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许多建筑物地下有好几层，供办公、停车以及设备用。在设计和材料选用时，耐久性是必须的。当地下结构发生渗漏问题时，往往处理缺少操作空间或费用昂贵。因而，地下结构施工必须认真做好防水，使之在整个使用期间结构处于完好状态。另外，地下结构施工常常要求施工工期能尽量缩短。如今技术进步已经可以提供不但起保护作用还能大大缩短交工时间的防水材料。虽然传统的防水卷材遇到有水的情况会起泡，但一些新的产品可以起到隔水层的作用，有助于加快混凝土养护过程，确保高质量。本文要讨论的高固含量单组分冷施工脂肪族改性聚氨酯涂料就是这样的一种产品。
传统产品的缺点
通常，基础和广场地坪需要防水处理，以防止水流至地下。因为混凝土是多孔的，随着时间推移，气候的变化，混凝土收缩膨胀而形成裂缝，而且不处理或处理不当水会通过板和基础流向地下。
各种各样的涂料产品可用于此类应用中，包括成品薄膜以及采用喷涂、刮压和滚压的，冷施工或热施工的涂料。所谓成品薄膜，通常是指自粘片材，相互搭接，粘在墙上可防止水的流动。而液态涂料能形成整体膜，提供无缝保护。这些涂料从作为防潮剂的沥青乳液至具有防水作用和填补裂缝性能的聚氨酯沥青涂料。不过每一种产品都有其缺点。成品薄膜的厚度在工厂内控制，达到1.5 mm，膜与膜搭接缝可能会渗漏。此外，为了确保膜与膜的粘结，最好是在较为温暖的条件下施工（大于5 ℃）。虽然膜可以在混凝土浇注7 d 后用于混凝土墙上，但最好是14 d 以后，使多余的水分蒸发，否则可能影响粘结。另外，应采用溶剂型或水性底涂料以确保牢固粘结，并在做防水前留出一定固化时间，一般从30 min 至2 h。虽然底涂施工可以在任何气候和任何时间进行，但供应商和制造商建议，最好在5 ℃以上以保证粘结质量。为了确保完全固化和干燥，一般的液态涂料只能在混凝土浇注2～4 周后施工。从正在固化的膜中释放出的水分会使粘结变差。如果混凝土受雨淋，大多数涂料的粘结会很差，会产生气泡成为粘结薄弱点。当由于凝结或固化时释放出的水分结冰时，涂料也不能施工。同样，潮湿状态下固化会使涂料产生气体形成空隙使水能够进入和移动。有水移动粘结就受到影响，就会使涂膜脱开，从而使水有可能进入基层。传统的涂料另一个问题是，一次最大厚度为1.5 mm，虽然这一厚度对于基础来说是合适的，但对地下为使用空间的广场地坪或绿色顶层，要求防水涂膜厚度在2.3～3 mm，如果使用一般涂料就必须增加施工遍数。
防水创新
传统的聚氨酯防水涂料，聚氨酯和潜在的水之间会发生反应，生成过量的二氧化碳，形成气泡和小孔。然而应用新的聚氨酯化学技术对涂料改性（特别是聚合物的黏弹性和固化的性能），使气体不再产生。通过在聚合物系统中加入各种组分，可以获得固化快以及具有要求的流变性能，又不牺牲任何其他功能。这些新的脂肪族改性聚氨酯涂料由脂肪族异氰酸盐和多羟基化合物组成。混凝土拆模后24 h，还处于潮湿状态时涂料就可施工（这类冷施工的涂料不仅与潮湿混凝土而且与受冻的混凝土也有黏性）。使用在潮湿混凝土上面时，此类涂料实际上起隔水作用，防止多余的水分从新拌混凝土中很快蒸发出来，有利于混凝土强度的发展。当遇到气温在冰点以下，基础潮湿或结冰以及混凝土拆模后不久等情况，此类涂料仍可施工，这样施工进度可以缩短几周。采用传统技术生产的涂料，混凝土至少要养护14～28 d 才能进行防水膜施工。
从表1 可见，新的脂肪族改性聚氨酯在混凝土面上的剥离强度比其他涂料要高得多。由于其独特的聚氨酯化学特性，即使浸水后仍可保持黏性，因而适用于潮湿混凝土和平面防水（包括可能积水的地方）。大多数传统的地下防水涂料还要使用底涂料，以确保与基层的粘结，而新技术涂料不需要，这就降低了相关费用。
功能提高
由于异氰酸酯、交联剂和水之间化学反应较快，这种脂肪族改性的聚氨酯技术使涂膜固化非常快（温度较低时，反应变慢，但仍比一般的产品来得快）。这样，只要每天注意天气预报，就不必担心涂料可能被雨水冲掉。保护板、排水板以及沟回填施工都可在同一天进行。韧性好的涂膜在2 ～4 h 形成，固化时间视气候条件而不同，一般温度较高，固化较快。例如，标准状态下（温度21 ℃，相对湿度50%），大约在4 h 内固化，温度和相对湿度明显升高的话，固化会快得多。一般，完全固化需12～24 h。脂肪族改性聚氨酯涂料的固化要比其他产品快2～4 倍，从而使涂料施工结束至回填开始的等待时间减少了一半。除了粘结性和固化性能有明显提高外，脂肪族改性聚氨酯涂料的性能超过了ASTM C836《用于有独立耐磨层的高固含量、冷施工弹性防水膜标准技术规程》的要求，延伸和撕裂强度的综合性能好，能形成整体防水膜，且在4～82 ℃之间性能保持不变。还有一个好处是，这种涂料不流挂，用于垂直面上滚涂施工时，一遍厚度最多可达3.1 mm。这种涂料也有自流平的，一般用于平面施工，用刮压或滚压施工一遍厚度最多可达1.5 mm。
结论
新的技术赋予行业有力的推动。这种固化时间快、施工不需担心气候条件、具有许多优异性能的产品，消除了诸多风险，而且涂膜的功能不再依赖某个人的经验判断。
相关信息
1）裂缝修复
硅酸盐水泥水化期间，析出游离钙，经水化后再回到水泥基质中。假如水蒸发太快，游离钙不能充分水化而重新回到混凝土中，就在表面留下许多松散的粉状材料，削弱了水泥表面强度。此外，由于水蒸发太快，面层干燥得比底层快，产生收缩，而底层仍处于潮湿状态，继续固化，因而形成裂缝，成为渗漏点。混凝土在养护过程中，如果施加涂料，水从混凝土中逸出的速度就降低。然而，大多数涂料用于潮湿混凝土上面会起泡，使水能够进入小孔。新的脂肪族改性聚氨酯配方中的化学物质是专门设计用来防止这一现象的，可提供足够的柔性，修复任何微小的裂缝，大大超过了目前裂缝修复的要求。对脂肪族改性聚氨酯涂料来说，裂缝尺寸可高达63.5mm，而且仍能经受压力不漏（一般的涂料仅为3．2 mm）。
2）性价比
虽然文中讨论的产品其先期的价格要比大多数传统的产品高，但防水涂膜的最初成本不应成为主要的考虑因素。在考察一个产品的时候，施工和寿命周期成本（还有项目的总的效益）都是权衡的因素。施工时间的缩短也十分重要（与地区的劳动力成本有关），应当考虑。还有其他一些好处。例如，分包商必须有能力满足总承包的要求，如果完工日期延误，就会影响业主的收益，为了防止延误发生，合同都规定完工日期和延误赔偿。显然，能加快施工进度又能确保质量的产品，肯定受到欢迎。此外，需要回填的墙，可以立即做防水和回填，几乎没有等待的时间。
3）实例
作为美国俄勒冈州内唯一的一所医科大学，俄勒冈医科大学就像是一座城中城。位于波特兰马夸姆山上的这所大学占地40万m2，31 幢建筑物供教育、研究和诊疗用。一座新的面积为31 123 m2的医疗大楼和相邻的有450 个车位的地下停车场采用大开挖施工。最初的结构浇注需要2 周时间。若采用传统的防水要等混凝土完全固化和干燥后进行，也就是说要等2～4 周后才能进行防水施工。整个工程用了40 桶高固含量单组分脂肪族改性聚氨酯涂料，直接用在潮湿混凝土上，形成具有优异粘结性的无缝防水层，防止多余水分从潮湿混凝土中蒸发过快，确保了混凝土的强度。涂膜不到4 h 固化，没有针孔和气孔。
