什麼是柔性防水什麼是剛性防水（剛性防水與柔性防水的內涵特點）

2023-04-22 06:58:17 3

剛性防水與柔性防水的內涵特點、適用範圍及標準化進展

王永海

（中國建築科學研究院有限公司建築材料研究所 建研建材有限公司）

1. 剛性防水與柔性防水的相關術語及內涵

1.1 剛性防水

（1）剛性防水

剛性防水是指：採用混凝土結構自防水或剛性防水層實現工程防水的方法。

廣義的剛性防水定義指：由不易變形的剛性板塊通過構造連接而成的防水屏障，廣義的剛性板塊的材質可包括水泥基材料、金屬板材、瓦等材料。

目前防水行業內經常提及的剛性防水是指：採用混凝土結構自防水或剛性防水層實現工程防水的方法。所指的剛性防水層所用材料主要是指防水混凝土、防水砂漿、水泥基滲透結晶型防水塗料、水泥基防水塗料等水泥基材料。

（2）剛性防水體系

剛性防水體系是指：主體防水採用剛性防水，細部構造節點採用相適應防水措施的防水體系。

行業內所指的剛性防水體系指不設置柔性防水層即能夠獨立承擔防水功能的防水體系，即全剛性防水體系。在剛性防水體系中，「大面為剛，節點可柔」，大面採用剛性防水，細部構造節點根據需要採用剛柔結合構造方式的防水體系，以下防水體系均稱為剛性防水體系：

1）混凝土結構自防水體系；

2）以混凝土結構自防水作為防水主體，外表面僅設置剛性防水層，不設置柔性防水層的防水體系；

3）建築外牆防水工程中，牆體外表面整體防水僅設置剛性防水層，不設置柔性防水層的防水體系。

（3）剛性防水層

剛性防水層是指：以水泥基材料為主體的防水材料，設置在結構表面，能夠阻止水滲透的構造層。

剛性防水層可包括砂漿防水層、水泥基滲透結晶型塗料防水層、細石混凝土防水層等。

（4）混凝土結構自防水體系

結構自防水體系是指：結構主體通過優化配筋和配置防裂構造措施，採用具有防滲抗裂性能的防水混凝土，並對變形縫、後澆帶、施工縫等細部構造部位進行防水密封處理，使其不依賴於外設防水層，具有獨立防水功能的防水體系。

（5）防水混凝土

防水混凝土是指：以阻止水的滲透（漏）為目標，採用優質常規原材料，合理摻加具有抗裂、防水功能的外加劑和礦物摻合料並經優化配合比，製成的具有良好抗滲性能和抗裂性能的混凝土。

（6）防水砂漿

防水砂漿是：以水泥和細骨料為主要原材料，摻加外加劑、聚合物或纖維等一種或幾種改性材料，製成的具有良好抗滲性能和抗裂性能的砂漿。未摻加聚合物的為水泥防水砂漿，摻加聚合物改性材料的為聚合物水泥防水砂漿。

（7）防水劑

能夠提高混凝土或砂漿防水性能的外加劑，均可稱為防水劑，目前防水劑的種類較多，從作用機理來看，工程市場上的防水劑種類已經超出了現行行業標準《砂漿、混凝土防水劑》JC/T 474-2008的範圍，廣義的防水劑定義可謂：摻入混凝土或砂漿中，可提高混凝土或砂漿的密實性、抗裂性、憎水性、自修復性中的一種或多種性能，從而阻止水滲透的外加劑。

1.2 柔性防水

（1）柔性防水

柔性防水是相對於剛性防水而言的，一般是指：主要採用柔性防水層實現工程防水的方法。

（2）柔性防水體系

柔性防水體系是指：以柔性防水層為防水主體的防水體系。行業內通常所指的柔性防水體系一般是指通過在混凝土結構表面鋪設柔性防水層承擔防水功能的防水體系。

（3）柔性防水層

柔性防水層是指：鋪設在混凝土結構或找平層上的柔性防水材料。柔性防水材料是指以瀝青或高分子聚合物等有機材料為主體材料，並添加各種助劑而製成的防水材料，按產品的形態不同分為「防水卷材」和「防水塗料」，包括聚合物改性瀝青防水卷材、高分子防水卷材（TPO、PVC等）、聚氨酯防水塗料等。

2. 剛性防水材料與柔性防水材料的性能特點

2.1 材料範圍

工程中常見的剛性防水材料與柔性防水材料見表1。防水行業經常提及的剛性防水材料主要是指水泥基防水材料。

表1 工程常見的剛性防水材料與柔性防水材料（包括但不限於表中所列種類）

2.2 剛性防水材料性能特點

水泥基類的剛性防水材料為無機材料，主要優點是耐久性好、使用壽命長、與混凝土結構主體材料混凝土的相容性好。剛性防水層塗抹在主體結構上，粘接強度高，粘接基面為潮溼時，仍然能夠很好的粘接。

與柔性防水相比，剛性防水在施工中可省去保護層，可節約工期。在施工後如果發生滲漏，可準確定位滲漏點，進行修繕，修繕效果有保證。

剛性防水的缺點是材料缺少柔韌性，適應變形的能力差，對於防水混凝土而言，其最終防水性能的體現除了優選防水劑、控制原材料、優化配合比外，對施工過程控制依賴較高。

剛性防水材料適用於地下、室內、外牆等部位，在我國溫差小，溼度大的南方氣候區域，通過合理的構造設置，也可用於屋面工程。

2.3 柔性防水材料性能特點

柔性防水材料的優點是材料柔韌性好，適應基層變形能力強，材料本身對水的阻滯效果好。防水卷材除了上述優點，因為在工廠生產成型，厚度均勻，材料性能更穩定。與水泥基的剛性防水材料相比，柔性防水材料與水泥混凝土的粘接常常存在較大問題。

防水卷材缺點是與結構面很難滿粘，容易存在竄水通道，存在大量接縫，容易發生接縫不嚴密，一旦發生滲漏，很難定位滲漏點，滲漏修繕難度大。

柔性防水塗料在現場成型，防水層沒有接縫問題，現場施工厚度很難控制，現場容易被破壞，大部分塗料的長期耐水性較大。

在耐候、耐老化方面，除TPO、PVC等特殊材料，大部分柔性防水材料受外界熱、光等老化影響，使用壽命較短，無法和建築同壽命。

柔性防水材料一般用於屋面、地下、室內等部位。

3. 剛性防水體系與柔性防水體系的適用範圍

3.1 地下防水工程

（1）國內外實際工程應用情況

從國外情況來看，歐洲、美國、日本等發達國家建築法及相關技術標準並未要求建築工程必須做外設防水層且必須設置一道防水卷材或防水塗料，因此國外大量地下防水工程採用剛性防水體系，佔比很大。

從國內情況來看，國內地下防水工程大部分是採用柔性防水體系，這主要是跟我國地下防水規範的引導有關係，進而形成了建築設計師的主流慣用設計作法，實際上《地下工程防水技術規範》GB 50108-2008是有明確規定的剛性防水體系設計作法，但常常被忽略，使得我國地下工程採用剛性防水體系的案例佔比遠遠小於國外發達國家。

（2）柔性防水體系應用在地下工程中的優缺點

柔性防水體系在地下工程應用的主要優點：

1）在部分工程中地基可能會產生沉降變形，在頂板部位車輛通行荷載等也可能會造成混凝土裂縫，此時柔性防水層能更好的適應這些變形，起到第一道防水的作用。

2）柔性材料本身的阻水性能優於剛性防水材料，材料工廠預製，本身性能穩定性優於剛性防水材料。

柔性防水體系在地下工程應用的主要缺點：

1）柔性防水層對基面的要求高，地下工程基面潮溼時或遇到持續多雨、富水環境時，柔性防水層質量很難保證；

2）柔性防水材料耐久性較低，後期老化後，地下工程外防水層具有不可更換屬性，無法像屋面工程進行防水層維修更換；

3）防水卷材與混凝土表面剝離及局部破損後造成竄水，防水層失效，外設柔性防水層因為缺陷失效後，絕大部分只能對混凝土結構進行修補堵漏，其實無形之中，柔性防水體系已經轉變為剛性防水體系了；

4）從目前大量的地下防水工程案例來看，剛回填後工程滲漏水非常普遍，這說明外設防水層已經失效，由於地下防水工程外防水層無法修補和更換，如果失效的防水層無法得到修補，就形同虛設，成為無效投資，造成大量的浪費；

5）柔性防水體系的滲漏水響應速度慢，大多滯後到使用期，對裝飾、使用等造成破壞，一旦滲漏經濟損失更大。

6）柔性防水體系大量使用有機材料，有機材料對地下水土有一定的汙染。

7）目前國內地下防水工程中主流作法採用柔性防水體系，但是滲漏現象還是比較普遍，柔性防水體系並未很好地解決地下工程滲漏問題。

（3）剛性防水體系應用在地下工程中的優缺點

剛性防水體系在地下工程應用的主要優點：

1）耐久性好，更有利於實現結構同壽命；

2）良好的抗滲性和抗裂性都是防水混凝土與高性能混凝土本質要求，發展剛性防水體系有利於高性能混凝土的推廣應用，有利提高混凝土結構工程質量，更有利於提高結構的耐久性；

3）有局部滲漏，也便於維修，對滲漏水響應速度快，一般施工期內即可顯現，即使有缺陷，可在交工驗收之前給予修復；採用自修復材料的剛性防水體系具有自癒合功能，可修復一定寬度內混凝土裂縫，達到不滲漏的目的；

4）施工簡單方便、節約工期、防水造價低；

5）剛性防水體系的推廣，可以大量節約柔性防水材料等有機材料，有利於緩解我國石化資源緊缺的現狀；

6）對使用部位周圍環境無汙染，更綠色低碳環保。

7）對於富水、陰雨連綿天氣施工導致基面無法乾燥的地下工程，基坑支護變形過大導致無法施作外設防水層的地下工程等，柔性防水體系完全不能適用，只能選擇剛性防水體系。

剛性防水體系在地下工程應用的主要缺點：

1）混凝土結構裂縫控制難度較大，施工中需要最大限度地降低混凝土的開裂，對混凝土施工過程控制的精細化要求很高；

2）剛性防水層適用變形能力差，容易開裂，在交工驗收前，需要檢查並進行修復處理。

實際上，對於地下工程而言，如果能在混凝土生產環節和施工期間最大限度提高混凝土材料的抗裂性、降低混凝土的開裂風險、提高混凝土的自修復能力，在交工驗收之前進行必要的缺陷修復處理。回填之後，工程處於一個恆溼且穩定的溫度場，基本可以避免由於材料因素引起的混凝土開裂問題。一般來講材料因素佔混凝土開裂的80%左右，荷載因素佔20%左右。其實如果柔性外設防水層如果不能達到很好的密封和滿粘，即使荷載因素導致結構開裂，滲漏同樣不可避免。

目前，剛性防水體系在我國地下防水工程中應用的工程案例雖然佔比較小，但是仍有大量數量可觀的應用案例。國內除了無法施作柔性防水層的工程如港珠澳大橋沉管箱涵、盾構工程外，大量選擇剛性防水體系的工程也不勝枚舉，數量眾多，如山東省濰坊市豐麓苑項目、貴州遵義會議中心、江蘇南部新城項目、石家莊地鐵3號線北樂鄉站出入段、萬科、碧桂園等地產公司開發的大量地產項目等工程，國內也有大量專門從事剛性防水的從業者和企業。

3.2 屋面防水工程

由於屋面工程受四季溫差和晝夜溫差的影響，溫差較大，材料熱脹冷縮較大，剛性防水材料與柔性防水材料相比，變形能力差，因此目前屋面工程絕大部分採用柔性防水體系，柔性防水體系變形能力好，而且屋面工程的外設防水層不像地下防水工程一樣，即便有缺陷，也可以維修更換，柔性防水體系比較適用於屋面工程。

但是屋面工程為暴露環境，柔性材料比較容易老化，使用壽命短。目前國內在四川、重慶、湖南、浙江等中南部地區，也有不少屋面工程採用剛性防水體系的成功案例，這些地區相對北方地區溫差較小，溼度大，屋面採用倒置做法，採用剛性防水體系的工程案例也很多，可有效提高防水工作年限。目前在現行團體標準《剛性防水工程技術規程》T/CECS 1004-2022規定：屋面工程的剛性防水體系可在溫和地區（V區）、夏熱冬暖地區（IV區）和夏熱冬冷地區（III區）使用。

3.3 外牆防水工程

外牆不像屋面和地下工程那樣受水的影響大，對於很多降雨量小、房屋高度不大，風壓不大的外牆，不做整體防水層，也不會發生滲漏。具體是否在什麼條件下需要做整體防水層，目前行業標準外牆防水技術規程有相應的具體規定。

當外牆做整體防水層時，多採用剛性防水體系，主要是和基層粘結性能好、耐老化性能好，和外牆其他圍護系統的適應性更好。

3.4 室內防水工程

對於室內防水工程，柔性防水體系和剛性防水體系均可使用，就工程實際應用現狀而言，塗料類的柔性防水體系因其施工簡便，應用較為普遍。

3.5 蓄水類防水工程

水池、遊泳池等蓄水類防水工程基本都採用剛性防水體系。

4. 剛性防水與柔性防水的標準化進展

目前，我國在剛性防水體系標準建設方面發展很快，不但制定了大量的專項標準和圖集方面，在通用型標準方面也發展很快，已經構建了國家標準、行業標準、地方標準和團體標準各層級全面的標準體系，具體包括：團體標準《剛性防水工程技術規程》 T/CECS 1004-2022，行業標準《地下工程混凝土結構自防水技術規範》JC/T 60014-2022，相應的國家標準也已立項，開始啟動編制，在地方標準方面，很多省份制定了相應的地方標準，如《湖南省地下工程混凝土結構自防水技術標準》 DBJ43/T360-2020、廣西地方標準《地下工程混凝土結構自防水應用技術規程》DBJ/T45-036-2017、陝西省地方標準《混凝土剛性防水系統應用技術規程》DBJ 61/T 159-2019、河北省地方標準《剛性複合防水系統應用技術規程》DB13(J)/T 259-2018、安徽省地方標準《地下工程抗裂密實型混凝土結構自防水技術應用規程》等。中國工程建設標準協會剛性防水通用圖集《剛性防水系統構造》業已啟動編制。目前關於剛性防水體系方面的通用和專項的標準、圖集總數量以百部計，剛性防水體系工程的推廣應用已具備了相應的標準依據。

在柔性防水體系標準建設方面，相對剛性防水體系而言，更為成熟完備，在此不做一一介紹。

目前，全文強制性標準《建築和市政工程防水通用規範》已經基本編制完成，正在報批中，從已經公布的過程稿件內容來看，筆者認為《通用規範》其中一個突出的創新和亮點是大幅提高了防水設計工作年限，無論對於剛性防水體系，還是柔性防水體系，都指明了努力方向。從歷時和整個編制內容來看，該規範凝結了編制組很大心血和精力。

但《通用規範》自徵求意見稿公布以後，其中的一些條款可謂「一石激起千層浪」，尤其以涉及較大行業利益相關方的「4.2.1地下工程現澆混凝土結構防水做法」爭議最甚，筆者從事標準化工作多年，還從未遇到過如此爭議大的標準條款，概括來講，行業內主要反映的意見和建議如下：

從國外情況來看，歐洲、美國、日本等發達國家建築法及相關技術標準並未要求建築工程必須做外設防水層且必須設置一道防水卷材或防水塗料，這方面內容，建議參照發達國家相關防水技術標準作法。

5. 結語

（1）柔性防水體系有很多優點，仍是我們國家主要的防水作法，但是任何事物都不是絕對的，都有其兩面性，柔性防水體系也存在自身難以克服的缺點，需要剛性防水體系的有益補充和協同發展，國內外都有大量的工程應用案例。因此，在柔性防水體系發展的同時，也應支持剛性防水體系。從行業發展的角度出發，剛性防水體系和柔性防水體系不應走向有我沒你的對立面，都應該允許彼此有技術發展和工程應用的空間，取長補短，協同發展，百花齊放，百家爭鳴，才能全面地推進我國防水行業的進步。

（2）剛性防水體系因其自身的耐久性，與主體結構壽命的同步性，其發展前景廣闊。推廣和發展剛性防水技術，提高建築防水壽命，縮短施工周期，可以大幅度降低維修成本，同時也有利於高性能混凝土的推廣應用，提升工程質量。剛性防水體系可大量節約石化資源，減少有機材料的大量使用，對使用部位的工程環境無汙染，有利於資源的節約化和減量化，是一種綠色低碳的建造方式，在當前國家「雙碳」目標的大政方針下，應予以鼓勵和倡導。

（3）目前，我國在剛性防水體系標準建設方面發展很快，不但制定了大量的專項標準和圖集方面，在通用型標準方面也發展很快，逐步構建了國家標準、行業標準、地方標準和團體標準各層級全面的標準體系，目前關於剛性防水體系方面的通用和專項的標準、圖集總數量以百部計，剛性防水體系工程的推廣應用已具備了相應的標準依據。

（4）建議全文強制性標準《建築和市政工程防水通用規範》取消對剛性防水體系的限制，建議強化目標導向，弱化方法規定，刪除防水作法的具體條文規定，防水作法已由其他國標、行標等標準做了具體規定，這樣即能避免標準之間的不協調和矛盾，也能消除行業的巨大爭議，同時也有利於技術的創新和發展。

作者簡介：中國建築科學研究院有限公司建築材料研究所 正高級工程師，防水防護材料專業總工程師，研究方向：防水、防護與修復技術及其標準化，高性能混凝土技術、混凝土耐久性及其標準化。

（本文僅代表專家本人觀點。不代表平臺觀點。綠會融媒為科技工作者提供百家爭鳴平臺，歡迎點評、批評、辯論，共同推動標準強國、綠色發展。）

文 | 王永海 審核 | 綠茵 責編 | 老夏

收稿日期 | 2022年10月6日

投稿地址 | [email protected]

低碳工坊工作組（LCW），王老師

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