关于楼房养猪粪沟防水的技术探析——楼房养猪问题中亟需解决的重中之重

崔 淼 徐 娟

（乐山巨星农牧股份有限公司，四川成都 610031）

传统的猪舍一般采用平层设计，即单层布局，下部为钢筋混凝土基础及围护墙，上部为钢结构屋架，外墙采用压型钢板封闭，辅以风机、水线、料线等。就养殖规模而言，单栋猪舍的规模有大有小，小则几百头，大到几万头。

1 国内生猪养殖行业现状

近几年，由于土地资源日渐匮乏，非洲猪瘟疫情时有发生，加上新闻陆续报道在进口冻肉包装袋中检测到新冠肺炎病毒等，都影响着国人对进口猪肉的消费。我国迫切需要提高国内生猪的出栏量，消除种猪依赖进口的短板，实现生猪产能的快速恢复，因此，提高国内生猪出栏量成为当前市场的迫切需求。

传统平层猪舍的养殖场，如需提高生猪饲养量和出栏量，则需要扩大猪场规模，这就会大幅增加猪舍的占地面积，增加各圈舍及辅助用房的距离，加长运输路径，同时各项成本均会有不同程度的增长，大大降低了养殖企业的经济效益。因此，农业农村部和各大养猪企业都在探寻一种新的养猪模式——楼房养猪，楼房养猪将成为一种新的养殖模式。

2019年12月17日，自然资源部和农业农村部联合发布了《关于设施农业用地管理有关问题的通知》，其中明确提出“允许养殖设施建设多层建筑”。据不完全统计，2020年开工建设的楼房养猪项目达到100个，涉及生猪养殖产能超过2 000万头，投资资金超过500亿元。截至2020年7月底，仅四川省就有64个楼房养猪项目密集上马[1]。

2021年2月，在四川省凉山州德昌县修建的德昌巨星生猪繁育一体化项目，总投资约20亿元，设计单栋养殖楼占地约1万m2，8层钢筋混凝土结构，年出栏生猪100万头，属于四川省的省级重点项目。该项目在设计和施工中发现，养殖楼的粪沟防水做法在行业内（指畜牧业）并没有统一的标准，现有的设计多采用民用住宅楼房的防水做法。笔者查阅了大量关于楼房养猪的文献，发现大多关注的都是楼房养猪的可行性、经济性、生物隔离、宏观布局等问题，对粪沟防水的关注度几乎为零。

2 楼房猪舍排粪沟防水现状及影响因素分析

2.1 楼房猪舍建设中存在的问题

经考察多个在建或已建成投入使用的楼房猪舍，发现其排粪沟无一例外都出现了不同程度的渗漏，主要是由于猪舍的长度一般都较长，主体结构受到温度、不均匀沉降、外部荷载等因素的影响，即便设有沉降缝或后浇带，砼结构依然容易开裂。砼结构一旦开裂，传统的防水层（诸如聚氨酯、水泥渗透结晶等）抵抗裂缝能力较差，很容易跟着主体结构一起开裂，由此防水层和砼的自防水功能均失效。一般传统的防水保质期仅有5年，一旦粪沟出现漏水现象，运营期间如需修复，花费的代价可能不亚于防控非洲猪瘟疫情失败所带来的损失。因此，粪沟防水设计方案的合理和相应的施工质量合格，在整个楼房养猪建设期尤为重要。

2.2 猪舍排粪沟防水需考虑因素

无论是水泡粪还是干清粪，粪沟面临的都是猪粪而不仅仅是单纯的水。猪粪质地较细，成分较复杂，含蛋白质、脂肪类、有机酸、纤维素、半纤维素以及无机盐等。新鲜猪粪含水60%～65%，含有机质15%，总养分含量不高，含氮0.5%～0.6%、含磷0.45%～0.5%、含钾0.35%～0.45%，猪粪含氮素较多，碳氮比例较小（一般为14∶1），容易被微生物分解，释放出的养分可以被作物吸收利用。从猪粪便成分分析看，猪粪对防水层具有较大的腐蚀性。因此，按照民用建筑厨卫、屋面、地下室等防水做法来设计粪沟防水，显然是欠妥的。

2.3 猪粪沟防水材质及影响

传统的平层猪舍中，粪沟的结构设计主要是底部为钢筋混凝土结构板直接落在土上，侧壁为钢筋混凝土或者砖砌体结构，粪沟的防水设计一般采用砼自防水（P6或P8混凝土）、高密度聚乙烯（HDPE）、卷材防水或聚氨酯等方案。就渗漏造成的影响程度而言，平层猪舍一旦渗漏，猪粪水直接渗入地下，不仅对环境造成污染，同时增加生物隔离的风险。渗漏造成的影响范围仅影响一栋圈舍，通过确保猪舍间距，加强杀菌消毒等措施，可以避免对其他临近圈舍造成的影响；但楼房猪舍的粪沟一旦渗漏，猪粪水会从上一层直接渗漏至下一层，如果层层渗漏，至少影响2层以上猪舍的生物安全，造成的损失是同面积同类型平层猪舍的2倍，而且楼房猪舍在垂直空间上，增加了猪只的运输距离，延长了抵御和处理风险的时间。

3 楼房猪舍粪沟防水做法的技术分析

目前楼房猪舍粪沟防水常见的做法有聚合物水泥防水涂料（JSA）、聚氨酯防水涂料＋水泥基渗透结晶防水涂料、聚氨酯防水涂料＋聚脲防水涂料、环氧改性沥青＋聚脲防水涂料等4种。对4种粪沟防水做法进行技术经济性分析（见表1）。

3.1 聚合物水泥防水涂料 （JSA）的防水特点

由图1、图2可知，聚合物水泥防水涂料（JSA）针对粪沟的不同类型和部位，其工序内容均不同，综合单价根据工序多少波动较大，以刮粪沟底价格最高，为107.11元/m2，以刮粪池壁价格最低，为46.42元/m2。JSA本身为水性涂料，无毒无害，涂膜具有较高的抗拉强度，耐水、耐候性较好，可在潮湿基层上施工并粘接牢固，冷施工，基层含水率不受限制，可缩短工期。但对建筑物基层要求较高，需要基层平整、坚实、无尖锐角、浮尘和明水，且不得有油污。一旦防水层破损渗漏会造成串水。修补时，需要剥开上部各层，依次进行修复，维修程序较为繁琐。该材料防水性能较好，但防腐能力有待验证。

3.2 聚氨酯防水涂料+水泥基渗透结晶防水涂料的防水特点

由表1、图1可知，聚氨酯防水涂料＋水泥基渗透结晶防水涂料的工序多达6道（含结构板），最少也为5道，且价格高达209.49元/m2（刮粪粪沟底），为4种做法中工序最多、价格最贵的一种防水处理法。水泥基渗透结晶防水涂料施工时，需保证基面无浮尘、油脂、孔洞、裂缝及不合规定的建筑缝和网状裂缝应修补完好。施工前对基面进行充分润湿，但不可有明水，需要优先处理渗漏点、缝、面，再进行大面积施工，且不得在小于5℃的环境温度下施工。施工完成后，应于涂层开始表面发干时即开始洒水养护，养护期为2～3 d，洒水间隔约为4个小时，也可采用潮湿的麻布、草苫覆盖养护。长期浸水环境下应用，防水层应至少固化14 d后方可蓄水[2]。聚氨酯防水涂料能在潮湿或干燥的各种建筑基面上直接施工，与基面粘结力强，涂膜中的高分子物质能渗入到基面微细缝内，追随性强。涂膜有良好的柔韧性，对基层伸缩或开裂的适应性强，抗拉性强度高。绿色环保、无毒无味、无污染、对人体无伤害。耐候性好、高温不流淌、低温不龟裂、优异的抗老化性能，能耐油、耐磨、耐臭氧、耐酸碱侵蚀。涂膜密实，防水层完整，无裂缝、无针孔、无气泡、水蒸汽渗透系数小，既具有防水功能又具有隔空气功能，该防水涂层在各道工序施工质量有保证的前提下，是较为稳妥的防水做法。

图2 楼房养猪粪沟防水工序数量对照图

3.3 聚氨酯防水涂料+聚脲防水涂料的防水特点

聚氨酯防水涂料＋聚脲防水涂料除刮粪粪沟底部做法为4道工序外，其余均为3道工序，价格以刮粪沟底价格最高，为107.43元/m2，以水泡粪沟底价格最低，为65.57元/m2。聚氨酯类都具有微量吸水性，与建筑基层的实际粘接强度一般为0.8～1.0 MPa，存在一定的脱落风险，一般需要砼保护层，而保护层容易吸附污渍，长时间碳化不耐腐蚀，防水层适用于弱腐蚀环境，单平米施工周期约30～45 d（混凝土保护层养护不少于28 d）；维修时需铲除保护层，会串水，维修面积较大，损坏具有隐蔽性，柔性涂层延伸性较好，粘接良好的情况下单位面积长时间受力，同样会开裂。聚脲可以快速固化，能任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，5 s凝胶，1 min即可达到成年人体重的步行强度，强度较高，伸长性能较好，能抵抗一定的结构基层裂缝，耐磨、耐破坏、耐酸碱腐蚀性能较好，一般采用机械化喷涂施工，施工效率高、速度快。但聚脲层一旦破坏，会成片脱落，维修费用较高。

3.4 环氧改性沥青+聚脲防水涂料的防水特点

环氧改性沥青＋聚脲防水涂料无论是针对刮粪还是水泡粪，其沟底或池壁做法，所用工序均只有3道（含结构板），且价格在48.67～73.83元/m2之间，为4种做法中最为经济的做法。环氧改性沥青是以水性环氧沥青为改性剂对乳化沥青进行改性的防腐涂料，保持了沥青涂料优良的抗水性能、涂层柔韧性能和耐腐蚀性能。克服了沥青涂料硬度不高，耐磨力低、粘结力差和软化点低的缺点，此涂层还具有良好的抗渗透性能。施工时，基层混凝土表层含水率＜8%，测量施工环境温度，应在0～35℃之间，涂布作业采用机械喷涂。要求采用喷枪往复覆压、多次喷涂、一遍成活的工艺作业。待每道喷涂完成，并固化6 h后，方可进行下一次喷涂施工。但该做法投放市场时间较短，其防水能力还有待检验，其聚脲层一旦破坏，会成片脱落，维修费用较高。

3.5 寻找粪沟防水设计方案迫在眉睫

上述4种畜牧业楼房养猪粪沟防水的常见做法，无论从技术层面还是经济层面，都有很大的提升空间。其中，操作工序越多，工序所需时间间隔则越多，从施工层面上而言，作业面的正反移交将增多，各道工序质量出错的概率会增加，各道工序协同作业要求更高。工序越少，验收程序虽然会简化，但是对每一道工序的质量要求更高，一道工序出问题，极有可能会导致整个防水立即失效。因此，寻求猪场粪沟更适合的防水设计迫在眉睫。

4 结束语

在考察化工行业针对防水防腐的常规做法时发现，化工行业的防水防腐材料，无论从材料对抗裂缝的能力，还是从耐强酸强碱腐蚀性能方面，都能满足粪沟防水的要求。尽管猪粪的腐蚀性能远远低于化学品，但是由于刮粪机的存在，对无保护层防水材料的耐磨性提出了高于化工行业的要求。因此，照搬化工行业的防水防腐做法，不能从经济上、技术上满足猪场粪沟防水的要求。研发适用于畜牧行业的防水（防腐）产品，降低成本，提高质量，将成为猪场建设中的一个关键点。文章仅分析了粪沟大面的防水做法，未对诸如阴阳角、漏粪筛等细部做法进行进一步的研究探讨，期待通过更多的专家学者的不懈努力，让楼房养猪的建筑做法形成标准，方便行业内部选用。