水上乐园一般用什么材料做防水?

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  近年来,水上乐园作为国民受欢迎的一类旅游项目近年来被热捧,各地的水公园建设如火如荼,政府也大力支持地方发展水上乐园项目。防水涂装作为建设水上乐园的不可或缺的一个项目也是风声水起:各类涂装系统包括包括环氧复合材料,聚氨酯涂料,天冬聚脲涂料,反应型聚脲涂料等等,那这些材料都有什么不同的性能,我们该怎样去选择合适的材料去应用于水上乐园的防护涂装呢?

  1).环氧涂装体系:环氧我们都很熟悉,在各类涂料中被我们广泛使用,它具有很高硬度与强度,配方成本低廉,使用方便等特点,相对的它也比较脆与不耐候,需要面层保护,一般的设计方案如图1-1。

  2).聚氨酯涂料:聚氨酯具有比较高的强度与耐候性,断裂伸长率高这一特点是其他材料难以达到的。同时它的多元醇组分非常常见,价格也远远低于环氧树脂,但是缺点是因为必须要用到的芳香族异氰酸酯的操作性不好,容易鼓泡,户外施工风险很大。一般设计方案如图1-2。

  3).天冬聚脲涂料:这是水上乐园最常用的一种涂装材料,它具有很高的强度,比较好的耐候性与韧性,干燥较快,但是造价偏高。一般设计方案如图1-3。

  4).反应型聚脲涂装:超快干,高强度是这类涂料最大的特点,此外它还具有高膜厚可一道施工的特点,缺点是需要专业的设备与人去施工,附着力需要特殊处理,成本偏高。一般施工方案如图1-4

  以上我们看到的是现在水上乐园涂装使用的各类体系,他们的主要差异包括造价、附着力,次氯酸耐性、耐候性、断裂伸长率、拉伸强度、韧性、硬度、施工方便性。为方便做对比我们可以用图表表示,用分数做对比,满分5分。对比如下:

  以上对比我们可以清楚地看到,不同涂装系统的评分,指标有许多个,我们来一一分析,看哪个些是可以影响水上乐园的使用年限的主要因素,哪些是次一级的影响因素。

  首先我们排除造价与施工方便性,因为这两个与我们要考察的涂装系统性能优劣关系不太大。其次排除硬度这一性能指标,硬度不是决定性因素。最后排除耐候性,因为每个系统的评分都是5分,属于无影响因子。

  最后剩下的是附着力、次氯酸耐性、断裂伸长率、拉伸强度、韧性。我们把断裂伸长率、拉伸强度、韧性作为影响涂层难易开裂的要素用抗开裂这一性能来集中体现。

  接下来我们来着重考察一下决定水上乐园涂装系统能否长久主要性能:附着力、次氯酸耐性与抗开裂性能。

  在水上乐园的涂装系统中,局部的图层脱落是比较常见的事情,偶尔会发生大面积的脱落情况如图3-1。局部的脱落是因为偶尔的施工问题,大面积脱落则可能与施工和材料本身有关。

  涂层脱落一般是层间附着力不够,可能是涂装的时候材料间附着力就不够,也可能是开始够,但是使用一段时间后,因为基材的收缩或者涂层的应力收缩或者阴离子的渗透导致脱落,具体脱落的部位有这些可能发生在这些涂层之间:基材,底漆,砂浆层(界面层),中涂,面涂,罩面。一般的底漆,砂浆层(界面层),中涂这三层之间比较少出现附着力的脱落,因为设计的时候会充分考虑到附着力的问题也容易解决这个问题。面涂,罩面一般都是一种材料,只是做不做颜色的问题,有时候罩面漆可以不用,加上两者厚度都不会超过0.2mm所以他们之间的附着力问题不大。

  中涂与面漆。我们知道不同体系的材料间的冷热收缩率不一样,所以在同种工艺,同等材料品质经过冷热温差后,同种材料间的附着力要优于不同材料间的附着力。再者泳池中的水经过消毒后残留大量的Cl和OCl,会有部分透过面漆与照面,渗入中涂与面涂层,造成层间脱落,在Cl和OCl的防渗透性能上,聚脲优于聚氨酯,下面会细讲。

  基材与底涂。底涂的功能有两个,提高附着力与封闭毛细孔,底涂如果没做好,在夏天高温情况下水汽会更加容易透过砂浆层的裂缝给中途层施加一个很大的作用力,造成中途鼓包或者开裂等情况,目前底涂以环氧材料为主。(强化)

  我们把图1-1.1-2.1-3.1-4结合以上几点,可以看到天冬聚脲涂装系统的附着力具有优势。

  水上乐园在使用中,水上需要经常更换的,为保证安全,会泳池的水会采用耐次氯酸进行杀菌与消毒,加上在使用过程中人体中会在池水中排除汗液或者尿液,所以在水上乐园中使用的涂料特别是面涂和罩面需要经受住氯离子的渗透,以保护整个防水体系。由于所有系统的面涂都是聚脲或者聚氨酯,因此我们可以通过对比实验来判断。

  杨林曾今采用快速氯离子渗透试样法(RCM)和自然浸泡法研究并分析了聚脲涂层与聚氨酯涂层抵抗氯离子渗透的性能。RCM法显示涂层厚度为220um时聚脲涂层的扩散系数是聚氨酯的0.65倍,要小的多。自然浸泡法法结果也是一至的,两种方法具有一定相关性。

  综上,在聚脲涂装系统的耐次氯酸性能上。聚脲优于环氧复合材料的,优于聚氨酯系统的。

  抗开裂是一个综合性能,主要由中涂提供,以上的各类系统都有他各自的特点,比如环氧复合材料,环氧材料的强度本来就高,加上玻纤布以后进一步加强了他的强度,可达40MPa以上,但是没有延伸;聚氨酯的延伸率非常高,可以做到600-800%,强度2-6MPa;而聚脲则综合两种材料的性能,可以做到20MPa的强度,300%的延伸,并且具有挠性。

  混凝土开裂的原因是受到外界的不可抗力,造成裂缝,并且在内外力作用下持续的扩张,最后的造成的缝的宽度在0.01um-2cm之间,以0.5cm的缝为主。C25混凝土的抗拉强度在2MPa左右,即应力超过2MPa混凝土会裂开,那么如果强度超过其10倍即20MPa,那么是可以阻止大部分混凝土裂缝的扩大,甚至于导致混凝土的横向位移。中涂较高的延伸率也可以在缝继续扩大的请款下,通过拉伸让表层涂装不受破坏。

  在实际使用的结果中证明,使用环氧复合材料的乐园比较少出现细缝,偶尔有大缝。采用聚氨酯的乐园出现缝的情况也少,但是面层延伸率远不及中途,所以面涂和中途间出现了较多的问题,聚脲出现的问题率是最少的。

  以上分析我们的结论是,在只考虑防水涂装的寿命前提下,天冬聚脲涂装系统具有性能优势,能为游客持续的创造快乐,为工程商避免经常维修的烦恼,为业主提高收益。