古代防水
古人從山洞搬到平原。他們用樹枝和樹葉在樹上建造避難所,以保護他們免受風雨和野生動物的傷害。后來,他們用土墻、植物和草葉、天然石板和夯錘建造房屋。我國自秦漢發(fā)明磚以來,始墻以磚,頂面以瓦。屋頂采用具有防水能力的多層密實疊加瓦片進行防水,排水時坡度較大,故為防排水相結合,以排水為主,遇有輔助技術。這種以結構防水為主,材料防水為輔,結構與材料防水相結合的做法,持續(xù)了近兩千年。當時經濟發(fā)達的條件下,居民住宅只以防水為主,避免雨水侵入室內,民間民居多為草屋,冷瓦屋頂(鋪裝),疊磚坐灰瓦屋頂,雨水較少的地區(qū)多以夯土、磚拱蓋土為主。元宋以后,宮殿、寺廟多為琉璃瓦,多道工事。目前殘存的故宮,磚墻呈黑色,用石灰和糯米汁或楊桃汁為砂漿,磨磚砌在接縫上,具有很好的防水功能。屋頂是用五層(層)以上的防水層,先在木板上鋪薄磚,鋪上桐油浸紙,拍一層灰泥,先用石灰和糯米汁混合鋪一層,再用麻絲均勻拍人,就成了一層具有一定強度、韌性大、密實不會開裂的防水層。灰泥上覆蓋著一層金屬“錫拉”(錫合金),由焊料連接在一起,這是一層耐腐蝕的金屬。層灰泥和麻絲,最后坐漿鋪裝琉璃瓦接縫。像故宮太和單位,延續(xù)了200年都沒有大修過,不僅材料做工精美,而且每一道工序的工藝都相當嚴格,每一層防水層都有可靠的防水能力,是全面管理的典范,是中國建筑防水史上輝煌的一頁,值得我們后人驕傲和借鑒。
明十三陵地宮的發(fā)掘顯示了古代精湛的防水技術。地宮用石頭砌墻,用石頭鋪砌,也用糯米汁和星桃在灰漿中,地下和墻外有1米厚的石灰土層。石灰土是中等一種古老的發(fā)明,它不僅是地基承重材料,而且還是優(yōu)良的防水材料,防水能力很強,具有很大的強度和韌性,不易開裂,因此,明十三陵地宮在經歷了幾百年的地震、洪水等諸多自然災害后依然完好無損,它是一種剛柔結合、遇水防水的典范。在古代,許多大型儲罐也用石灰土防水。在古代的經濟和文明條件下,我們的祖先創(chuàng)造了古代的防水理論和防水技術。
現(xiàn)代防水
現(xiàn)代防水始于天然瀝青的發(fā)現(xiàn)及其作為防水材料的使用。后來,石油瀝青,煉油廠的殘渣,被用作原料,制作油氈(瀝青卷),已經使用了數(shù)百年。瀝青是一種非常好的水密、氣密材料,防止水滲透的能力非常強,有了瀝青材料的防水,人們開始把坡屋頂做成有一定坡度的平屋頂,減少了不可用的尖峰部分,這是一種施工技術的進步。在過去的一百年里,人們習慣使用單片瀝青片層壓的做法,即所謂三氈四油、二氈三油,成為單片瀝青片的天下霸主。三氈四油疊層法,即將瀝青加熱熔化,加入填料制成瀝青粘結劑(稱為丸瑞脂),將氈層層鋪在一起,覆蓋綠豆防砂。這是現(xiàn)代多道防水、堅固鋪裝的一種技術方法。屋面防水層采用三氈四油疊層技術在我國已有近50年的歷史,主要應用于解放前上海、天津、廣州等大城市的建筑上,國內大部分建筑仍采用坡屋面。新中國成立后,隨著我國大規(guī)模工業(yè)建筑和城市建設的擴大,主要采用三氈四油或平頂二氈三油的方法,并建立了一批氈生產廠。個別地下建筑也用熱瀝青和油氈防水。在上世紀80年代的全國普查中,大量建于50年代的三氈四油防水屋頂已經使用了近20年,仍然可以使用。這些情況反映了過去使用防水為主,以防為輔,以防為輔,防水原理與排水相結合的變化。因為瀝青本身的溫度較高軟流動、低溫脆裂性能好,它不適應龐大、復雜的建筑形式,因此經常出現(xiàn)防水層高溫流動、低溫脆裂、防水層冒泡、防水層開裂四種病癥。為防止質量事故的發(fā)生,在技術上采取了“濕式鋪裝法”、“排風屋面”、控制水泥材料厚度、增加保護層等方法,并嚴格工藝操作規(guī)程,培訓技術工人,建立考核分級制度,對提高防水工程質量起到了很大的作用。
上世紀50年代末,前蘇聯(lián)、波蘭引進了“Jetrock”防水技術,即乳化瀝青涂料與亞麻復合防水層。剛性防水技術主要推廣“福鎮(zhèn)海”水泥砂漿五層涂裝,形成水泥砂漿剛性防水層。此外,他還發(fā)明了地下工程滲漏控制地埋管堵漏方法。這是剛性防水最早、最有效的工藝。它被應用于20世紀50年代北京市十大建設項目。20世紀70年代末,為了改造肥梁肥柱和重頂板的需要,又研制出乳化瀝青、再生橡膠瀝青涂料、氯丁橡膠改性瀝青涂料、再生橡膠改性瀝青圈。將熱瀝青噴涂工藝改為冷加工工藝,將層壓卷材工藝改為涂覆工藝,降低了屋面在火災高溫環(huán)境下的重量。也避免了熱施工技術容易產生燙傷、火災以及在高溫環(huán)境下工作的不便,為施工人員創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。因此,在全國范圍內得到廣泛推廣和使用,占據(jù)了很大的市場。此外,在湖南、江西批量生產焦油瀝青時,開始采用冷加工工藝,也做出等量產品,也有廣泛的應用。這些都是熱施工技術由于預制構件的應用,縫密屋面的建筑形式得到了很大的發(fā)展。在密封材料司苗麻醬、桐油渣密封防水方面非常重要,當時研發(fā)了:馬牌油膏、蓖麻油膏、桐油渣軟膏、魚油軟膏、塑料油聲等。這些油綠由于性能低、耐久性差,或受原料部門限制,已逐漸退出歷史舞臺。在這個階段,防水工程的施工是由內部的lep施工公司進行的,新型油漆由制造商自己的組織團隊進行施工。因此,建國初期,東北地區(qū)開始采用材料單一產品、大規(guī)模工業(yè)建設,防水工程技術標準是50年代翻譯前蘇聯(lián)的技術標準作為東北地區(qū)技術規(guī)范,60年代修訂成為我國自己的《屋面及地下防水工程施工及驗收規(guī)范》,到70年代末,一些防水材料標準逐步編制,對提高防水工程質量和技術進步起到了很大的作用。
現(xiàn)代防水
我國現(xiàn)代防水技術從20世紀80年代初開始改革開放。當時,國家工作重點轉向經濟建設,建筑業(yè)迅速崛起,各種形式的建筑,特別是高層、深地下施工的大型建筑,無疑都要求防水技術適應新型建筑的要求。各種新型防水材料的開發(fā),特別是國外先進防水材料生產技術和設備的引進,極大地推動了中國防水技術的進步。先進的防水技術不僅適應了新建建筑的功能需求,而且促進了防水材料性能的提高。打破了過去單一物質主宰世界的局面。
20世紀80年代初,中國從日本引進擠壓連續(xù)硫化EPDM防水卷材生產線,從意大利引進寬幅連續(xù)擠壓壓延PVC防水卷材生產線,以及寬幅擠壓吹塑高密度聚乙烯土工膜生產線。采用國產設備,建成年產200多萬平方米的生產線30多條。形成了三元乙丙橡膠軋輥、氯化聚乙烯-橡膠共混軋輥、聚氯乙烯軋輥、聚乙烯聚丙烯軋輥、增強氯化聚乙烯軋輥、高密度聚乙烯軋輥的生產能力。同時,從20世紀80年代起,先后從奧地利、意大利、德國、美國、西班牙等國引進改性瀝青防水卷材生產線15條,利用國產設備生產SBS,建成年產能500萬m以上的生產線200多條。APP改性瀝青防水圈、自粘改性瀝青圈、瀝青瓦。已廣泛應用于屋面、地下工程及市政工作中程、交通道路等工程。自主研發(fā)各類防水涂料,包括:聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、硅橡膠涂料、高分子水泥涂料、改性瀝青涂料等。與之配套的密封材料也取得了長足的進步。地下工程的混凝土防水系統(tǒng),從骨料級防水混凝土到普通防水混凝土(富砂漿混凝土),以及外加劑、外加劑防水混凝土,有效地解決了地下結構混凝土的防水問題。高分子水泥防水砂漿的迅速發(fā)展,解決了外墻、室內防水和地下水面防水的難題。
20世紀90年代以來,為了適應建筑業(yè)的高速發(fā)展,特別是對個性化設計和多功能、多形式設計的要求,以及工程的快速施工,開發(fā)了新型防水材料、防水技術。如解決了濕法基層施工、熱熔施工、自粘貼施工、機械固定焊接施工、復合防水施工等技術,為工程滲漏提供了一種解決材料基礎。同時,成立全國防水協(xié)會及相關機構,每年組織全國防水材料展覽會、技術研討會、技術交流會、新技術推廣會,還吸收國外防水企業(yè)參與,有力地推動了防水技術的進步和發(fā)展。全國擁有防水材料生產廠家和防水專業(yè)施工隊伍約數(shù)千支,形成了具有相當規(guī)模的行業(yè)隊伍。1984年,防水專業(yè)雜志《中國建筑防水》創(chuàng)刊。1987年,國家建材局防水產品質量監(jiān)督檢測中心在蘇州成立。1991年,建設部成立防水工作領導小組,發(fā)布了《屋面漏水處理若干規(guī)定》和《關于提高防水工程質量的若干規(guī)定》。對推廣新型防水材料、控制建筑滲漏、提高防水工程質量具有重要作用。在全國各地經常舉辦防水技術培訓班、標準宣講班,成立了防水工程專業(yè)施工隊伍,頒發(fā)了防水工程施工證書,值班工人持證上崗,并建立了卷材生產許可證制度和材料現(xiàn)場見證抽檢制度,一切有效地提高了防水工程質量。
20世紀20世紀80年代初以來,國家標準《屋面工程技術規(guī)范》《地下工程防水技術規(guī)范》經過多次修訂,總結實踐經驗,為適應新材料、新工藝的推廣,提高和保證防水工程質量,不少地區(qū)還制定了地方標準,貫徹“本土化、具體化、實用化”的原則,更適合本地區(qū)的實際情況。按照國家標準的原則,各省市先后編制了防水工程標準圖集。各類防水材料,如高分子卷材、改性瀝青卷材、不干膠卷材、聚氨酯涂料、丙烯酸涂料、高分子水泥涂料、高分子改性瀝青涂料、各類高分子密封膠、高分子水泥防水砂漿等材料均已制定行業(yè)標準、產品規(guī)格、性能指標和試驗方法。此外,還制備了許多適應材料應用技術程序特點的新材料。
由于防水行業(yè)起步較晚,研究力量不足,理論也不是很成熟,系統(tǒng)上還存在一些問題,所以防水工程的漏水問題不能很好地解決。但是,由于我國經濟建設的飛速發(fā)展,建設事業(yè)的日新月異,以及隨著科學文化的發(fā)展,人們生活需要的提高,對防水工程的要求進一步提高。為了適應這些發(fā)展,通過多次修訂標準和規(guī)范,特別是防水工程的實踐,逐步總結出保證防水工程質量的原則。從過去單一——一種材料(油氈層)的設計思想出發(fā),從防水層設計的主要功能要求和根據(jù)環(huán)境條件來選擇相應的材料,并提出了設計、選材、施工的原則,如“材料標準化、設計標準化、施工專業(yè)化、管理體系化”、“設防可靠、技術先進、施工簡單、經濟合理”、“合理設防、防排結合、因地制宜、綜合治理”、“防、排、切、堵、剛、軟結合、因地制宜、綜合治理”、“低滲透、高抗裂、剛、軟結合、多道設防”、“綜合連續(xù)設防、復合兼容適應”、“精心施工、嚴格管理、適應環(huán)境、全過程控制”等一系列原則。制定具體實用的材料標準和項目標準、設計規(guī)范、制造符合工程環(huán)境和施工要求的優(yōu)質、耐用、環(huán)保、節(jié)能防水材料。建立了可靠、快速、高效的施工技術,實行全程質量控制,降低了防水工程滲漏率,在卓步上建立了中國特色的防水理論體系和學科。