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    白銀時代!未來防水行業Z具發展潛力之高分子防水卷材

    發布日期:2021-12-02 作者: 點擊:

    發達國家已成主流,國內有望看齊海外


    高分子材料在發達國家有近 40 年的發展時間,目前已成為防水市場的主流產品。從全世界范圍內來看,高分子卷材并不是一個新事物,Z早在上世紀 80 年代歐美及日本等發達國家就已經開始大規模量產,美國和日本主要使用的是以三元乙丙橡膠防水卷材為代表的合成橡膠類(EPDM)材料,而歐洲國家則偏愛樹脂類(PVC)卷材。通過長期的實踐應用,到目前為止在發達國家高分子卷材已經是主流的防水材料,其中美國防水市場中高分子卷材(包括 EPDM、PVC、TPO 等)占比達到 72%,日本市場中高分子卷材占比也達到 30%。


    預鋪反粘高分子卷材發源于美國,引入中國已超過十年。高密度聚乙烯(HDPE)防水卷材以及預鋪反粘施工技術則Z早由美國格雷斯公司于上世紀 90 年代發明,1991 年美國昆西火險公司(Quincy Mutual Fire Insurance Co.)項目第一次使用此項技術并獲得了成功。經過二十多年的工程實踐后技術不斷完善,2004 年格雷斯公司將該項技術引入中國,Z開始主要應用于地鐵及大型市政項目上,防水效果得到了業主的廣泛好評。2009 年格雷斯開發出適用于中國的預鋪防水卷材產品 PV100 并大量投放中國市場,直至今日仍是國內認可度Z好的高分子卷材產品之一。


    TPO防水卷材

    光伏屋面防水需求爆發,整縣推進千億防水需求


    作為國家著力進行能源結構轉型的體現,光伏分布式發電成為發展新方向。據機構預測,到2060年,我國非化石能源占能源結構的比例將會達到70%,從碳中和的實現路徑來看,電力行業中“光伏+儲能”將成為探索的主線。


    政策層面也在加速推動。今年9月,國家能源局公布了整縣(市、區)推進分布式光伏名單,包含全國676個縣市,提出2023年底前,試點地區各類屋頂安裝光伏發電的比例均達到通知要求的,列為開發示范縣。


    據相關機構報道稱,光伏預計能夠帶來萬億級的市場容量。在2020年我國光伏年度裝機量為48.2GW,其中集中式裝機32.7GW,分布式裝機15.5GW。2021年Q1和Q2我國光伏裝機量分別為5.33GW和7.68GW,分別同比增長56%和14%。


    其中,分布式光伏中屋頂分布式光伏是應用Z高廣泛的形式,主要應用在工業廠房、公共建筑物、農村等場景,金屬屋面、混凝土平屋面、瓦片坡屋面等三類均可應用。


    這些光伏屋頂又是防水行業的潛在應用市場。比如在既有工業建筑改造領域,目前國內既有工業屋面以金屬屋面為主,原來大部分未做過防水層,鋼結構的使用壽命與光伏組件25年的使用壽命并不匹配,既有建筑光伏改造過程中是不涉及與防水層的銜接。


    據不完全測算,光伏整縣推進帶來600億元左右存量翻新防水需求和20億左右年新增防水需求。如果按照單TPO高分子防水材料40元~50元/平方米進行計算,則整縣推進的存量屋面改造可以帶來540.8億元~676億元的防水材料市場。


    未來提標將擴大市場空間,高分子應用有望增加


    若防水標準修訂稿落地并假設質保期延長至 25 年,有望拉動行業空間未來 2 年 CAGR+14%。提標后將加速非標產品淘汰,龍頭集中度進一步提升。高分子材料作為國內防水行業的后進入者,其應用領域不斷拓展,代表未來發展方向。目前高分子卷材主要應用于建筑物底板,后續有望擴展至地下室頂板/屋面。高分子在海外已是主流產品,但由于單價相對較貴,國內高分子市占率預計僅 12%左右,但質保期延長后需要更優的防水性能,高分子應用有望增加。


    TPO防水卷材


    良幣驅逐劣幣,對高質量的認可度提升有望驅動行業格局繼續改善


    防水屬于隱蔽工程,一旦出問題以后維修難度較大,近幾年頻繁發生的滲漏事件也給地產商提供了大量的教訓,因此對房屋質量的重視程度明顯提升;此外,根據行業協會的調查,防水工程在房屋整體造價中占比僅有 2.8%左右,地產商的價格敏感度較低,因此為了保證質量地產商在采購中會逐步淘汰掉以往低價中標的劣質非標產品,良幣驅逐劣幣將成為趨勢。因此我們認為,在行業結構優化的指導框架下,伴隨非標產品逐漸清退、以及工程質量重要性提升推動,未來行業競爭格局有望繼續改善。


    TPO防水卷材


    質保期有望延長,防水用量和質量提升帶動市場需求增加。2000 年發布的《建設工程質量管理條例的規定》中規定了防水的質保期為 5 年且該質保制度一直延續至今,但對比發達國家如美國的保證期在 15 年以上,且保證期制度下供應商不僅要負責漏水維修,還需要支付大額的賠償,從而促使供應商更注重事前質量控制,相比之下中國現行的防水質保制度是落后的。2019 年住建部發布《建筑和市政工程防水通用規范–征求意見稿》標志著現行防水質保期 5 年的規定或成為過去式,其中提出了未來屋面/外墻/室內工程防水設計工作年限不應低于 25/25/30 年。根據中國建筑防水協會,我國的防水造價僅占建筑工程建安成本的 2.8%,而發達國家高達 7%-8%,質保期較短、工程定額少是其中的重要原因,提標后對防水材料的用量和質量要求更高,因此未來防水材料在建安成本中的占比有望進一步提升,帶動行業整體需求擴容。



    高分子卷材采用預鋪反粘施工,降低了傳統施工下因地面沉降等導致的滲漏風險。


    目前大部分高分子卷材用于建筑物底板位置,而底板也是建筑物防水工程的重中之重,傳統的瀝青基卷材在底板施工中是粘接在墊層之上,一旦地基發生沉降(特別是不均勻沉降)墊層會發生變形,防水層也隨之扭曲撕裂,一旦防水卷材破損,地下水會在防水層和結構混凝土之間流動,從混凝土裂紋進入建筑物內部。而高分子卷材在施工中是空鋪在墊層上,膠黏面朝上然后直接在卷材上綁扎鋼筋、澆筑混凝土,待混凝土固化后卷材是直接與結構混凝土粘結,防水層不和墊層粘結在一起就不會受到地基沉降的影響,這種施工方式被稱作“預鋪反粘法”。


    TPO防水卷材



    此外,HDPE 高分子卷材還具備以下優勢:


    1)高分子卷材可解決傳統材料不能在雨天施工的問題,在南方雨季環境下適用性強。對于傳統的防水卷材,不論是熱熔還是自粘材料的施工規范中都是嚴禁在雨天施工的,主要原因在于傳統材料要保證粘結面絕對干燥,而雨水會使基層潮濕,使膠粘劑與基層脫離、卷材粘結不牢。高分子卷材由于與結構的粘結是隨著混凝土澆筑的同時完成的,而在此之前的預鋪、綁扎鋼筋等施工工序受到雨水的影響相對較小,因此高分子卷材的大部分施工均可以在雨天進行,特別是在南方地區的梅雨季節期間傳統的防水卷材一般都是停工的,但高分子卷材如果需要趕進度的話在雨季也可以正常施工。

    2)與傳統材料相比,高分子卷材的施工工序更加簡化。高分子卷材的施工工序一般為①基層處理;②空鋪卷材;③鋪設鋼筋;④澆筑混凝土。與傳統瀝青基卷材相比,高分子卷材由于不和基底粘結因此不需要進行底油處理,同時卷材上直接綁扎鋼筋,也不需要鋪設保護層。施工工序的簡化可以有效縮短施工周期,根據格雷斯公司的研究,采用高分子卷材后整個防水工程的工期可節約 1/3 以上。


    高分子卷材的強度更高、耐久性更好。高分子卷材施工時,工人需直接站在其上進行綁扎鋼筋等施工作業,缺少了混凝土保護層,卷材被鋼筋破壞的幾率大幅度增加,因此材料一定要具備足夠的抗拉及抗穿刺強度,《預鋪/濕鋪防水卷材》中規定高分子自粘膠膜防水卷材的抗拉強度應大于500 N/50mm,而聚酯胎 SBS 改性瀝青卷材的Z低抗拉強度標準為 450 N/50mm。由于強度較高,高分子卷材破損滲漏的概率更低,使用壽命更長,一般均在 10 年以上。


    常見的高分子防水材料有:三元乙丙橡膠(EPDM)防水材料、聚氯乙烯(PVC)防水材料、氯化 聚乙烯(CPE)防水材料、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)防水材料、乙烯醋酸乙烯改性瀝青共混(ECB) 防水材料、高密度聚乙烯(HDPE)防水材料、熱塑性聚烯烴類(TPO)防水材料等。



    1)三元乙丙橡膠(EPDM)防水材料


    EPDM 防水材料主要以 EPDM 和丁基橡膠為主要原料,加入適量的軟化劑、補強劑、硫化劑等, 經過混煉、精煉、壓延、硫化等程序制成。EPDM 防水材料是所有高分子防水材料中耐腐蝕性Z強、 抗老化性Z強的材料,所以使用壽命較長,一般可使用 30 年左右,適用于工業和民用建筑物的屋 面及地下防水工程、蓄水池、市政、地鐵、隧道等工程防水, 尤其適用于耐久性、耐腐蝕性要求高 和易變形的重點防水工程。但 EDPM 的Z大弊端在于其在搭接縫位置都采用粘結(熱熔粘結、自 粘粘結、膠粘粘結)的方式來處理,搭接縫施工質量難以得到保障,許多工程隱患由此產生。


    2)聚氯乙烯(PVC)防水材料


    PVC 防水卷材是以聚氯乙烯樹脂為主要原料, 摻入適量的改性劑、填充劑、增塑劑等, 經捏合、塑化、擠出壓延等工序加工制成的防水材料。PVC 防水材料具有以下優點:

    1、原料來源豐富, 價格 適中;

    2、為極性高分子材料, 與其他極性材料互溶性好;

    3、采用熱風焊接搭接縫,解決了卷材搭接的問題;

    4、具有阻燃性能, 可生產出阻燃級的防水卷材。適合為工業與民用大型屋面板、空心板 做防水層, 同時適用于污水處理系統、人防工程、地下室或地下工程的防水及污水處理池的防滲。

    但 PVC 防水材料同時存在一些不足:

    1、耐光老化性能較差,因此不宜用于光照較強的區域;

    2、 柔韌性主要依賴增塑劑,長期使用存在著增塑劑遷移老化的問題,會導致卷材性能迅速降低;

    3、 PVC 卷材含有氯元素、重金屬,存在污染風險。


    3)熱塑性聚烯烴類(TPO)防水材料

    TPO防水卷材是 PVC 卷材的升級產品,可一定程度上彌補 PVC 卷材的不足之處。TPO卷材是采用先 進的聚合技術將乙丙橡膠與聚丙烯結合在一起的熱塑性聚烯烴(TPO)合成樹脂為基料,加入抗氧劑、 防老劑、軟化劑制成的新型防水材料,兼具了橡膠材料的耐侯性和樹脂材料的可焊接性,綜合性能優異。其他優點包括:

    1、其配料中不含增塑劑,不會產生因增塑劑遷移而變脆的現象,因此具有 高柔韌性,且能夠保持長期的防水功能;

    2、具有較強的抗酸堿化學腐蝕能力,在室外暴露、紫外線強烈照射的情況下理論使用壽命可達到 50 年以上,對施工條件無要求,可以在各種復雜地下環 境中使用;

    3、具有節能效果且耐污染,成分中不含氯化聚合物或氯氣,在鋪設和使用中無氯氣釋 放,對環境和人體無害;

    4、抵抗紫外線,具有出色太陽光反射作用,可適當降低室內溫度,達到 物理降溫的作用;

    5、對植物根系有很好的抗穿刺性, 同時對植物根系不會造成有害影響,因此適 用于“綠色屋頂”建造。


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    關鍵詞:TPO防水卷材

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