Pengenalan: Kalis air—fungsi “empangan” cat
Cat air kalis air dan cat anti-karat mempunyai perbezaan asas — cat anti-karat membenarkan penembusan air mikro
(selagi tidak menyebabkan kakisan — seperti salutan epoksi — kadar penembusan wap air WVTR>10g/m²·hari) — cat kalis air memerlukan “tiada kebocoran sifar”
(WVTR0.3MPa >24j tiada sebarang penembusan air
. Prestasi teras cat kalis air — (1) kadar pemanjangan — >300% (menutupi retakan pengecutan konkrit — lebar retak >2mm/salutan tarikan tidak putus); (2) rintangan tekanan air statik — >0.3MPa (tekanan air statik bawah tanah >10m dalam); (3) daya lekatan dengan permukaan asas lembap — bawah tanah/terowong — bahan asas sentiasa lembap (>95%RH/filem air) — salutan mesti dapat dibina + melekat pada permukaan asas lembap
. Cat kalis air elastik — polyurea (SPUA/prestasi tinggi/kos tinggi), poliuretana (serbaguna/utama) dan akrilik (ekonomi/peringkat rendah) — mempunyai kedudukan optimum masing-masing dalam tiga situasi bumbung/bawah tanah/terowong.
Cat kalis air elastik ialah sejenis cat jenis pes tebal (>1.5mm DFT) dengan kadar pemanjangan tinggi (>200%) dan kadar pemulihan elastik tinggi—mampu kekal berterusan tanpa bocor pada retakan (>2mm) yang terhasil pada substrat konkrit—digunakan untuk bahagian kalis air struktur seperti bumbung bangunan/ruang bawah tanah/bilik air/terowong dan sebagainya.
I. Perbandingan Tiga Sistem Waterproof Elastik Utama
| Prestasi | Poliurea (SPUA) | Poliuretana (PU/ komponen tunggal) | Akrilik (asas air) |
|---|---|---|---|
| Kadar pemanjangan (%) | 300-600 | 400-800 | 200-400 |
| Kekuatan tegangan (MPa) | 15-25 | 2-8 | 1-3 |
| Masa kering permukaan (23°C) | 3-10s | 2-6h | 1-4h |
| Ketahanan tekanan air statik (MPa) | >0.5 | >0.3 | >0.2 |
| Kerja pada permukaan lembap | Tidak boleh (permukaan asas mesti kering) | Boleh (formula khas/ pengerasan lembap) | Boleh (asas air/ serasi dengan kelembapan) |
| Kos (yuan/m²/mm) | 120-250 | 30-80 | 15-40 |
Soalan Lazim
Q1: Mengapa waterproofing “permukaan belakang” (air bertekanan negatif) di ruang bawah tanah adalah >10 kali lebih sukar daripada “permukaan hadapan”?
Bahagian luar dinding konkrit ruang bawah tanah (permukaan hadapan/bersentuhan dengan air dalam tanah) — lapisan waterproofing di bahagian luar — tekanan air menekan lapisan waterproofing ke arah konkrit
“Air membantu lapisan waterproofing melekat pada substrat” adalah baik. Bahagian dalam (permukaan belakang/air meresap dari dalam konkrit ke luar) — lapisan waterproofing di bahagian dalam — tekanan air menolak lapisan waterproofing menjauhi konkrit
“Air mahu mengelupas lapisan waterproofing” adalah tidak baik — salutan permukaan belakang mesti mempunyai kelekatan yang sangat tinggi (>3MPa/kaedah tarikan) + pengikatan kimia dengan substrat lembap
— PU penyembuhan lembap satu komponen (bertindak balas dengan air dalam konkrit — membentuk ikatan kimia) adalah pilihan terbaik untuk waterproofing permukaan belakang.
Q2: “Pemprosesan nod” lapisan kalis air paip asas/sudut dalam-luar/sambungan binaan—mengapa ia merupakan “kelemahan sistem kalis air menyeluruh”?
Pada nod—(1)bahan asas tidak selanjar—kepekatan tegasan—pengecutan konkrit/ubah bentuk suhu—retak lebih dahulu terhasil di nod;(2)ketebalan lapisan pada nod paling sukar seragam
—lapisan nipis di bucu tajam—lapisan tebal di sudut dalam—tidak seragam—regangan tarikan lapisan di nod >5 kali kawasan rata—lapisan retak lebih dahulu di nod—bocor. Pemprosesan pengukuhan nod
—(1)pada nod—pengamplasan asas—sapuan cat dasar (>2 lapis)
;(2)kain pengukuh badan (kain bukan tenunan poliester/60-80g/m²) dibenam dalam lapisan—ketebalan keseluruhan lapisan+kain di nod >3mm (rata >2mm);(3)nod dibuat ujian tahan air berasingan (>24j/takat air >ketinggian nod)
—sahkan sifar kebocoran.
Q3: Mengapa penebat air poliurea sangat sensitif terhadap “kadar kelembapan” permukaan asas?
Tindak balas -NCO poliurea dengan air (menghasilkan gelembung CO₂) ——> (1) Gelembung dalam salutan poliurea yang mengeras dalam >10s langsung tidak sempat keluar
——dibekukan di dalam salutan——terbentuk micro-gelembung padat (>1000 biji/cm²)
——keupayaan penebat air salutan = sifar; (2) gelembung merosakkan sentuhan salutan/permukaan asas——pelekatan menurun (>5MPa turun kepada <1MPa). Garis merah “Titik embun +3°C” (suhu permukaan asas > titik embun +3°C) bagi kerja poliurea
+ kadar kelembapan permukaan asas (<4%/kaedah CM)——adalah syarat paling ketat bagi kerja penebat air poliurea
——jika tidak memenuhi syarat ini——jangan sekali-kali kerja poliurea.
Q4: Pengerasan “pembekuan” cat waterproof PU penyembuhan lembap satu komponen bergantung pada kelembapan udara?
PU satu komponen——prepolimer mengandungi kumpulan hujung -NCO——selepas penggunaan——salutan menyerap kelembapan dari udara (H₂O)
——NCO+H₂O→NH₂+CO₂↑——NH₂+NCO→urea(-NH-CO-NH-)——terbentuk perentang silang——pengerasan. Oleh itu pengerasan PU satu komponen bermula dari permukaan——bergerak ke dalam
(penembusan kelembapan)——salutan tebal (>2mm) bahagian dalam——kelembapan tidak mencukupi menembus——pengerasan tidak lengkap——bahagian dalam salutan masih “separa cecair” (tahap pengerasan <80%)——ini adalah masalah "pengerasan perlahan bagi salutan tebal" PU satu komponen——cadangan DFT satu lapisan <1.5mm——filem tebal perlu disapu lebih daripada 2 lapisan.
Q5: Mengapakah “rintangan air” cat waterproof akrilik berasaskan air tidak sebaik PU dan poliurea?
Agen pengemulsi (hidrofilik/surfaktan) akrilik berasaskan air kekal dalam salutan—(1) salutan bengkak menyerap air
—rendaman >24j—ketebalan salutan membengkak >5-10%—kekuatan turun >20%; (2) musim sejuk—air dalam salutan membeku—pengembangan isipadu—salutan “rosak akibat pembekuan bengkak”
—retakan mikro terbentuk—salji cair/air hujan meresap melalui retakan—kitaran beku-cair berulang—salutan gagal dalam >2-3 tahun. Cat waterproof akrilik berasaskan air—hanya sesuai untuk bukan rendaman/bukan kitaran beku-cair
senario waterproof ringan (seperti bumbung/tidak bertakung air jangka panjang)—bilik bawah tanah dan persekitaran rendaman—tidak boleh digunakan.
Q6: Ujian makmal “ketahanan tekanan air jangka panjang” salutan kalis air >0.3MPa/24h lulus = sebenar >10 tahun tidak bocor?
Makmal——tekanan air malar/suhu malar/tanpa daya luaran (salutan tidak menerima tegangan/mampatan)——jurang dengan keadaan sebenar——(1) Sebenar——turun naik tekanan air (perubahan bermusim air hujan/aras air bawah tanah)——>kitaran tekanan air——antara muka salutan/bahan asas “keletihan tekanan air”
; (2) Sebenar——retakan konkrit (<2mm) yang berulang buka-tutup (ubah bentuk suhu/beban)
——salutan ditarik/mampat berulang kali di retakan——pertumbuhan retak keletihan; (3) “merayap” salutan di bawah tekanan air jangka panjang (>10 tahun) ubah bentuk merayap perlahan——ketebalan menipis——akhirnya pecah
. Ujian makmal >24h hanya boleh dijadikan QC (pengesahan kualiti)——tidak boleh extrapolasi jangka panjang (>10 tahun)——margin keselamatan kerja kalis air——ketebalan reka bentuk salutan > keperluan standard >+50% (cth gred 1 2.0mm——reka bentuk 3.0mm)——itulah pampasan bagi “ketidakpastian jangka panjang” ini.
Bacaan berkaitan
Ringkasan
Tiga sistem kalis air elastik utama—pol urea (SPUA/prestasi tinggi/kos tinggi/permukaan kering), poliuretana (PU/serbaguna/pengerasan lembap/arus perdana) dan akrilik (asas air/ekonomi/kalis air ringan)—masing-masing mempunyai senario penggunaan yang paling optimum. Rawatan pengukuhan pada nod (akar paip/penjuru dalam-luar/sambungan binaan) (kain pengukuh lapisan—+50% ketebalan) adalah kunci kepada kejayaan atau kegagalan sistem kalis air. Kexin New Materials menyediakan sokongan teknikal untuk cat kalis air elastik lengkap dan rawatan nod kepada pelanggan.