友好型防水材料之一，值得大力推广应用。