改性沥青类耐根穿刺防水卷材(种植屋面用耐根穿刺防水卷材标准)
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浅谈种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材
吴士玮
（北京东方雨虹防水技术股份有限公司）
摘 要：本文主要阐述了种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材的种类及发展变化情况，同时也指出了国内目前在沥青类种植屋面防水材料的应用不合理方式。
关键词：耐根穿刺；改性沥青；种植屋面前言
近几年，被动式建筑在中国萌芽发展，而国家政府也在引导绿色建筑，积极推进“绿色、低碳、节能”的环保理念，种植屋面的防水材料的应用量大幅提升，但由于国内种植屋面防水材料鱼龙混杂，尤其是种植屋面用改性沥青防水卷材尤为突出，既影响和干扰着被动式建筑种植屋面系统发展，也给业主和总包方带来了极坏的负面影响。为此，希望本文能为种植屋面系统提供些许建议和参考。
1、种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材
➢1.1产品介绍
20 世纪的欧洲乃至21 世纪初期的中国逐渐推行应用了种植屋面系统用于城市屋面花园的绿化，初期种植屋面系统所应用的改性沥青防水卷材主要分为三类，分别是种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材、种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材以及种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（不同的企业对应的产品名称叫法存在不同，但都能归属于上述三类产品）。
➢1.1.1种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材
种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材：是以长纤聚酯纤维毡为卷材胎基，以添加进口化学阻根剂的改性沥青为涂盖材料，上表面覆以聚乙烯膜或矿物粒料为隔离材料，下表面覆以聚乙烯膜为隔离材料制成的改性沥青卷材。对应的产品结构见下图 1、图 2。
图 1 种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材（pe 类）
图 2 种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材（m 类）
➢1.1.2种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材
种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材：是以特殊复合铜胎基为卷材胎基，以添加进口化学阻根剂的改性沥青为涂盖材料，上表面覆以聚乙烯膜或矿物粒料为隔离材料，下表面覆以聚乙烯膜为隔离材料制成的改性沥青卷材。其中复合铜胎基有两种结构，一种是胎基制造的过程中将镀铜毡或者薄铜片与长纤聚酯胎进行复合，对应的产品结构见下图 3、图 4；另外一种是在生产制造耐根穿刺改性沥青防水卷材的过程中将镀铜毡或薄铜片与长纤聚酯胎通过改性沥青进行复合，对应的产品结构分别见图 5、图 6。
图 3 种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材（pe 类）
图 4 种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（m 类）
图 5 种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（pe 类）
图 6 种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材（m 类）
➢1.1.3种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材
种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材是以铜箔胎基为卷材胎基，以改性沥青为涂盖材料，上表面覆以聚乙烯膜为隔离材料，下表面覆以聚乙烯膜为隔离材料制成的改性沥青卷材。对应的产品结构见下图 7。
➢1.2产品构造
图 7 种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材
➢1.3产品执行标准
种植屋面用耐根穿刺改性沥青防水卷材、主要是以 sbs 为改性剂的，各类产品对应的主要物理性能应满足表 1，对应的应用性能应满足表 2，其中 py 代表种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材、py-cu 代表种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材、cu 代表种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材。
表 1 种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材主要物理性能
序号
检测项目
py
py-cu
cu
1
可溶物含量，g/m2
≥
4mm
2900
5mm
3500
2
耐热性
℃
105
≤mm
2
试验现象
无流淌、滴落
3
低温柔性，℃
-25，无裂缝
4
不透水性
0.3mpa，，不透水
5
拉力
最大峰拉力，n/50mm ≥
800
900
800
次高峰拉力，n/50mm
——
——
——
6
延伸率
最大峰时延伸率，％ ≥
40
——
——
第二峰时延伸率 a，％ ≥
——
15
——
7
浸水后质量增加，％≤
pe
1.0
m
2.0
8
热老
拉力保持率，％ ≥
90
化
最大峰时延伸率保持率，％
≥
80
——
——
第二峰时延伸率保持率，％
≥
——
80
——
低温柔性，℃
-20，无裂缝
尺寸变化率，％ ≤
0.7
0.3
0.3
质量损失，％ ≤
1.0
9
渗 油 性 ， 张 数 ≤
2
10
接缝剥离强度 b，n/mm ≥
1.5
11
矿 物 粒 料 粘 附 性 c，g ≤
2.0
12
卷材下表面沥青涂盖层厚度，mm ≥
1.0
13
人工气候加速老化
外观
无滑动、流淌、滴落
拉力保持率，％
≥
80
低温柔性，℃
-20，无裂缝
a py-cu 的第二峰时延伸率主要是类比 gb -2008 中的 pyg 玻纤增强聚酯胎；b py-cu 的接缝剥离强度主要是聚酯胎一侧的强度，主要测试改性沥青；
c 仅适用于矿物粒料表面的卷材。
表 2 种植屋面用改性沥青耐根穿刺防水卷材主要应用性能
序号
项目
技术指标
1
耐根穿刺性能
通过
2
耐霉菌腐蚀性
防霉等级
0 级或 1 级
拉力保持率 %
≥
80
3
尺寸变化率 % ≤
1
➢1.4产品阻根机理
种植屋面用耐根穿刺改性沥青防水卷材是通过外界因素，抑制根系进一步向防水层的生长，避免破坏防水层。主要作用机理如下：
➢1.4.1控制阻根防水层附近的根系对养份/水分的吸收
普通沥青基防水卷材由聚合物对沥青进行改性后将改性沥青涂覆于载体上（聚酯胎、玻纤胎或复合胎）构成。其中的沥青中含植物生长所需的亲和蛋白酶，当植物根系生长接近该种物质后，根系会主动穿入沥青来吸收该蛋白酶，导致植物根系穿入防水层，造成防水层的破坏。
种植屋面用化学耐根穿刺改性沥青防水卷材，主要是在改性沥青涂层中加入可以抑止植物根系生长的化学阻根剂，其环保、安全且通过 fll 认证。化学阻根剂抑制根系吸收养分主要与根系的表面成分有关系——角质。化学阻根剂可促进角质层的增长，但角质层由最外边的蜡质层、蜡质和角质混合的中间层，以及最内的角质层组成。蜡质层的主要化学成分是高分子脂肪酸和高碳一元醇，这类化合物可让水分子大小的物质透过，但亲水能力极弱。这样角质层生长，限制了根系此部位对养分的吸收和输送功能，从而达到抑制根系进一步向防水层破坏的目的。
以上试验在北京市园林研究所进行了专门的对比试验，不添加化学阻根剂的普通改性沥青防水卷材在三个月以内就会被根系穿透，而合理添加化学阻根剂的改性沥青卷材能够有效抵御根系的破坏，持续良好保持阻根和防水作用。
➢1.4.2控制根系顶端的分生组织
研究表明某些重金属离子具有阻碍根尖生长的性质, 比如：园林育苗过程中,将铜离子制剂(硫酸铜、碳酸铜)或氟乐农等涂于育苗容器的内壁上,杀死或抑制根的顶端分生组织,实现根的顶端修剪,但不影响侧根的生长;对于软质容器,可以在育苗床面上铺 1 层含有硫酸铜的牛皮纸,也可以断主根,促进侧根生长。
在植物的生长过程中，根系吸收重金属后并不是全部向上输送，大部分的重金属留在根内，主要与根内的蛋白质相结合形成稳定的螯合物滞留于根部，形成“根瘤”现象， 影响根系顶端分生组织的生长，导致产生的生长素和其他激素减少，进而抑制根系的生长。
种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材，以复合铜胎为改性沥青防水卷材的增强层，借助于铜离子的作用，抑制防水层附近根系顶端的分生组织，实现控制根系不再向防水层生长，根系可以沿阻根防水层的一定范围平行生长或背向阻根防水层生长，既不会造成对防水卷材的破坏，又不会影响植物的生长。有的企业为了确保种植屋面用复合铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材的实际应用阻根效果，会在该类产品中添加化学阻根剂，使其具有双重的阻根效果。
➢1.4.3以致密度较高的金属箔做胎体阻止根系的进一步的生长
有些植物根的穿透能力极强，必须选择致密度较高的胎体作为增强层，植物根系生长遇到坚固的金属胎体时，不能继续穿过金属胎体生长，只能拐向生长，从而达到阻根功能。
种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材是以一定厚度的铜箔为胎基，覆涂聚合物改性沥青，而制备的聚合物改性沥青耐根穿刺防水卷材。致密的铜箔胎体，具有阻止根系进一步生长的性能，再加上铜离子的作用，完全具备抑制植物根系穿透防水层的功能，为了增强搭接部位的可靠性，有的企业同样会在改性沥青涂层中添加化学阻根剂， 以防止搭接部位的铜胎基不足而导致根系穿过的现象发生。
2、沥青类种植屋面耐根穿刺防水卷材的选材误区
➢2.1种植屋面用耐根穿刺自粘改性沥青防水卷材
近几年，国内开始有企业推出种植屋面用耐根穿刺自粘改性沥青防水卷材应用于屋面绿化系统的构造中，但是结合自粘改性沥青防水卷材的粘结机理与阻根原理分析，此类产品存在一定的不合理，主要原因如下：
➢2.2种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材
通过近些年对种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材进行试验生产、施工应用跟踪发现，种植屋面用铜胎基耐根穿刺改性沥青防水卷材存在一些缺陷，不太适合在实际工程中应用，具体原因如下：
