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安全环保政策收紧,SBS防水卷材何去何从?
2021年06月08日    阅读量:     新闻来源:中国建筑防水杂志社  |  投稿

导语

SBS弹性体改性沥青防水卷材(以下简称SBS防水卷材)属于国家建设主管部门长期重点推广的防水材料,目前广泛应用于欧美日等国际市场和中国市场,是我国历次“五年规划”中优先发展的产品,在保护建筑安全、保障建筑寿命、保证百姓安居等方面发挥了重要作用。然而自2018年以来,由于安全环保政策的收紧,限用热熔法施工SBS防水卷材声音就未绝于耳,住建部、河北、北京、上海等先后出台一些热熔法施工SBS防水卷材的限用规定。更有甚者,最近,有地区一些工程防水选材将SBS防水卷材排除在外中国牛涂网ntw360.com。今天,我们就SBS防水卷材的应用与发展问题访谈了国内外相关人士与专家。


1  SBS防水卷材的前世今生


1.1  诞生


1975年,首个商用的SBS防水卷材产品“SOPRALENE”被法国索普瑞玛开发成功,在欧洲得到应用,后来该技术传入北美和日本等国家。1980年代以前,我国建筑屋面防水以纸胎沥青卷材“二毡三油”做法为主。1987年和1988年,我国最早引进自奥地利Villas公司设备技术的多功能SBS/APP改性沥青防水卷材生产线分别在天津和武汉建成。随后,我国的防水科技工作者在吸收国外经验的基础上,开展了用国产沥青与SBS、APP改性剂配制改性沥青和制备改性卷材的研究,开启了SBS防水卷材国产化的进程。80年代中后期,国内第一卷SBS防水卷材(聚乙烯胎)在盘锦禹王引进自西班牙的生产线上正式诞生。

 

上世纪50年代入职北京油毡厂、已在行业耕耘62年的老专家田凤兰告诉我们:


田凤兰

“沥青用做防水、防腐和粘结材料已有近千年历史,制成防水卷材也有百余年历史。1908年,利用沥青与黄麻布制成的世界上首例沥青防水卷材在法国诞生。采用SBS、APP等改性剂对沥青进行改性研究则始于上个世纪60年代的法国和德国。”


1.2 国内产量


据中国建筑防水协会“2020中国建筑防水行业年度发展报告”显示,2020年我国建筑防水材料总产量(规上企业)25.15亿平方米,其中防水卷材15.66亿平方米,占比60%以上;而SBS/APP改性沥青卷材7.58亿平方米,占防水卷材产量接近一半。从整个防水材料产品结构来看,SBS/APP改性沥青卷材产量最大,占比三分之一,相当于全部防水涂料产量总和。


1.3 产品标准


我国在产品标准方面,改性沥青防水卷材系列产品有着完备的标准化体系,产品质量有据可循:


➤GB 18242-2008《弹性体改性沥青防水卷材》标准适用于以聚酯毡、玻纤毡、玻纤增强聚酯毡为胎基的SBS改性沥青防水卷材;

➤GB 18967-2009《改性沥青聚乙烯胎防水卷材》标准适用于以高密度聚乙烯膜为胎基的改性沥青防水卷材;

➤GB 23441-2009《自粘聚合物改性沥青防水卷材》标准适用于以聚酯胎、聚乙烯膜和聚酯膜为胎基的自粘聚合物改性沥青防水卷材;

➤GB/T 35468-2017《湿铺防水卷材》标准适用于以聚酯胎和高分子膜为胎基的聚合物改性沥青湿铺防水卷材;

➤GB/T 23457-2017《预铺防水卷材》标准涵盖了沥青基聚酯胎预铺防水卷材;

➤GB/T23260-2009《带自粘层的防水卷材》标准涵盖了表面附以自粘层冷施工的各类改性沥青防水卷材;

➤GB/T35468-2017《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》标准涵盖了种植屋面用改性沥青防水卷材;

➤JC/T974-2005《道桥用改性沥青防水卷材》适用于道桥用改性沥青聚酯胎防水卷材。


1.4 应用范围


中国建筑业协会建筑防水分会副理事长胡骏向我们介绍:


胡   骏

SBS防水卷材是目前我国工程防水中应用范围最为广泛、应用数量最多的防水材料。应用范围已从房屋建筑扩大到地铁、隧道、垃圾填埋、污水处理等工程建设领域,工程部位从屋面防水、地下工程防水到大型厨房的地面防水、沥青道路防水、蓄水工程防水等都有广泛应用。


作为建设工程中主要防水材料之一的SBS防水卷材,在国家标准《屋面工程技术规范》GB 50345和《地下工程防水技术规范》GB 50108中都有明确的构造设计、防水施工、产品质量和防水层验收等要求。


屋面工程中,SBS防水卷材可以单道或双道使用,以满足不同防水等级设防要求。页岩面SBS防水卷材可以外露使用,是防水材料中少量可以外露使用的防水材料之一。含有阻根剂的SBS防水卷材是目前我国使用数量最大,用于种植屋面的耐根穿刺防水卷材。


地下防水工程中,由于SBS防水卷材有很好的耐水性和机械抗刺穿性能,是所有防水卷材中使用量最大防水卷材品种。特别在北方地区,3mm+4mm双层SBS防水卷材已成为地下建筑工程防水的“标配”。


2  主要原材料


2.1 改性沥青


改性沥青是利用各种改性剂对石油沥青(基质沥青)的温度敏感性、应力应变性、粘结性、耐老化性等性能进行改良后得到的一种沥青产品,是SBS防水卷材最主要的原材料,其性能优劣直接影响到卷材的质量和应用性能。


SBS防水卷材所用的改性沥青混合料需要在高温搅拌下配料,在实际生产中,为降低成本,除了基质沥青和SBS改性剂,企业还会添加胶粉、废机油等来调节改性沥青混合料的性能,这样不仅影响最终卷材产品的质量,也导致生产、使用过程的不环保。比如胶粉大多由旧硫化橡胶研磨而成,在SBS防水卷材中添加胶粉不仅造成加工温度升高、生产过程能耗增加,还会直接影响卷材的耐久性,并且导致其热熔施工的烘烤温度升高,引发环保和安全问题。“零胶粉”不仅为SBS防水卷材的品质提供了坚实基础,而且能使卷材的生产和施工更环保。建议采用具有稳定胶体结构的低烟优质沥青,在改性沥青配方中不添加胶粉和油类助剂,严格控制填料的加入量,在更低的温度下生产,缩短混合时间,降低燃油动力费用,减少污染排放,同时提高产品综合性能。


中石油燃料油有限责任公司研究院基础研究室主任毛三鹏对我们说:


毛三鹏

沥青作为SBS防水卷材最重要的原料,其产品质量应得到重视和提升。建议防水卷材生产企业与沥青生产供应商联合攻关,开展防水卷材耐久性与改性沥青性能的关联性研究,共同开发质量稳定、操作便捷、净味环保的沥青产品。


2.2 胎基


胎基是SBS防水卷材的主要组成材料,很大程度上决定了卷材的力学性能和使用寿命,是影响卷材与防水工程质量的重要因素,目前国内SBS防水卷材采用的胎基主要是聚酯胎。GB/T18840—2018《沥青防水卷材用胎基》规定聚酯胎分为Ⅰ型和Ⅱ型,分别对应卷材产品标准里的Ⅰ型和Ⅱ型要求。聚酯胎在厚度、单位面积质量轻量化的前提下,保证纵横向的拉力、最大拉力时延伸率等力学性能和纵横向的热尺寸稳定性能非常重要。


寿光市发达布业有限公司总经理侯尚民告诉我们:


侯尚民

聚酯胎行业近10年来发展非常迅速,我国目前已拥有一批年产量数千万甚至上亿平方米的大、中型胎基生产企业,也拥有自主研制、自主生产的胎基生产设备,中国已经成为全球最大的聚酯胎生产基地,产品也已经开始大量出口,因此国产胎基已经可以完全满足国产改性沥青防水卷材的生产需求。国内防水卷材企业应紧跟国际潮流和趋势,开发质量更高、更薄型化的改性沥青卷材产品,胎基行业目前已经有了适应这些变化的技术储备,可以为防水行业提供质量可靠的原材料。


建筑材料工业技术监督研究中心教授级高工、全国轻质与装饰装修建筑材料标准化技术委员会建筑防水材料分技术委员会顾问杨斌指出:


杨   斌

防水工程是一个系统工程,影响防水工程质量的因素较多。单从产品生产端来看,要生产出质量好、环保和节能的防水材料,首先应该从源头抓起,采用符合要求的原材料、先进的设备与工艺,配备熟悉生产与质量管理的技术人才,严把产品质量关,保证生产的产品性能指标符合或高于国家标准要求,以保证工程建设质量。


3  生产装备与工艺


中建材苏州防水研究院从事改性沥青生产线研究开发已37年,院长巢文革告诉我们:


巢文革

SBS防水卷材是一种舶来品,我国自上世纪80年代中后期引进欧洲生产装备以来,通过消化吸收也研究开发了国产装备,使SBS防水卷材从本世纪初开始逐渐成为行业主导品种。


目前我国改性沥青防水卷材装备领域,进口与国产、不同年代、不同技术水平的装备并存。SBS防水卷材在生产过程中,需要大量使用沥青、滑石粉等原辅材料,势必会产生沥青烟、工业粉尘和挥发性有机物,对环境造成污染。因此,提高污染物的收集率和去除率,减少沥青烟、粉尘、等污染物排放量,保证车间排放的气体能够达到甚至高于国家环保标准,是行业必须高度重视并亟待解决的问题。


已修订送审的JC/T 2046《改性沥青防水卷材成套生产设备通用技术条件》,一旦发布,将为我国SBS防水卷材生产装备的提升提供明确的技术要求。


2020年5月,中国建筑防水协会编制了《新一代改性沥青防水卷材生产技术装备创新研发攻关行动方案》,提出了“装备自动化水平达到或超过国外同类产品”等六大具体发展目标,在行业力推二代装备技术。可以预计,随着防水二代装备的研发与推广,我国改性沥青防水卷材生产端的工艺装备水平、产品质量水平、环保水平将会得到明显提升,有利于SBS改性沥青防水卷材的应用与发展。


宏源防水副总裁许渊认为:


许   渊

防水行业应当加大在改性沥青防水卷材工艺装备和环保处理设备上的投入,加大研发创新力度,引入更加先进的技术与制造工艺,提升工艺装备与环保处理水平,减少生产过程中废气、烟尘等污染物排放。


沥青烟处理设备现在主要运用床式RTO,这是第二代RTO技术。旋转式RTO是第三代技术,运行能耗更低、处理效率更高,值得在沥青防水卷材行业应用,提升环保处理水平。宏源已与专业环保设备企业合作,很快会用上行业最先进的旋转式RTO技术处理沥青烟气。


4   施工方式及应用前景


我们对国内多个业内一线企业的总工、行业知名专家、欧美企业及行业机构代表访谈了SBS防水卷材施工方式与应用发展。

 

企业代表

东方雨虹副总工许宁


热熔法施工SBS防水卷材自引入我国后,在各类重大工程中(如2008年北京奥运防水工程等)得到了广泛应用。热熔法施工工艺简单、施工性能好,适应各种复杂基面,且不受气候条件影响,是目前最成熟、最可靠的SBS防水卷材施工工法。


热熔法施工中动用到明火,易产生消防安全事故,但这些安全事故多由现场安全管理、施工操作不规范以及施工机具落后造成;合格的SBS防水卷材在热熔法施工时,实际现场也并没有大量烟雾释放,SBS防水卷材热熔工法在欧美地区工程中也一直在使用。而且,目前欧美国家和我国,都已分别开发出多类型的热熔法施工工具与设备,以提高热熔法的施工效率、安全性和环保性。


当然,SBS防水卷材也可采用冷粘、热粘等其他工法;目前这些工法还没有替代热熔法成为主流。


卓宝科技副总裁林旭涛


SBS等高聚物改性的沥青类卷材具有优良的防水性能,在全世界范围内有着广泛的成功应用案例,是目前防水行业中最为重要的防水材料类别之一。


近20年来,通过不断的技术创新和工艺改进,出现了自粘橡胶沥青防水卷材的冷粘、湿铺、热铺等施工工艺,更好地解决了应用技术问题,使得沥青基卷材得到了很大发展。


在国内以混凝土结构为主的应用场景,未来很长一段时间内,以高聚物改性沥青胶料为基础的改性沥青类材料仍将是主流。


科顺股份集团副总裁/技术中心总经理叶吉


SBS防水卷材除热熔工法外,大面可采用空铺、点粘、条粘等工法,在屋面、顶板等部位还可与非固化涂料复合施工,长短边的搭接可采用热风焊接的工艺。这些施工工法只要应用得当,质量都是可靠的。


实际上,近年SBS防水卷材与非固化涂料的复合,已得到工程实践的检验以及市场的认可,成为了某些工程部位的主流防水设计方案之一。明火热熔属于传统工法,有广泛的“群众基础”;热风焊接是近几年才兴起来的,这种工艺没有明火隐患、温度可控、搭接边质量稳定,配合大面采用非固化涂料复合施工的工法,在限制明火施工的大背景下,发展成为主流施工工艺应是大概率事件。如果热熔法施工SBS卷材受到限制,那么一定会倒逼材料本身进行改进。


目前带自粘层的SBS防水卷材已研发问世,这种新材料能解决PE膜SBS卷材与非固化涂料复合时的PE膜隔离问题;另外,以SBS改性沥青为涂覆料的自粘卷材,采用湿铺法、自粘法的工艺,本身就很成熟,也会有较好的发展前景。不用明火热熔施工SBS防水卷材,核心就是解决涂覆料与基层的大面粘结问题,现在热熔非固化、常温施工非固化、水性非固化、非沥青基非固化等材料,自粘甚至包括双面自粘卷材的迅速发展,也能一定程度上解决SBS防水卷材的大面粘合问题。


因此,在未来的防水设计中,会有更多的材料与SBS防水卷材叠层、复合,组成新的防水形式。


行业专家


中国建筑学会建筑防水学术委员会名誉主任叶林标


防水材料品种很多,呈现出应用的多元化。防水工程选材要根据材料应用性能、价格等多种因素进行选择,不应搞全盘否定。SBS防水卷材是众多防水材料中重要的一种产品,在国内应用历史悠久,在很多重大工程中得到应用,出于对热熔施工的安全性考虑,使用场合有些要求是合理的。比如在地下密闭空间、通风不畅空间和附近有易燃材料的建筑工程中不能设计使用,可以改用其他施工方式。


中国建筑防水协会副会长羡永彪


热熔法是用喷枪的火焰充分熔融改性沥青,使SBS防水卷材与基层牢固、均匀满粘,形成一道完美的防水层;SBS防水卷材在摊铺中形成的重力将熔融的改性沥青从卷材两边均匀溢出,产生沥青封边,形成又一道完美的防水层。


热熔法简单、方便、可靠,是SBS防水卷材问世以来一直所采用的,也是目前SBS防水卷材最主流的施工方法。该类卷材如果纯粹采用SBS进行改性,那么热熔法施工方式,施工质量和环保方面的问题应该是不大的。但现在国内普遍添加废橡胶粉进行改性,那么生产出来的SBS防水卷材,虽然各项指标能满足现行的产品标准,但热熔法施工的优点很难显现。因为采用废胶粉对沥青进行改性,在施工时,喷枪加热温度要升高且不宜控制,改性沥青不能充分熔融,很难保证卷材均匀满粘,沥青线也很难自行溢出,施工质量也就很难保证了。


另外,SBS防水卷材除了热熔施工,还可采用水性冷粘结剂进行冷施工,效果也非常好,这种方法安全、环保、可靠,还能应用于其他防水卷材。


中国硅酸盐学会防水材料专业委员会主任委员、中建材苏州中材非矿院防水材料研究院院长沈春林


SBS防水卷材是防水材料的主要品种,有热熔型、自粘型、湿铺型、预铺型,目前在我国的应用量占防水卷材的一半以上。


这种卷材是欧洲发明的,上世纪80年代开始由我国辽宁省盘锦市禹王新型防水材料厂引进生产。SBS防水卷材用于建筑的屋面防水工程效果还是不错的,但热熔型产品用于比如地下工程密闭空间,有的地方住建部门出于环保和安全考虑规定不能使用。如果受上述因素影响,防水工程可以用自粘型、预铺型、湿铺型SBS防水卷材。


中国建筑业协会建筑防水分会专家委员会主任委员曲慧


SBS防水卷材在国内外防水工程中的应用由来已久,目前在我国的应用面广量大。从施工方法来看,SBS防水卷材最主要的施工方式是热熔法,在北方低温环境下应用时热熔法是优选。


我国有些地区因为污染大气的原因而禁用热熔工法,实际上禁限规定也是缺乏数据(指热熔法排放有害气体测试数据)支撑的。国内个别工程因热熔法出现的安全问题,都属于工程管理的问题。只要工地没有易燃物品,电焊或保温层等交叉作业管理到位,热熔施工的安全问题是可以保证的。


《地下工程防水技术规范》主编冀文政


SBS防水卷材,由于其性能优越,广泛应用于国内外各类防水工程中。现在被关注的是,此类材料热熔施工时沥青气味逸出,尤其是夏季施工,管理不到位易产生火灾。近年来有的城市规定不能在密闭的环境中施工,现在又有城市不选用此类材料在防水工程中应用,也是考虑了上述因素,但这只是个案。


目前,在我国,各种规范、标准充分肯定了这类材料,并规定了其使用厚度和施工方法,相信认真做好施工现场管理和接缝密封,提高与结构的粘结强度及材料本身的耐久性,此类防水卷材还是可以继续很好地发挥其防水功效的。


中国建筑业协会建筑防水分会副理事长胡骏


1)关于SBS防水卷材施工可能产生的火灾安全问题


原因:SBS防水卷材采用热熔法施工通常情况下不会产生火灾,在发生火灾的工程中,防水卷材并没有因热熔过度产生卷材自身的燃烧,而是因热熔火枪将周围的易燃物点燃出现明火蔓延而失控。

对策:因此,防止SBS防水卷材热熔施工火灾问题应从管理方面进行控制。比如加强安全教育、事先申请明火作业、作业区专人监督、现场准备灭火器材等。


2)关于SBS防水卷材施工造成工人烧伤安全问题

原因:SBS防水卷材热熔施工时,可能因不小心,火枪火焰将人烧伤。

对策:固定火枪施工作业人员,规范作业操作;使用可控制性能好的枪具;工人作业需要穿工作服等防护措施;准备灼伤药物和应急预案。


3)关于SBS防水卷材施工可能产生的缺氧窒息安全问题

原因:SBS防水卷材在密闭小空间施工时,热熔火焰燃烧造成空气氧气被大量耗用,从而造成缺氧状态。

对策:不得在密闭小空间进行热熔卷材施工;如果必须施工时,可加强新风供给,作业区外专人负责观察,规定一定时间后交换人员作业等措施。


4)关于SBS防水卷材施工安全使用液化气的问题

原因:火枪开关未关紧或火枪故障,出现液化气泄露,或输气软管破损造成液化气泄露。液化气泄露可造成中毒或燃爆事故。

对策:对火枪或输气软管进行经常性检查和定期更换;加强工人安全教育和液化气使用知识教育,闻到液化气气味时,应及时检查,当出现严重气体泄露时应按应急预案沉着处置;施工作业时液化气罐与火枪应保持安全距离。


欧美企业


索普瑞玛亚太区总裁白力伟


自1908年创始人查尔斯金森发明沥青防水卷材至今100多年来,索普瑞玛不断创新,适应不同时代下建筑工程的新需求。在欧美,建筑结构多种多样,钢结构搭建的工业厂房、钢混结构的高楼大厦还有木结构的别墅小屋。相应地,SBS防水卷材也有多种施工工法,包括热熔法、自粘法、热粘法、冷粘法和机械固定5大类安装方法,在实际工程中除了单一的选用施工工法,还可以多种工法相结合使用。如今,随着越来越多的法规关注施工期间防火管理与VOC排放管理,热熔法施工的安全、环保问题亟待正视。


Vedag德蔚达中国公司总裁Volker Hofer


改性沥青卷材起源于欧洲,铺设方法有热熔、自粘、热沥青粘结铺装多种方式。热熔方式较为传统,因热熔时可以把基层中的湿气驱散,并在沥青流淌过程中填平基面的不平整、粘结结果可靠。自粘的防水卷材通常对基面的平整度和干燥度要求更高,不然基面中的湿气和不平整度会大大影响粘结的可靠性,热沥青粘结的方式在欧洲也会使用,是先将烧热的改性沥青涂料倾倒在基面上,再铺卷材,好处是可以不动火,热沥青将基面上的湿气驱散,并填平基面的不平整度。在欧洲在易燃的木结构屋顶上不能使用热熔施工卷材,和热沥青铺装方式。


欧洲屋面承包商选择屋面材料及施工方式最基本的原则是安全可靠,与系统配套,易于施工,使用寿命持续有效,并以责任人责任制的法律作导向,及强制型保险公司保险制度。如果屋面环境不允许产生火源,那么会放弃使用热熔法施工,因为一旦发生安全事故,承包商是负全部责任的。另外,欧洲的保温材料以选用不易燃的石墨聚苯板为主,所以传统的热熔工法还在广泛使用。


欧美行业机构


美国《屋面承包商》杂志主编里克·达马托


总体上讲,在美国采用高分子防水卷材的单层屋面系统的应用比例比沥青屋面系统更高。目前SBS防水卷材有采取热熔法施工,也有一些冷粘做法。热熔法施工很注重对工人的培训;另外明火增加了火灾的风险,要做好适当的保险。SBS防水卷材在美国南方地区用得多,北方地区用得少。


德国屋面承包商协会展会和市场营销CEO贵都·范德维尔特


在德国和欧洲,根据建筑理念的不同,会选择双层(沥青类)或单层(高分子类)防水材料。


沥青防水卷材通常采用热熔法,经过技能培训的熟练工人可以灵活施工。和世界上其他很多地方一样,因为施工过程产生沥青烟气,热熔法在欧洲也是一个比较大的话题。热熔法操作时,工人们需要小心施工,并且穿戴个人防护设施。在室外的屋面进行热熔施工通常没有什么问题,但是在室内的时候,必须要有可靠的通风措施。这对很多职业培训中心也很重要,因为这些培训通常是在室内进行的。


5   结束语

SBS防水卷材与行业共生、伴行业高速发展近40年,从原料、装备、工艺、产品标准、设计使用规范、施工方法、操作培训等各个环节都有完备的体系。随着我国经济由高速发展转向高质量发展,防水行业对生产应用量大面广的产品SBS防水卷材的质量提升方向正如上述专家访谈到的方方面面。希望我们能够客观认识SBS防水卷材对行业的重要意义,同时也正视其环保、安全上的问题,借鉴欧美国家的经验,呵护SBS防水卷材的健康发展,让她在国家构建双循环新发展格局和两新一重建设中作出新的贡献。


标签:防水涂料工程建筑涂料涂业商道行业资讯
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