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土木工程中防水材料的应用

　　摘 要：防水材料是土木工程中不可缺少的重要建筑材料之一。土木工程中许多部位都离不开防水材料，如房屋建筑的屋面、地下室防水、公路桥梁的桥面防水、水利工程中的防水等。防水材料质量的优劣与建筑物、构筑物的使用寿命密切相关。

　　关键词：工程；防水；材料；应用
　　土木工程中常用的防水材料品种繁多，但重要有三类，即：自防水类（如防水混凝土、防水砂浆等）、覆盖类（如金属或塑料屋面板、覆面瓦等）、贴涂类（如高分子防水卷材和防水涂料等）等。防水材料是土木工程中不可缺少的重要建筑材料之一。土木工程中许多部位都离不开防水材料，如房屋建筑的屋面、地下室防水、公路桥梁的桥面防水、水利工程中的防水等。防水材料质量的优劣与建筑物、构筑物的使用寿命密切相关。
　　一、覆面瓦
　　根据使用材料的不同，瓦可以分为粘土瓦和水泥瓦两大类。
　　1.粘土瓦
　　粘土瓦是传统坡形屋面的防水材料，与其他防水材料相比，它成本低，防水可靠，耐久性好。因此，千百年来一直是住宅、公共建筑和工业建筑工程中重要的屋面防护覆面材料。
　　粘土瓦的重要类型有平板瓦、槽形瓦、S形瓦、鳞形瓦、小青瓦等，划分为一等品和二等品两个产品等级。
　　粘土瓦的生产方式与粘土砖相近，差别之处在于它需要原料的塑性更好，制成的瓦坯须用瓦托晾干。
　　仿古建筑中还经常采用琉璃瓦，它是在粘土瓦坯上涂以釉料，经焙烧后使表面渗入鲜艳的颜色，并对瓦表面起保护作用。通常琉璃瓦表面透明有光泽，具有豪华的外观。
　　2.水泥瓦
　　水泥瓦是以水泥砂浆为原料经挤压、切割、覆面上色和养护生产的非烧结瓦。它可以制成各种颜色，由于瓦上表面覆涂复合涂层，使其表面抗风化能力提高，不仅具有优良的装饰效果，也有较好的耐久性。
　　目前生产的水泥瓦多为仿欧式的外形，其主瓦有大波瓦、小波瓦、水波瓦。与之配套的有脊瓦、槽口瓦、封头瓦及排水瓦等。这类瓦重要依靠横向压扣连接和密封防水，合用于17°～35°的屋面坡度覆面。当屋面坡度较大时，可将瓦上的盲眼穿透，以连接件使上下瓦之间连接，并与龙骨连接，使其形成整体，具有可靠的防水效果。
　　彩色水泥瓦的主瓦规格为420mm×332mm，每平方米约需要10片，每片重3.5～4.5kg
　　单片抗折荷载为10kN以上。
　　水泥彩瓦的单片尺寸较大，可以直接搭在屋面龙骨上。由于它配套规格较全，使得施工方便，建筑物整体外观美丽，具有类似琉璃瓦装饰的效果。
　　除上述瓦外，尚有玻璃纤维增强水泥波瓦及其脊瓦、石棉水泥波瓦及其脊瓦、玻璃纤维增强树脂波瓦及其脊瓦等大面积瓦。
　　二、金属屋面板
　　金属压型防水板材是目前建筑物应用较多的屋面防水材料，在许多大型仓库、工业厂房和其他公用建筑中，经常采用金属屋面。常见的金属屋面材料有镀锌钢板、复合铝板、彩色压型钢板、彩钢复合板材等屋面材料。
　　对于一些规定单位面积很轻的屋面可以采用镀锌钢板，如简易仓库、车棚、市场等。它具有安装方便和成本低等优点，对一些不规定保温的建筑可以直接采用。当同时规定绝热保温效果时，可在金属屋面防水板材的下面铺设一层玻璃棉、矿棉或其他保温板材，使其形成综合性能良好的复合屋面结构。
　　在许多大开间的礼堂及体育场馆，常采用铝合金波纹板、铝合金压型板、复合铝板平板、铝合金板、夹层板等屋面材料。
　　彩色压型钢板具有较好的刚度、强度与装饰效果，可以制成坡屋面、平屋面或拱（弧）形屋面，特别是压型钢板拱形屋面可以省去支撑梁、檩和龙骨等，形成自身承重结构。若与保温材料层进行复合后更能显示出优良的性能，由此制成的彩钢复合板材的结构与彩钢夹芯墙板相同，它同时具有良好的保温、隔声、防水与装饰效果，自身有很强的刚度，可以直接作为建筑物的屋面而无需进行保温与装饰解决，是大型工业厂房、仓储用房、大型市场和棚亭较抱负的屋面材料。
　　三、高分子防水材料
　　沥青是传统的有机高分子防水材料。
　　用于防水材料的沥青必须具有一定的物理性质和粘附性。在低温条件下应有弹性和塑性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在加工和使用条件下具有抗“老化”能力；还应与各种矿料和结构表面有较强的粘附力以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。
　　在地下防水工程中沥青是一种便宜的防水材料，液体石油沥青可以直接涂刷在基层上，待挥发后凝固形成防水薄层；对固体沥青，经加热制成液体后涂刷在基层上，待冷凝后也可以形成防水层；有时还可以将沥青通过乳化分散在水中，形成乳化沥青溶液，将该溶液分层涂刷在基层上也可形成防水薄层。
　　在建筑屋面防水工程中，常使用由沥青配置而成的各种防水材料制品，如沥青胶（沥青玛蹄脂）、沥青嵌缝油膏、沥青防水卷材等。这些材料都属于沥青基防水材料。
　　沥青胶是沥青与适量粉状和纤维状矿质填充料的均匀混合物。可广泛用于粘贴防水卷材、沥青防水涂层、沥青砂浆防水（或防腐蚀）层的底层及接头填缝材料等。根据使用条件，沥青胶应具有良好的粘结性、耐热性、柔韧性和大气稳定性等。
　　建筑防水沥青嵌缝油膏是以石油沥青为基料，加入改性材料、稀释剂及填充料混合而成的冷用膏状材料，简称油膏。是一种具有一定弹性、塑性、耐热性、耐老化性和良好粘结性的在高温下不流淌，在低温下具有一定柔韧性的材料。油膏重要作为屋面、墙面、沟和槽的防水嵌缝材料。
　　凡用厚纸或玻璃布、石棉布、棉麻织品等胎料浸渍石油沥青（或煤焦油沥青）制成的卷状材料，称为浸渍卷材（有胎的）。将石棉、橡胶粉等掺人沥青材料中，经碾压制成的卷状材料称为辊压卷材（无胎的）。这两种卷材统称为沥青防水卷材（油毡）。建筑工程中使用的沥青防水卷材（油毡）有200号、350号、500号等。对不同标号防水卷材（油毡）重要规定其不透水性、抗拉力、耐热度和柔度等技术指标。有胎油毡（如玻璃布油毡）的抗拉能力强，耐久性好，适合于各种防水工程。无胎油毡因其弹性和塑性变形能力强，适合于也许变形较大部位的防水。
　　四、未来防水材料
　　有机硅防水涂料是以硅橡胶乳及其纳米复合乳液为重要基料，掺入无机填料及各种助剂而制成的水性环保型防水涂料。
　　新型彩色有机硅橡胶防水涂料对水泥砂浆、混凝土基体、木材、陶瓷、玻璃等建筑材料有很好的粘结性、渗透性，经实践证明，当涂到砂浆及混凝土基体上时，能渗透0.3mm，并牢牢抓合，特别适合涂刷后外表面进行镶贴或抹灰面的工程，特别对地下室、浴洗室、厕所渗漏修补具有独到之处，这是其它防水材料无法比拟的。
　　参考文献
　　[1] 姜晨光.土木工程概论.化学工业出版社.2023.
　　[2] 孙瑞丰.建筑学基础.清华大学出版社.2023.