摘要：在建筑工程中，建筑结构的防水工程是建筑物正常使用的前提保证，只有防水工程做到位，才可以有效防止雨水、渗水等侵入建筑物，影响建筑物的正常使用和寿命。对于防水工程而言，防水材料的选取和防水工程施工质量是关乎整个防水工程的质量重要因素。确保对建筑工程中使用的防水材料的检测和施工质量的检测，可以保证防水工程的质量。当前对建筑防水工程的质量要求越来越高，为了适应防水工程的高要求，便需要对防水材料进行质量把关，确保防水材料的合格性，同时也要确保施工技术的先进性和正确性。
关键词：建筑工程；防水材料；检测方法
1建筑防水材料应用现状
目前，建筑防水材料（主要包括防水卷材和防水涂料）生产和施工企业家数在3000家左右，具有建筑防水施工资质的施工单位12589家（目前，资质包括防水、防腐和保温），年产值约2500亿元。规模以上企业（年销售额在2000万元以上）近641家，防水卷材获生产许可证企业1226家（注：建筑防水卷材属于许可证管理范围），卷材产品生产线2000多条。建筑防水行业涉及涵盖住宅、工业建筑、地下工程、桥梁隧道、地跌、高铁、水利、机场等各类工程领域，全行业从业人员近200万人。我国现代化的防水材料是从引进国外先进生产线开始，通过消化吸收和再创造，不断发展的。1986年，从国外引进第一条改性沥青防水卷材生产线开始，弹性体（SBS）和塑性体（APP）改性沥青防水卷材获得了大面积应用，特别是在中央500亿公斤储备粮库中的成功应用，把我国的建筑防水事业推上新的发展阶段。新型建筑防水材料生产线的大量引进，结束了石油沥青纸胎油毡的“一统天下”的局面，我国的建筑防水行业得到了快速的发展，逐步形成了防水材料品种、高中低档产品齐全，辅助材料和备配件基本配套，生产工艺相对稳定、施工工艺相对提高、标准化体系逐步完善的局面，在行业集中度、技术创新意识和水平、产品质量水平、人才培养、标准化、对外交流等各个方面得到快速推进。根据2005年～2017年《建筑防水行业发展报告》，对历年建筑防水材料、新型建筑防水材料和落后建筑防水材料的产量和占比进行了统计分析。从图中可以看出，从2005年～2009年，产量处于快速上升时期，主要由于房地产的大开发和国家基础建设的大发展，随后随着经济危机的出现，房地产受到影响，而此时的国家基础建设仍然在大量投入建设，产量仍然处于缓慢上升中，随后国家提出供给侧改革，建筑防水行业也进入结构性调整和质量提升阶段，加之房地产仍然不景气，防水材料增长率处于下滑，但基本维持在7%左右。自1980年代开始引进新型建筑防水材料生产线，此后改性沥青类防水卷材、高分子类防水卷材和防水涂料等获得了较快增长，原来的石油沥青油毛毡在建筑水材料中的应用量主线下滑，而新型建筑防水材料逐渐占据主导地位，2017年占到总量的96%以上。与此同时，石油沥青油毡在建筑防水工程中已很少见到。从各类建筑防水材料从2005年～2017年的占比情况分析来看，改性沥青类防水卷材从2005年的23.5%逐步上升到2017年的48%，占据主导地位，与国外情况类似，也将会是今后数十年内的主导产品品种。其次是建筑防水涂料，从2005年的13.4%上升到2017年的27.4%，已占到四分之一强。占据第三位的是高分子防水卷材，从2005年的12.1%上升到2008年的16.3%，随后逐步稳定在14%左右。
2建筑工程中常用防水材料的检测方法
2.1卷材防水材料
卷材防水是常见的防水措施，该材料的使用日益广泛，成为建筑防水工程中重要的防水材料。沥青防水卷材，就是以沥青材料对纤维组织、石棉布、原纸等材料进行浸渍，或者将石棉、橡胶粉等材料渗入沥青，进行碾压处理，形成卷状材料。这种材料具备可卷曲及低成本等优势，但同时，这种材料也存在较为突出的缺陷，材料并不具备较好的拉伸强度及延伸率，沥青材料的稳定性不足，高温环境下容易熔化并流淌，低温情况下容易脆化并断裂。同时，材料不具备好的抗老性，因此使用年限不足，且沥青易燃，防火效果差。基于这种情况，可将沥青防水卷材应用于地下室防水施工中，并结合地下水位的实际情况，对沥青防水卷材进行合理铺贴。
2.2刚性防水材料
刚性防水材料主要以混凝土材料为主，该防水方式已经广泛应用于建筑防水及结构防水施工中。一般来说，混凝土防水材料的功能性，需要以墙板、梁柱等结构的自身密实性与防水性加以体现，并结合止水环或设置结构坡度等，起到足够的防水效果。混凝土防水材料，对于其拌和料的配合比具有较高要求，需要提前进行混凝土性能实验，在实验中，严格按照工程施工对于材料等级提出的具体要求采取合理的实验方法，合理控制混凝土防水层材料等级。混凝土防水材料所需要的石子，可尽量采用卵石，将石子粒径控制在0.5-4cm的范围内，要求石子泥沙含量不超过1%，可选用中砂。控制砂石中的泥块含量，使用优质的矿渣硅酸盐水泥。除了砂石及水泥之外，其他诸如钢筋及模板的选择，也需要严格保证其材料质量，并控制材料配合比。
2.3涂料防水材料
在涂料防水材料使用的过程中，其作为一种广泛性的防水材料，采用了非固化橡胶沥青防水涂料、聚合水泥基防水涂料的综合运用技术，该种材料具有无毒无害、环保的优势，因此，在现代建筑工程中得到了广泛性的运用。
2.4高分子合成材料
建筑工程防水材料使用中，涂抹防水材料作为一种高分子合成材料，是合成橡胶或是合成树脂，在使用中加入一些材料会调配出防水涂料。对于这种防水涂料而言，存在着单组分的形式以及多组分的形式。对于常温状态下的涂抹防水材料而言，呈现出粘稠状的液体状态，需要涂刷在基层表面，从而形成坚韧的防水膜，这层防水膜十分完整，而是使用寿命较长，防水性能好。但是，在具体材料使用中其中的多组分聚氨酯会对环境造成严重的污染。在实际施工的过程中，施工人员应该穿平底鞋进行作业，施工完毕之后进行保护，实现高分子合成材料使用的有效性。
3建筑防水材料检测的重要性
第一，对于建筑防水材料开展检测工作可以保障建筑质量。防水施工直接影响到了工程质量，要是建筑物防水工作不达标就会影响到建筑的正常使用以及使用时间，有关的防水作业会在施工前期开展，在施工结束之后要是出现了渗水或者是漏水的情况，就需要进行返修，在这个期间，需要详细地检查漏水的位置，并且需要对于埋好的管道要重新进行开挖，这样就会增加施工难度，并且会出现资源浪费的情况，并且对于防水材料的选择直接影响到了建筑质量，所以建筑施工单位需要充分检测防水材料，并且需要按照有关标准来开展施工，如此可以使得防水施工质量得到更加可靠的保障。第二，对于建筑防水材料开展检测工作能够增强对于成本的控制。建筑材料的消耗比较大，所以要是不选择合适的方法来开展成本控制工作，就会出现严重的资源浪费情况，并且也会影响到工程的收益，通过开展成本控制工作可以促进和现阶段绿色施工管理理念的联系。建筑施工单位需要使用一定的方法来控制成本，并且降低对于资源的消耗，并且对于建筑防水材料开展正确的检测工作可以增强对于成本的控制。市场上有着较多的防水材料，并且由于施工环境和建筑标志物标准存在差异，所以选择的材料也会有着较大的差异，在开展防水施工时，需要在此之前充分掌握工程的实际情况，接着在对于这些建筑防水材料开展正确的检测工作，随后就是充分分析检测结果，这样可以明确建筑材料质量能否满足有关标准的需求，并且可以选择更加合适的材料，要是没有开展检测工作就进行购买，在施工的时候需要出现了材料问题，不仅会造成资源浪费，而且会增加整体的成本。
4建筑工程中常用防水材料检测方法
4.1刚性防水材料检测
（1）防水砂浆。①透水压力比：根据GB2419规范中的规定，基准砂浆和和受检砂浆间两者的流动度必须保持一致，此外在0.3-0.4MPa压力范围内，将此时的基准砂浆的透水性能作为标准，并将此时的防水砂浆中的水灰比确定下来。另外要使用上口径为70mm、下口径为80mm，高度为30mm的带底容器作为试模基准件，当做好养护工作后，将渗水仪封装到密封材料中，然后进行透水实验。在实验中，要保证密封材料的密封效果，这是因为密封效果对于试验结果有非常大的影响。②抗压强度比：在GB2419中明确规定了受检砂浆和基准砂浆的用水量，同时砂子和水泥的比例要在3：1，水泥砂浆的流动速度要保持在（140±5）mm以内，有底模具的规格要保持在70.7mm×70.7mm×70.7mm，而且要制作两组，分别对养护1周，和养护1个月的水泥砂浆进行抗压强度的测试。（2）防水混凝土。要对需要试验的混凝土的塌落度配合比进行控制，控制在180mm，同时将砂子控制在40%左右。在对混凝土进行渗透性试验时，还要注意初始压力，将其保持在0.4MPa左右，如果低于1.2MPa时，会有气压进入到基准混凝土中，为了保证检测结果的准确性，需要将受检混凝土也将压力调整和基准混凝土一致，然后将试件劈开测量其渗透高度。
4.2柔性防水材料检测
防水卷材类常见的主要有弹性体改性沥青类防水卷材、自粘聚合物改性沥青类防水卷材以及塑性体改性沥青类防水卷材。在弹性体改性沥青类防水卷材的检测过程中，可选择一批1万m2和一批不到1万m2且类型、大小一致的材料做为一个检验批，然后从各批中随意抽取若干卷，依据单位面积、外形以及厚度展开检测。随意抽取一卷材料进行性能检测，沥青防水卷材拉伸试验必须制备两组纵横向试件，夹具间隔为198mm-202mm，用90-110mm/min的速度拉伸试件直至断裂。夹具在10mm之内发生断裂，或是在夹具过程之中出现移滑且超过标准值的试件，则需去除检测结果，使用备用件进行二次检测。从多个方面分别取5个试件的平均数，在操作过程当中必须对沥青涂盖层和胎基分离现象进行细致观察，详细记录两个峰值的拉力以及相应的延伸率。在检测之前，试件必须在相应的环境中放置24h。对于不透水性的检测，需运用7个孔盘并于规定水压当中保持半小时，若未发生透水现象则表示合格。对于耐热性的检测，则需在相应的温度环境下经过一段时间后，检测试件双面涂盖层相对于胎体的位移，若平均位移查超过2mm则表示不合格。在低温柔性的检测上，选择10个试件，并标记卷材两面，去掉表层所有保护膜，在进行弯曲的10s内查看是否存在裂缝。防水涂料类主要作用在于防水、防渗漏，具有良好的温度适应性，使用起来非常简便。施工过程之中，使用最为普遍的防水涂料主要有两种，一种是聚合物水泥防水涂料，另一种是聚氨酯防水涂料。这两种材料都是流体或固态+液态，但是由于检测大多需涂膜成型之后再进行裁制检测，而且涂膜成型的质量会对最终的检测结果造成深入影响，所以检测时必须对成型时及养护期的环境进行控制，并且把握好混合材料的比例。
5具体实验分析
5.1实验过程
柔性防水材料（本文以防水卷材为实验对象）施工极为方便，只用在常温下剥开隔离纸即可进行铺贴。根据防水工程施工现场作业要求，防水材料铺设方法分为干铺法和湿铺法。所谓干铺法，是把防水材料表面上的塑料薄膜撕掉，直接铺在需要防水单元的基层上，不做任何其它的辅助铺设；所谓湿铺法，指的是通过水泥砂浆进行防水层与防水基底的粘接，并且在水泥砂浆里添加适量的聚合物乳液，它的主要作用是起到更好地粘接防水材料与防水基底。根据广东成松科技发展有限公司寄过来的防水材料模型可以了解到本实验对象采用的铺设方法为湿铺法（施工流程：基层清理，涂抹水泥砂浆，揭去隔离膜，铺盖防水材料，排气、粘合）。湿铺法法并不影响防水材料厚度的结构，也就是不改变B超成像结果，但会影响到A超测厚仪采集信号，防水材料在市场上的种类令郎满目，材质组成成分包括：聚合物乳液、聚酯胎、复合玻纤等等，再加上湿铺过程中添加的水泥砂浆，必然会对A超信号的收发产生干扰，这也就是为什么A超在检测防水材料种类上劣势于B超的原因。受到实验条件和合作双方距离的限制，达不到总在防水工程施工现场进行实验测量。我们可以通过模拟现场测量来提高检测精度，使采集到的防水材料厚度B超原始图像所携带信息能够准确反映出被测试件的几何特性，在采集图像时以下面4条为标准：1）使用合作方寄来的防水材料样品（严格按照防水工程现场施工工艺制作）为实验对象；2）铺设防水材料之前做好对基底的清洁、打平；3）实验过程中确保探头垂直于被测试件的上表平面；4）露天检测时，不应在恶劣的环境条件下进行检测，检测温度适宜在5℃-35℃。为了保证自己所在地制的防水材料模块与施工现场相当，制作模块时应符合如下要求：1）防水层所要铺设的防水基层应提前打平、清洁卫生，且表面无明显凹痕缺陷等现象；2）基层湿度不宜过大。对于A超测厚实验，分别用手动测量和A超仪对实验室现有的11种防水材料模块进行厚度测量。防水材料模块厚度（游标卡尺）来源于该公司质检员参照国家颁发的《建筑防水工程现场检测技术规范》获得。这里需要注意的是仪器测量必须先于卡尺测量，原因是卡尺测量具有破坏性。具体的步骤为：1）运用传统割开针刺法在待测量点处裁剪出一小块正方形的防水材料，采样过程中应避免因拉伸而产生的永久变形；2）对裁剪出的小正方形的四边中心以及正方形中心点处用卡尺测量五次，取该五次的均值作为最后的测量结果，并精确到0.01mm。
对于B超测厚实验，实验对象采用厚度规格均为2mm的三种具有代表性的防水材料设计了三个防水材料厚度模型，即聚合物改性沥青防水材料（覆面材料：AL膜）、强力交叉膜湿铺防水材料（覆面材料：HDPE）、弹性体改性沥青防水材料（覆面材料：SBS），外观尺寸大小均为20mm×16mm。三种防水材料模块均已划分为20个测量区域，因此我们可以采集到60张不同的防水材料厚度模型图片，HDPE记编号为1-20，AL膜记编号为21-40，SBS记编号为41-60。为方便起见，将所得的三种防水材料模块的60张图片所对应的结果数据记为集合I，为方便后面说明B超图像测量结果和卡尺测量结果间的相关性和差异性。
5.2实验结果与分析
（1）A超实验结果与分析
为了便于测试，同时考虑样品具有代表性，A超测厚实验选取了公称厚度0.9mm-3.0mm的11种不同规格型号、不同品牌的市售柔性防水材料作为研究对象。将超实验测厚数据表中的11种防水材料厚度数据按照事先编号的序号对应在下面的结果对比图中，对A超测厚的实验结果与游标卡尺测量结果进行比较，比较统计结果如图2所示。从图2可以简单地看出A超测量结果与游标卡尺测量的结果基本吻合。除此之外，还要验证本文A超测量系统现场施工质量测量的有效性，因此需要对两种测量方式的结果在差异性和相似性上作比较和说明。其中，Pearson相关系数(r)是相似性分析中的常用标准，因此我们对其加以采用。相对误差和绝对误差是差异性分析中常用的两个标准说明，并从最小值、最大值、均值对它们俩进行比较。
（2）B超实验结果与分析
采集到60幅防水材料厚度所对应的B超原始图像轮廓之后，结合计算获取防水材料厚度值的公式。将集合I中三种防水材料模型的总共60组测量结果数据按照编号排序，将B超图像算法测量结果与手动测量（游标卡尺）结果进行对比，比较统计结果如图3所示。同样从图3可以简单地看出两种测量方式（B超测量与游标卡尺测量的）测量结果基本吻合。与A超一样，同样需要验证B超测量系统现场施工测量的有效性，因此对集合I的两种测量方式的（游标卡尺测量方式和B超测量方式）测量结果进行差异性和相似性的比较。差异性分析同样通过两种测量方式（游标卡尺测量方式和B超测量方式）结果间的相对误差和绝对误差两个标准进行说明，并且以均值、最小值、最大值三个方面对绝对误差和相对误差进行比较说明。
综上所述：由于受材质影响，A超收发信号时容易受干扰信号影响，固A超所测量的防水材料类别有限；虽然B超测量不局限于材料类别，但其成像质量强烈依赖于硬件设施，所以要想获得清晰、无干扰信号的、适合后继图像处理的B超图像，改进探头是关键。另外，超声测量（A超、B超）和游标卡尺测量间既存在相关性，也存在差异性。超声测量的平均相对误差分别为：0.272%（A超）、0.9827%（B超HDPE）、1.1618%（B超AL膜）、0.986%（B超SBS），均没超过1.5%。这些测量结果说明了在当前没有对结果进行评价的标准条件下，本文的超声检测方法达到了一定的精度要求。相比于游标卡尺测量方法，该方法解决了传统检测方法当中认为带来的主观误差以及繁琐的重复性问题，为防水工程施工现场检测提供了一种新途径。
6结束语
总之，在建筑工程领域，防水工程的质量关乎整个工程项目的质量，只有进行良好可靠的防水施工才可以保证建筑物的正常使用。在防水工程中，会用到各种防水材料，随着科学技术的进步，将会出现越来越多、并且适用性越来越好的防水材料。对于一些传统的防水材料来说，在施工时，必须进行材料合格检测。对于不同类型的防水材料，有不同的检测方法和依据。因此在建筑工程中，需要利用科学的手段进行防水材料的检测，保证建筑施工的整体质量。
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论文作者:牟永利,李栋
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第05期
论文发表时间:2019/6/21
标签：防水材料论文; 测量论文; 卷材论文; 材料论文; 建筑论文; 砂浆论文; 沥青论文; 《工程管理前沿》2019年第05期论文;