建筑工程刚性防水应用技术的缺陷

喻学斌 邬爱森

在建筑工程防水施工过程中，存在着“刚性自防水混凝土”体系（在混凝土中加入渗透结晶或一些外加剂）替代“防水混凝土外侧附加柔性防水层”的一种做法，然而，根据工程实践和理论研究，发现采用此类刚性防水体系的工程项目，在工程项目生命周期内，出现了不同程度的渗漏水现象。基于此类刚性防水渗漏现象，有必要对建筑工程刚性防水的应用技术进行深入研究和探讨。

一、刚性防水的名词术语

“刚性防水材料”是指以水泥、砂、石子为主要原材料，掺入少量减水剂、防水剂、聚合物乳液或可再分散乳胶粉等作为改性材料，配比混合而成的具有一定防渗能力的水泥砂浆、混凝土类及其他的防水材料。

“刚性防水层”是指采用较高强度、无延伸能力的防水材料（如防水砂浆、防水混凝土）所构成的防水层。“柔性防水层”是指采用既具有一定柔韧性，又具有较大延伸率的防水材料（如防水卷材、有机防水涂料）所构成的防水层。

二、刚性防水材料与柔性防水材料对比分析

现如今，通常刚性防水材料主要指的是集承重与防水功能于一体的自防水混凝土，它是一种具有防水特性的结构本体材料，是建筑工程防水体系的基础，载体和依托。柔性防水材料则是粘附于建筑主体结构上的一种具有适应一定变形能力的防水材料，如SBS改性沥青防水卷材、合成高分子片材、聚氨酯防水涂膜、JS防水涂料等。

刚性防水材料的优点是：大多数原材料系无机材料，不燃烧，无毒、无味，有一定的透气性；耐久性、抗渗性较好；抗压强度高，可兼作承重结构或围护结构；材料易得、造价低廉、方便修补；充分利用建筑结构自身材料，改善防水性能，附加成本低。缺点是：系脆性材料，抗拉强度低，抵抗变形能力差；在外力（地基沉降、基层振动变形）、干湿交替及温差（冻融循环）作用下，当拉应力大于混凝土的极限抗拉强度时，易出现开裂和渗漏；防水混凝土自身收缩开裂，易出现渗漏通道；自重较大，使结构荷载增加；生产施工工序多，每一环节处理不当，都有可能导致工程渗漏水。

柔性防水材料的优点是：具有良好的防水能力；工厂化生产匀质性好，防水涂料成膜后连续无缝；断裂伸长率大，适应基层的变形能力强；耐腐蚀性较好；自重轻，施工简单方便。缺点是：对基层含水率要求相对较高，涂膜的厚度受施工因素、环境情况、基层条件制约；当与基层的粘结性较差时，难与基层共同工作，易在结合面上出现窜水渗漏；施工中易遭到损坏，接缝搭接不严密，均会留下渗漏隐患。

三、刚性防水技术分析

刚性防水技术本身就是把承重结构（或围护结构）和防水结构合为一体的技术，即结构自防水技术。结构自防水的技术主要特征是在混凝土内掺入防水剂。

现代硅酸盐水泥（波特兰水泥）的应用标志着刚性防水材料的应用发展，几十年以来，我国刚性防水技术在引进国外技术的基础上得到了快速发展：从1950～1960年采用集料连续级配的防水混凝土、1960～1970年采用富砂浆普通的防水混凝土、1970～1980年采用外加剂的防水混凝土，到1980年至今，开发补偿收缩混凝土，防水外加剂的发展日趋多样化。

重新认识或定义刚性防水技术，实际上是需要借助柔性防水材料的结合，从工程防水材料的互补、适应和实效性及可靠度来进行优化，取长补短，做到“刚柔相济、因地制宜”的综合技术。

四、现行国家《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）

在第1章总则中，第1.0.3条，明确了“刚柔相济”是设计和施工的原则。并在条文中说明了，规范从材性角度要求在地下工程防水中刚性防水材料和柔性防水材料结合使用。

在表3.3.1-1中，说明了在地下工程中，主体结构必须是防水混凝土自防水，然后再根据防水设防等级，进行选择其他柔性防水层。

第3.3.4条文：结构刚度较差或受振动作用的工程，宜采用延伸率较大的卷材、涂料等柔性防水材料。

五、现行国家《屋面工程技术规范》（GB50345-2012）

虽然依靠精心施工（含选用合格原材料，搅拌、摊铺、振捣、压实、收光及养护等）可使混凝土达到较好的密实性效果，但是经工程实践证明：刚性防水屋面并未能取得令人满意的效果。究其原因主要是忽略了水泥收缩的弱点，即使混凝土很致密，干缩和冷缩（温差收缩）也会使混凝土结构开裂，从而破坏刚性屋面的防水性能。

即使采取抗裂、防渗和提高混凝土密实性等综合措施，也未能彻底有效解决刚性防水层的问题。因此，在屋面工程中，仍应采取“刚柔相济、优势互补”的多道设防原则。

1.由第3.0.5、4.5.1条文【强制性条文】说明了：屋面防水工程应根据建筑物的类别、重要程度、使用功能要求确定防水等级，并应按相应等级进行防水设防；对防水有特殊要求的建筑屋面，应进行专项防水设计。当防水等级为Ⅰ级时，设防要求为两道防水设防，可采用卷材防水层和卷材防水层、卷材防水层和涂膜防水层、复合防水层的防水做法；当防水等级为Ⅱ级时，设防要求为一道防水设防，可采用卷材防水层、涂膜防水层、复合防水层的防水做法。

2.在第4.5.8条文中，明确说明了混凝土结构层不得作为屋面的一道防水设防。

六、行业《种植屋面工程技术规程》（JGJ 155-2013）

在种植屋面（铺以种植土或设置容器种植植物的建筑屋面或地下建筑顶板）的设防中，5.1.7条文规范（强制性条文）明确必须设置不少于两道防水设防，且其中须有耐根穿刺性能的柔性防水材料。同时在第4章 “种植屋面工程材料”中，无论是普通防水层还是耐根穿刺防水层，都依然没有将刚性防水材料列为其中。

因此，基于刚性防水技术的现有缺陷，要减少防水渗漏的风险，确保混凝土结构的质量与安全，延长建筑使用寿命，其关键核心技术是科学有效地采用防水卷材或防水涂料的柔性防水层与之进行有效融合。因此，在建筑工程防水的设计和施工过程中，应遵循“刚柔相济”的原则，取长补短，相互融合。