编者按:
《建筑与市政工程防水通用规范》是全文强制性规范。它与法律、行政法规、部门规章中的技术性规定配合形成“技术法规”体系，是建筑与市政防水类各种具体技术规范、规程的依据。任何标准都有一定的理论基础、技术背景。只有理论上对它宏观认识，才能很好地理解规范、运用规范，不会局部地纠结于某一条文，形成完整理解的思想体系。浙江鲁班防水邀请浙江工业大学张文华教授对规范的一些理论问题进行分析。希望对大家有所帮助。
材料是做好防水工程的基础，防水材料应具备满足工程防水需求的性能。防水材料的全寿命一般要经历生产、运输、堆放、施工、使用等多个过程。2023年4月1日开始实施的强制性工程建设规范《建筑和市政工程防水通用规范》GB 55030-2022的第三章提出了防水材料工程要求。什么是防水材料工程要求？决定防水材料工程要求的因素有哪些？防水材料的工程要求有哪些方面？用哪些性能指标体现？
1、概念
1.1 防水材料工程要求
防水材料工程要求是指防水材料满足工程要求应具有的性能。工程要求一般有两方面，一是工程使用要求，防水材料满足使用要求所应具有的性能，这是比较容易理解的；二是工程施工要求，防水材料满足施工要求所应具有的性能，比如防水涂料的流平性、凝胶时间、干燥时间，预铺防水卷材的抗冲击性能等。通用规范第三章材料工程要求是指材料满足工程使用要求所应具有的性能。
性能：是指机械、器材、物品等所具有的性质和功能。
防水材料性能：是指防水材料在外界作用下所呈现出的各种性质和功能，包括力学性能、物理性能、化学性能等，这些性能在材料标准中通过指标项目和指标值来表达。
2、外界的作用
防水材料使用过程中，除内在原因使其组成、构造、性能发生变化以外，还长期受到周围环境及各种自然因素的作用。防水材料的工程要求表现为在设计工作年限内防水材料受到这些外界作用时仍具有满足使用要求的性质和功能。这些外界的作用可概括为以下几方面：
2.1 物理作用
物理作用包括环境温度、湿度的交替变化，即冷热、干湿、冻融、风吹、雨淋等的循环作用。材料在经受这些作用后，将发生膨胀、收缩，产生内应力；或材料中组分产生迁移，如防水材料中的软化剂、增塑剂等向空气中挥发等；温度的频繁变化会使屋面防水层、变形缝的止水带等产生曲挠疲劳；防水层长期浸水产生的溶胀等。这些物理作用长期反复的结果将使防水材料外观和性能产生变化。
2.2 化学作用
化学作用包括大气环境中的臭氧和水环境中的酸、碱、盐等溶液或其他有害物质对材料的侵蚀作用，以及气候环境的日光、阳光、紫外线、雨水、酸雨等对材料的作用。如臭氧产生的氧化反应会使材料的分子链断裂，对合成高分子材料的老化影响很大；紫外线对聚氨酯防水涂膜产生的光氧化反应，会导致涂膜层的力学性能、颜色、光泽度的变化；酸、碱、盐等化学溶液的长期浸泡可能使防水卷材或防水涂膜受到侵蚀或溶胀等，影响防水材料的性能。
2.3 机械作用
机械作用包括荷载的持续作用或交变作用引起材料的疲劳、冲击、磨损等作用。机械作用可能直接造成防水层被拉断、戳破，造成防水层失效，也会让防水层长期处于反复变形状态下产生屈挠疲劳和拉伸疲劳，使卷材断裂或加速老化。
2.4 生物作用
生物作用包括菌类、昆虫等的侵害作用，导致防水材料发生腐蚀、虫蛀等破坏。
3、防水材料应具备的性能
3.1 力学性能
防水材料应具有足够的强度、刚度、韧性、硬度和延展性，以抵御使用过程结构变形和施工过程受力后适应变形的能力。防水材料的力学性能主要有抵抗外力作用的强度指标和抵抗变形能力的延展性指标。
防水材料强度指标主要有拉伸强度，定伸强度，撕裂强度，粘结强度，园球顶破强度，抗冲击性能，抗静态荷载，接缝焊接强度，邵氏硬度等。按照试验方法的不同撕裂强度又分为钉杆撕裂强度、直角撕裂强度和梯形撕裂强度；粘结强度又分为剪切粘结强度、剥离粘结强度和持粘性。
防水材料的延展性指标主要有伸长率或延伸率，低温弯折性或低温柔性，回弹率或弹性回缩率。伸长率分为断裂伸长率、最大拉力时伸长率。
3.2 物理性能
防水材料应具有与各种水、湿、热等物理作用过程有关的性能，以满足防水、排汽等要求。防水材料的物理性能指标主要有密度或容重、固含量、抗渗性、不透水性、含水率、细度、透汽性、温度稳定性等物理性能。
3.3 耐久性能
防水材料应具有足够的耐久性和耐腐蚀性，在外界环境和自然因素的作用下能够抵御氧化、水分、光线和其他外界因素的影响，保证材料性能和防水功能的长期稳定性和使用寿命。
防水混凝土的耐久性主要表现为抗渗性、耐冻融、耐风化、抗侵蚀等的性能，通过混凝土抗渗等级、电通量、碳化深度、冻融循环次数、最大干湿循环次数等指标进行检测。
柔性防水材料的耐久性主要表现为耐紫外线、耐臭氧、耐酸雨、耐水、耐干湿、耐冻融、耐介质腐蚀等的性能。将防水材料试样通过紫外线照射，放置到一定浓度臭氧、热空气、酸、碱、盐、腐蚀性介质溶液或干湿交替、冻融交替环境中，经过一定的时间或次数后检测拉伸强度、伸长率、粘结强度、耐热性、低温柔性等性能的保持率，保持率越高，说明耐久性越好。
3.4 施工性能
防水材料应具有一定的施工性能和加工性能，易于使用和加工，能够满足防水施工的要求。如防水涂料易于搅拌均匀，具有足够的施工时间，涂料涂刷后有较好的流平性，立面不会出现流挂现象，成膜过程受外界因素影响小等，防水卷材易于开卷，开卷后表面平整、易于铺贴，粘结剂涂刷后能尽快铺设防水卷材，易于辊压排除卷材下的空气，接缝粘结或焊接可操作性强等。另外防水施工对防水材料的基本性能影响小也是防水材料施工性能的要求之一，如现场成型的防水涂膜的与试验室成型的涂膜的质量应基本相同，改性沥青防水材料热熔施工对材料的损伤小等。
3.5 安全性能
防水材料应满足防火安全、人身安全、环境安全等的要求，不应对施工者和使用者的人身造成伤害。在施工和使用中不得出现有毒物质的挥发。防水混凝土中的放射性元素，柔性防水材料中甲醛、游离甲醛、挥发性有机物（VOC）、苯酚、乙二醇醚、邻苯二甲酸、多环芳烃、氨、游离二异氰酸酯、铅、汞、砷等有害物质限量应满足相关标准要求。
4、通用规范第三章“材料工程要求”的思考
4.1 全面性和重点的关系
防水材料应具备力学、物理、耐久、施工和安全五个方面的性能要求，每个方面又有多个相应的指标才能满足工程要求。通用规范第三章所列的所有防水材料的性能要求都是不全面的。如第3.3节防水卷材和防水涂料，主要列出了耐久性的部分指标，卷材接缝剥离强度和不透水性，耐根穿刺和厚度要求，明显缺少了防水材料的力学性能、物理性能等基本要求。
笔者认为通用规范第三章的出发点主要有三点，一是强调防水材料耐久性与工程防水设计工作年限之间的关系。在通用规范出台之前，工程中对防水材料的要求主要是基本的物理和力学性能，工程抽检指标主要为拉伸性能、不透水性、耐高低温等指标，缺少耐久性方面的要求。二是防水卷材的搭接缝是影响卷材防水层整体性的关键，因此提出了材料标准中未曾出现的接缝剥离强度和接缝不透水性两个指标，很有针对性。三是环保和安全性要求。
因此工程实践中对于防水材料的性能要求，是在满足相关材料标准中基本性能要求的基础上，同时还要满足通用规范关于耐久性、接缝可靠性、环保和安全等方面的要求。
4.2 材料的耐久性与防水设计工作年限的关系
规范第3.1.1条规定防水材料的耐久性应与工程防水设计工作年限相适应。这个原则性规定很有必要。但在实际应用时很难判断材料的耐久性与工作年限之间是否适应。因为防水材料的耐久性是在实验室模拟使用环境条件进行检测的，其各项指标都是在一个固定的模拟条件下得到的，而实际工程中，环境条件是变化的，如各项耐久性指标均检测合格的3mm弹性体改性沥青防水卷材，在屋面上暴露使用时的寿命大约在5年～8年，加细石混凝土保护层，寿命可以达到10年～15年，做成二毡三油寿命可达20年，上面再加细石混凝土保护，寿命可达30年以上。曾有上世纪50年代用油毡施作的三毡四油防水层，37年后翻修时打开检查，防水层仍有弹性，并未完全老化。因此规范第3.1.1条的应用要充分考虑防水材料的应用环境条件，设计时应采取合理措施延长防水层的使用寿命。
4.3 缺少材料性能指标的检测试验方法
该章节的大部分内容是对材料的性能要求，从测试试验条件和性能指标两个方面进行了规定，未明确指标的试验方法。但试验方法会明显干扰材料的性能指标测试值，甚至会出现很大的偏差，这会影响材料质量和工程要求满足程度的判定。比如防水卷材的拉伸性能检测时，防水卷材试验方法规定的夹具的移动速度是100mm/min，如果采用200mm/min移动速度检测，则检测值就会偏大。因此通用规范仅规定测试条件和性能指标是很不严谨的。
中国建筑防水协会于2023年3月发布了《建筑防水材料工程要求试验方法》T/CWA 203-2023团体标准，作为通用规范第三章的配套标准。根据《标准化法》的规定，我国的标准分为国家标准、行业标准、地方标准、团体标准和企业标准五个层级，国家标准又分为强制性标准和推荐性标准。通用规范是强制性国家标准，团体标准是否可以作为通用规范引用和参照的依据，在工程实践中并不明确，在部分省市的检测机构检测项目评审中，团体标准是不能作为检测项目的评审依据的，在还没有更高层次的试验方法标准出台前，对这些工程要求性能指标，检测机构是不能出具检测报告的，因此工程现场就无法判定防水材料是否满足通用规范的工程要求。
4.4 工程要求规定之外的材料怎么要求？
通用规范中只是规定了部分防水材料的部分要求，没有规定的材料及性能要求、厚度等怎么执行，在通用规范中并未明确。因此现有的材料标准、工程标准中对防水材料的选用规定、厚度要求、性能要求等仍是工程建设实施过程中需要遵守或可以作为参照的依据。随着各专业标准的修订完成并逐步出台，对防水材料的工程要求也会慢慢全面系统化。
作者 | 张文华