CN104251140B - 一种地下工程用复合防水层及其制备和施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地下工程用复合防水层及其制备和施工方法。所述方法包括：在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬施工完毕后，在所述垫层的表面铺贴高分子防水片材，并在相邻高分子防水片材之间通过焊接或胶粘或搭接进行搭接缝处理；在所述高分子防水片材表面喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，所述速凝橡胶沥青防水涂料与所述高分子防水片材粘接构成所述垫层的复合防水层，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料；在所述复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层。

Description

一种地下工程用复合防水层及其制备和施工方法

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法，以及一种地下工程用复合防水层。

背景技术

目前，地下工程中，如地铁、公路或铁路的隧道防水一般采用两种如下方式。

一种是复合衬砌隧道，一般采用高分子防水板(卷材)固定在混凝土表面，与混凝土结合起到防水作用，但其存在多方面性能的缺陷，主要表现在：

1、防水卷材材质本身不能和喷射混凝土初衬(垫层)密贴，安设时发生冲击或是混凝土表面的突出物等情况易将防水板扎破，导致漏水。

2、板与板间的接合部是隧道的薄弱环节，若稍有不慎出现裂缝会导致整个防水体系失败。

3、混凝土壁面容易出现凹凸的部位，甚至较大的空洞，二次衬砌的挤压及周沿变形会使防水板拉伸，特别是结合部位易发生断裂破坏。

另一种是普通的喷涂防水的隧道，这种地下工程防水体系渗漏的原因在于，喷涂速凝橡胶沥青防水膜很难保证有卷材一样的均匀性，虽然涂膜延展性较好，但抗拉强度较低，如发生较大外力作用，结构会发生变形和位移，易导致防水膜破裂，致使整个防水体系失效；另外，该施工方法对喷涂的施工工艺精度要求高，但一般工程很难达到，虽然有自防水混凝土的存在，但地下工程工作面狭小，混凝土振捣的密度、实度很难达到设计抗渗的要求；另外，施工缝合变形缝也是这种防水措施的薄弱环节。

技术人员正尝试各种努力去改善现有的防水材料的以上缺点，但目前为止仍然没有合适的对策，因此，本技术领域迫切需要一种能克服上述问题或部分解决上述问题的新技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法和一种地下工程用复合防水层。

为了解决上述问题，本发明公开了一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法，包括：

在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬施工完毕后，在所述垫层的表面铺贴高分子防水片材，并在相邻高分子防水片材之间通过焊接或胶粘或搭接进行搭接缝处理；

在所述高分子防水片材表面喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，所述速凝橡胶沥青防水涂料与所述高分子防水片材粘接构成所述垫层的复合防水层，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料；

在所述复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层。

优选地，所述高分子防水片材包括无纺布、高密度聚乙烯片材、低密度聚乙烯片材、线性低密度聚乙烯片材、乙烯-醋酸乙烯片材、两布一膜片材、一布一膜片材和膨润土防水毯之中的一种或多种。

优选地，当所述防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，所述方法还包括：

对所述两布一膜片材或一布一膜片材进行烧毛处理，以得到表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。

优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：

85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂。

优选地，所述硫化橡胶改性的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成。

优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

本发明还提供了一种地下工程用复合防水层，包括：

铺贴在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬表面的高分子防水片材；

相邻高分子防水片材之间经过焊接或胶粘或搭接的搭接缝处理；

所述高分子防水片材上喷涂有速凝橡胶沥青防水涂料；

其中，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料。

优选地，所述高分子防水片材包括无纺布、高密度聚乙烯片材、低密度聚乙烯片材、线性低密度聚乙烯片材、乙烯-醋酸乙烯片材、两布一膜片材、一布一膜片材和膨润土防水毯之中的一种或多种。

优选地，当所述高分子防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，所述两布一膜片材或一布一膜片材经过烧毛处理，以得到表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。

优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：

85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂。

优选地，所述硫化橡胶改性的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成。

优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

与现有技术相比，本发明包括以下优点：

依据本发明实施例，在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬施工完毕后，首先在垫层的表面铺贴高分子防水片材，并在相邻高分子防水片材之间通过焊接或胶粘或直接搭接进行搭接缝处理，进一步在高分子防水片材表面喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，使速凝橡胶沥青防水涂料与高分子防水片材粘接构成垫层的复合防水层，最后在复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层。这种施工方法我们称之为预喷反粘施工工法。喷涂的速凝橡胶沥青防水涂料与混凝土结构层的反粘性能高达0.74MPa，非常适合于地下工程底板侧墙以及隧道全包防水的施工.

本发明实施例，预喷反粘施工法的应用，从根本是解决了地下工程中只防垫层不防结构层的通病，并且相对于卷材的预铺反粘施工工法有很大改进，做到了无搭接缝的皮肤式防水，实现整体无缝连接，像皮肤一样包裹结构层，可以更好地保护结构层，达到了真正的皮肤式防水，防止初衬或垫层沉降破坏后，拉裂防水层，从而延长防水年限，减少串水漏水的可能性。

喷涂的速凝橡胶沥青防水涂料与防水片材牢固的粘接在一起，充分发挥二者各自的技术优势，克服了长期以来卷材和涂膜单独应用时的缺陷，从而提高了防水工程的质量，减少了单独采用普通防水板和涂膜材料渗漏的风险。并且，本发明实施例通过无搭接、连续的涂膜喷涂施工，可以加快施工进度。复合防水层对基面的要求较低，无需对基层找平，坚实的基面即可满足要求，制备防水复合层后直接绑扎钢筋，浇筑混凝土，从而省略了垫层找平层和防水保护层，降低了挖土高度，节省了综合造价。

本材料在喷涂后瞬时成型(4秒)，可踩踏和开展下一道工序，同时采用专业喷涂机械施工，大大节约施工成本和劳动力，可大幅度缩短工期。

此外，本发明实施例采用的速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂混合而成，使用硫化橡胶改性的沥青替代一般的乳化沥青，制成的防水涂膜具备拉伸强度高、抗碱、稳定性强、耐化学药品性、耐热耐寒性、耐日光性和耐久力强的优点，相比于一般的防水涂料具备更优秀的防水质量。

附图说明

图1是本发明实施例所述一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法的流程图；

图2是本发明用于制备和施工环境工程用复合防水层的方法的一个示例的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

下面通过实施例对本发明所述方法的实现流程进行详细说明。

参照图1，其示出了本发明实施例所述一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法的流程图，所述方法具体可以包括：

步骤101、在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬施工完毕后，在所述垫层的表面铺贴高分子防水片材，并在相邻高分子防水片材之间通过焊接或胶粘或搭接进行搭接缝处理。

针对地下工程建筑(例如隧道)的圆弧形立面，通过制备复合防水层进行防水处理，首先铺贴高分子防水片材，片材的固定点的间距要大，最好松一些，留足变形量。

本发明实施例中，优选地，所述高分子防水片材可以包括无纺布、高密度聚乙烯片材(HDPE)、低密度聚乙烯片材(LDPE)、线性低密度聚乙烯片材(LLDPE)、乙烯-醋酸乙烯片材(EVA)、两布一膜片材(复合土工膜)、一布一膜片材(复合土工膜)和膨润土防水毯之中的任意一种或多种，其中，膨润土防水毯可以为天然钠基膨润土防水毯。

相邻高分子防水片材进行搭接时，会存在缝隙，为保证防水效果，可以采取焊接或者胶粘的方式对搭接缝进行处理。

步骤102、在所述高分子防水片材表面喷涂橡胶沥青防水涂料，所述速凝橡胶沥青防水涂料与所述高分子防水片材粘接构成所述垫层的复合防水层，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料。

速凝橡胶沥青防水涂料喷涂完毕后,待水完全蒸发完成后便可粘接牢固。其中，喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的厚度可以根据实际环境和需求设置。

在喷涂过程中，涂料颗粒被高压打入高分子防水片的空隙中，喷涂的速凝橡胶沥青防水涂料与防水板材牢固的粘接在一起，充分发挥二者各自的技术优势，克服了长期以来卷材和涂膜单独应用时的缺陷，从而提高了防水工程的质量，减少了单独采用普通防水板和涂膜材料渗漏的风险。

尤其是在搭接部位可以完美覆盖防水板材的搭接缝，实现整体无缝连接，形成了密封体系，减少了渗漏水的风险。

并且，喷涂的速凝橡胶沥青防水涂料与混凝土结构层的反粘性能高于0.74MPa，非常适合于地下工程底板侧墙以及隧道全包防水的施工.这种预喷反粘施工工法的应用，可以保证复合膜满粘在结构层上，彻底改变了隧道防水中防垫层不防结构层的弊病，像皮肤一样包裹结构层，可以更好地保护结构层，达到了真正的皮肤式防水，防止隧道初衬或地板垫层沉降破坏后，拉裂防水层，从而延长防水年限，减少串水漏水的可能性。

本发明实施例通过无搭接、连续的涂膜喷涂施工，可以加快施工进度。

步骤103、在所述复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层。

制备防水复合层后直接在复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土，从而省略了垫层找平层和防水保护层，降低了挖土高度，节省了综合造价。

经过多次实践的检验，采用本发明实施例在地下工程建筑表面制备的复合防水层，基本达到了零渗漏，彻底解决了长期困扰工程界的问题，以下通过具体地数据进行说明。

材料抵抗压力水渗透的性质称为抗渗性，或称不透水性。地下建筑及水工建筑等，因经常受压力水的作用，所用材料应具有一定的抗渗性。对于防水材料则应具有好的耐静水压力和抗渗性。

依据GB/T 19979.1-2005土工合成材料防渗性能第1部分“耐静水压的测定”的测定方法，喷涂速凝液体橡胶复合防水层的测试结果为2.0Mpa，满足地下工程(水利工程)关于耐静水压力的需要。

下表1为传统环境工程常用的不同材料国标要求的渗透系数和喷涂速凝橡胶沥青复合材料所测数值的对比表。

表1

通过上述表1可以看出本发明实施例中喷涂速凝液体橡胶复合防水层具备较好的抗渗性效果。

水蒸气透过率是单位时间透过单位面积的水蒸气的质量，由材料本身的阻隔性能和材料两边水蒸气浓度差两个因素决定，与测试环境以及试样个体有关；水蒸气透过系数仅与试样材质有关，是材料本身的性质。这两个数据用来评价材料的水蒸气阻隔性。

依据GB/T1037-1988，塑料薄膜和片材透水蒸气性试验方法，在下表2为不同材料测试的水蒸气透过系数。

表2

进一步优选地，在所述在施工对象的表面铺贴防水片材之前，首先需要清理基层上的杂物，复合防水层对基层的要求较低不需要单独处理基层，只要坚实就行，无需找平。

当所述防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，土工膜的如果无纺布拉丝比较长，还可以对所述两布一膜片材或一布一膜片材进行烧毛处理，以得到很光滑、表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。

速凝橡胶沥青防水涂料的种类可以根据实际需求选择，本发明实施例中，优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂。

使用硫化橡胶代改性的沥青制成的防水涂膜具备物理性强度高、抗碱、稳定性强、耐化学药品性、耐热耐寒性、耐日光性和耐久力强的优点，相比于一般的防水涂料具备更优秀的防水质量。

优选地，所述硫化橡胶改性的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成。

优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

本发明实施例还提供了一种地下工程用复合防水层，包括：

铺贴在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬表面的高分子防水片材；

相邻高分子防水片材之间经过焊接或胶粘或搭接的搭接缝处理；

所述高分子防水片材上喷涂有速凝橡胶沥青防水涂料；

其中，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料。

本发明实施例中，优选地，所述高分子防水片材包括无纺布、高密度聚乙烯片材、低密度聚乙烯片材、线性低密度聚乙烯片材、乙烯-醋酸乙烯片材、两布一膜片材、一布一膜片材和膨润土防水毯之中的一种或多种。

本发明实施例中，优选地，当所述防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，所述两布一膜片材或一布一膜片材经过烧毛处理，以得到表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。

本发明实施例中，优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：

85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂。

本发明实施例中，优选地，所述硫化橡胶改质的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成。

本发明实施例中，优选地，所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

为使本领域技术人员更好地理解本发明，以下通过多个具体的实施例来说明本发明用于制备和施工环境工程用复合防水层的方法。

实施例1、暗挖隧道防水

如图2所示，是本发明用于制备和施工环境工程用复合防水层的方法的一个示例的示意图。图2中，标记1为混凝土支护层，标记2为高分子片材，标记3为速凝液体橡胶涂膜，标记4为混凝土二衬。

喷射混凝土支护层1即隧道结构垫层(初衬)，浇筑完毕后，在弧形初衬上固定高分子片材2(无纺布，土工膜)，搭接缝进行焊接或者是胶粘或者是直接搭接，然后按照规定的厚度喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，形成速凝液体橡胶涂膜3，喷涂完成后，直接绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层，形成混凝土二衬4。其中，变形缝部位，为了留足变形量，需要提前贴铺隔离纸，然后浇筑混凝土结构，最终形成空铺的防水层。因此即使变形缝变形量过大，也不会拉裂防水层。

实施例2、地铁明挖车站

底板垫层施工完毕后，铺贴高分子片材(HDPE、LDPE、EVA、LLDPE等)，搭接处可粘接或焊接或直接搭接等处理完毕后，进行喷涂速凝橡胶沥青防水涂料的施工，施工养护完成后，直接绑扎钢筋，浇筑混凝土，从而省略了垫层找平层和防水保护层，降低了挖土高度，节省了综合造价。同时，可以在侧墙上干挂无纺布或土工布或高分子片材，挂好后，喷涂液体橡胶涂料，然后支模浇筑侧墙混凝土结构层。对于侧墙和底板交界处的防水处理，需要在垫层的防水层施工的同时，预喷一段较长的防水膜，待结构浇筑完成后，上返到侧墙上，再喷涂收头处理，这样整个结构形成一道连续的防水层。

以上对本发明所提供的一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法和一种地下工程用复合防水层进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种用于制备和施工地下工程用复合防水层的方法，其特征在于，包括：

在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬施工完毕后，无需找平所述垫层或所述初衬，在所述垫层的表面铺贴高分子防水片材，并在相邻高分子防水片材之间通过焊接或胶粘或搭接进行搭接缝处理；

在所述高分子防水片材表面喷涂速凝橡胶沥青防水涂料，所述速凝橡胶沥青防水涂料与所述高分子防水片材粘接构成所述垫层的复合防水层，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料；

在所述复合防水层上绑扎钢筋，浇筑混凝土结构层，所述速凝橡胶沥青防水涂料与所述混凝土结构层的反粘性能高于0.74Mpa；

所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：

85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂；

所述硫化橡胶改性的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成；

所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高分子防水片材包括无纺布、高密度聚乙烯片材、低密度聚乙烯片材、线性低密度聚乙烯片材、乙烯-醋酸乙烯片材、两布一膜片材、一布一膜片材和膨润土防水毯之中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述高分子防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，所述方法还包括：

对所述两布一膜片材或一布一膜片材进行烧毛处理，以得到表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。

4.一种地下工程用复合防水层，其特征在于，包括：

铺贴在地下工程建筑的垫层或隧道结构的初衬表面的高分子防水片材；

相邻高分子防水片材之间经过焊接或胶粘或搭接的搭接缝处理；

所述高分子防水片材上喷涂有速凝橡胶沥青防水涂料；

其中，所述速凝橡胶沥青防水涂料是由乳化沥青、高分子橡胶改性剂和添加剂经过乳化交联形成的速凝高分子乳液状防水涂料；

所述速凝橡胶沥青防水涂料由如下原料组成：

85～45重量份的硫化橡胶改性的乳化沥青、10～50重量份的高分子橡胶改性剂和1～5重量份的添加剂；

所述硫化橡胶改性的阴离子乳化沥青由80-97重量份的阴离子乳化沥青和3-20重量份的硫化橡胶混合而成；

所述速凝橡胶沥青防水涂料的pH值为7～13。

5.如权利要求4所述的复合防水层，其特征在于，所述高分子防水片材包括无纺布、高密度聚乙烯片材、低密度聚乙烯片材、线性低密度聚乙烯片材、乙烯-醋酸乙烯片材、两布一膜片材、一布一膜片材和膨润土防水毯之中的一种或多种。

6.如权利要求4所述的复合防水层，其特征在于，当所述高分子防水片材为两布一膜片材或一布一膜片材时，所述两布一膜片材或一布一膜片材经过烧毛处理，以得到表面平整的速凝橡胶沥青防水涂料。