現(xiàn)代建筑工程中屋面防水技術(shù)淺議

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摘要：本文結(jié)合北京某屋面工程情況，對試驗環(huán)節(jié)進(jìn)行了設(shè)計，對TPO、EPDM、SBS三種卷材分別在單組分聚氨醋涂料防水層鋪貼和聚合物防水砂漿層上鋪貼的溫度應(yīng)變進(jìn)行測試，在聚合物防水砂漿層上鋪貼時，TPO卷材具有最小的溫度應(yīng)變。同時測試混凝土板上表面溫度應(yīng)變，上部剛性材料的聚合物防水砂漿厚度為22mm時，在溫度變化下混凝土具有較小的應(yīng)變。根據(jù)分析，提出建筑屋面防水問題的防治措施，包括施工環(huán)境和采用的隔離層等的要求，從而使屋面的防水、防火和穩(wěn)定性得到較大的提高。

關(guān)鍵詞：防水技術(shù)；建筑屋面防水；防水材料

1概述

屋面漏水是現(xiàn)代建筑工程一類常見的質(zhì)量問題，不僅直接影響了建筑物使用者的使用感受，給用戶也造成了許多的使用麻煩，同時會對建筑自身結(jié)構(gòu)造成一定的侵蝕損害，甚至威脅建筑整體的使用性能和使用安全。在這種環(huán)境背景下，如何加強屋面防水施工有效性，科學(xué)降低屋面防水問題的不良影響，成為現(xiàn)代建筑單位必須面對和解決的現(xiàn)實問題。本文基于北京某建筑屋面，對其屋面復(fù)合防水層方案進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，并對其在實際中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。

2屋房屋建筑滲漏的危害

房屋如果發(fā)生了漏水問題，就會給人們的日常生活帶來影響，通常情況下，滲漏問題大多發(fā)生在廚房以及建筑頂層屋面等地方，這種特殊區(qū)域極容易反復(fù)出現(xiàn)頂屋面積水、滲漏嚴(yán)重等情況，還可能會造成屋面墻壁表面上出現(xiàn)滲水起皮和膨脹鼓泡等現(xiàn)象，更嚴(yán)重的甚至還直接導(dǎo)致房屋吊頂和天花板嚴(yán)重變形，給人們的居住生活環(huán)境造成很大影響。漏水產(chǎn)生的水蒸氣會滲入墻壁中，也會腐蝕墻壁中的水管電纜，引起斷線或者短路等問題，同時墻面長期遭受水蒸氣的危害，其硬度也會降低，削弱了房屋的完整性和抗震性，降低房屋的使用壽命。

3屋面復(fù)合防水層方案優(yōu)化設(shè)計

3.1試驗用防水材料

在GB50345-2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》中，提出復(fù)合防水屋面中的防水材料相容性要良好，也就是相鄰兩種材料間相互不會有有害的化學(xué)作用、物理作用的性能產(chǎn)生。原因是兩種材料具有良好的相容性，兩者間才能粘結(jié)牢靠；反之，則會脫膠開口、粘結(jié)不牢，甚至?xí)邢嗷ラg的化學(xué)腐蝕發(fā)生，這樣會破壞防水層。試驗選用相容性較好的多種性能優(yōu)異防水材料，防水材料施工厚度參照12J201《國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖集》、GB50345-2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》中的《平屋面建筑構(gòu)造》。表1為選用的防水材料及施工方法。

3.2試驗構(gòu)建設(shè)計

試驗主要考慮雨水、溫度對防水層的影響，試件設(shè)計根據(jù)GB50345-2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》、12J201《平屋面建筑構(gòu)造》，結(jié)合貼近實際的原則設(shè)計試件。試件設(shè)計分為防水層設(shè)計、試件結(jié)構(gòu)設(shè)計。3.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)試驗設(shè)備對構(gòu)件尺寸要求，確定板三維尺寸；3605mm×2605×1505mm，設(shè)備厚305mm，基礎(chǔ)長2905mm。混凝土抗?jié)B等級為P8，強度等級為C30，梁、板水平鋼筋全部采用HRB335級普通鋼筋，濕筋則選擇HRB235級鋼筋。構(gòu)件采用整體綁扎鋼筋、立模，制作采用一次澆筑成形方式進(jìn)行。3.2.2防水層設(shè)計。采用多道設(shè)防防水層，若復(fù)合材料收縮率、膨脹具有較大差異，在在溫度作用下，界面會有剪切應(yīng)力產(chǎn)生，在復(fù)合界面處有剝離發(fā)生，若表面材料發(fā)生破裂，則易在復(fù)合界面進(jìn)水、竄水，這會對防水層的整體性能造成影響。因此，根據(jù)柔性防水材料、剛性防水材料相結(jié)合，涂料防水、卷材防水相結(jié)合原則，試驗構(gòu)件采用兩類防水組合形式：第一類FS1、FS2和FS3使用的是剛性材料+涂膜+卷材的形式；第二類FS4、FS5和FS6使用的是涂膜+剛性材料+卷材的形式。表2為各試件防水層的具體做法。3.2.3應(yīng)變片粘貼位置。每個試件站的應(yīng)變片貼6個，分為兩層：第一層在最上層防水卷材的上表面粘貼；第二層在混凝土板上表面粘貼。圖1為應(yīng)變片粘貼位置。

3.3試驗數(shù)據(jù)

3.3.1防水卷材的應(yīng)變隨溫度的變化。選取試驗升溫、淋雨、靜置85個循環(huán)中最后一個循環(huán)數(shù)據(jù)，在試驗開始時，應(yīng)變?yōu)?，隨著升溫、淋雨條件變化，會使溫度發(fā)生改變，防水卷材應(yīng)變隨之發(fā)生改變，圖2為卷材溫度的應(yīng)變。由圖2可知，防水卷材膨脹隨著溫度的升高會有應(yīng)變產(chǎn)生，當(dāng)進(jìn)行到3.5h時，此時卷材表面溫度具有最大值，同樣，卷材應(yīng)變達(dá)到最大值；溫度在試件淋雨后下降快速，因溫度升高，引起卷材膨脹又開始回縮，從而使卷材應(yīng)變減小。3.3.2混凝土的應(yīng)變隨溫度的變化。選取試驗升溫、淋雨、靜置85個循環(huán)中最后一個循環(huán)數(shù)據(jù)，應(yīng)變在試驗開始時為0，溫度隨著升溫、淋雨條件變化而發(fā)射改變，此時混凝土板上表面應(yīng)變發(fā)生改變，圖3為混凝土板溫度應(yīng)變。由圖3可知，混凝土膨脹隨著溫度的升高會有應(yīng)變產(chǎn)生，當(dāng)進(jìn)行到3.5h時，混凝土板上表面溫度具有最大值，此時應(yīng)變同樣具有最大值。在試件溫度在淋雨后下降快速，因升溫引起混凝土的膨脹又開始回縮，此時應(yīng)變隨之減小。

3.4不同卷材鋪貼在相同材料上時溫度與應(yīng)變關(guān)系

FS1、FS2、FS3使用的是剛性材料+涂膜+卷材的防水形式，TPO、EPDM、SBS三種防水卷材全部在相同材料的柔性防水層鋪貼，柔性防水層為單組份聚氨醋涂料防水層，對于三種卷材而言，其與柔性涂料層間具有不同的粘結(jié)方式，卷材本身物理化學(xué)性能存在差異，隨著溫度改變，防水卷材溫度應(yīng)變相互間差異較大，表3為鋪貼在柔性材料上時防水卷材的溫度與應(yīng)變。由表3可知，在相同的涂料防水層上鋪貼時，隨著溫度的改變，SBS卷材具有最大的應(yīng)變，為349με。高分子卷材TPO、EPDM的應(yīng)變則較小，分別為203με、243με。在單組份聚氨醒涂料防水層上鋪貼時，TPO卷材具有最小的溫度應(yīng)變。FS4、FS5、FS6使用的是涂膜+剛性材料+卷材的防水形式，TPO、EPDM、SBS三種防水卷材全部在相同材料的剛性防水層兼找平層鋪貼，也就是在聚合物防水砂漿層上鋪貼。因粘結(jié)方式不同，三種卷材和找平層層間及卷材本身物理化學(xué)性能也存在差異，防水卷材溫度應(yīng)變隨著溫度改變差異很大，表4為鋪貼在剛性材料上時防水卷材的溫度與應(yīng)變。由表4可知，在相同的剛性防水層上鋪貼時，隨著溫度變化，SBS卷材具有最大的應(yīng)變最大，為292με；高分子卷材TPO、EPDM則具有較小的應(yīng)變，分別為168με、189με。在聚合物防水砂漿層上鋪貼時，TPO卷材具有最小的溫度應(yīng)變。在聚氨醋涂料層或聚合物砂漿層上鋪貼時，TPO、EPDM、SBS三種防水卷材隨著溫度的改變，TPO卷材溫度應(yīng)變則最小。3.5相同卷材鋪貼在不同材料上時溫度與應(yīng)變關(guān)系在FS1、FS4采用TPO卷材，F(xiàn)S2、FS5采用EPDM卷材，F(xiàn)S3、FS6采用SBS卷材。由表3、表4可知，對于TPO卷材溫度應(yīng)變而言，在剛性材料上（168με）鋪貼比在柔性材料上鋪貼要小（203με）；對于EPDM卷材溫度應(yīng)變來說，在剛性材料上（189με）鋪貼比在柔性材料上（243με）鋪貼要?。粚τ赟BS卷材的溫度應(yīng)變而言，在剛性材料上（292με）鋪貼比鋪貼在柔性材料上（349με）鋪貼要小。在聚合物防水砂漿剛性材料上，相同卷材鋪貼溫度應(yīng)變比在單組份聚氨酷柔性材料上鋪貼的溫度應(yīng)變要小。

4建筑屋面防水問題的防治措施

4.1施工環(huán)境

目前市場上多數(shù)高分子防水材料的粘結(jié)性在低溫環(huán)境下會降低，不利于防水材料的鋪貼。同時因為溫度過低屋面材料上會形成凝結(jié)水滴，這些水分可能會在施工過程中覆蓋在防水材料下，降低防水材料與屋面材料之間的粘結(jié)性，并且產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，在后期的蒸發(fā)、凝結(jié)過程中會導(dǎo)致防水材料的密結(jié)性的降低，嚴(yán)重的情況下甚至?xí)?dǎo)致防水材料的脫落。所以在屋面防水系統(tǒng)的施工活動中要盡量避免在低溫環(huán)境下施工，并且在施工前后都要對屋面材料表層的水汽進(jìn)行徹底的處理。在某些特定的氣候環(huán)境下如雨雪天氣、強風(fēng)天氣、霧霾天氣等特殊氣候條件下，也不適合開展屋面防水施工。

4.2隔離層

屋面防水系統(tǒng)施工應(yīng)該從屋面排水的集中點、節(jié)點和附加層等位置開始，按照由低到高的順序進(jìn)行施工，保證在垂直方向上位置較低的卷材先鋪貼位置較高的卷材后鋪貼，利用卷材的邊緣將下層卷材蓋住，形成一種類似于瓦的鋪疊狀態(tài)，保證屋面防水系統(tǒng)總體上較高的防水性能。在女兒墻等屋面防水環(huán)節(jié)的施工中，應(yīng)該如圖4所示將防水卷材的尾部鋪貼在女兒墻上，在屋面與墻體的結(jié)合部位設(shè)置一個彎曲結(jié)構(gòu)，保證屋面防水系統(tǒng)的整體性，同時在這一彎曲部位設(shè)置附加層以保證彎曲部位的強度和耐久性。這種創(chuàng)新的主要目的是通過采用效果更好且價格便宜的材料來提高房屋防水和保溫等的復(fù)合能力，同時這樣的設(shè)計可以滿足國家節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。聚乙烯泡沫板具有良好的保溫和抗紫外線能力，可以作為有效的保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的材料進(jìn)行使用，水泥蛭石作為屋頂材料，具有保溫、隔熱、吸音、耐凍蝕的特點，可以有效的提高房屋防水層的持久性，在長時間浸水的環(huán)境下，水泥蛭石也可以提供一定的吸水性，降低滲漏風(fēng)險。而C20防水細(xì)石混凝土作為第一層防水材料可以產(chǎn)生有效的防水效果，同時能夠?qū)ο路椒浪畬悠鸬奖Ｗo(hù)作用，并且在極低溫度下保持穩(wěn)定性而加入防水劑可以更好的加強防水作用。通過這種創(chuàng)新方式，屋面的防水、防火和穩(wěn)定性可以得到較大的提高。

5結(jié)論

本文從建筑屋面防水施工技術(shù)入手，就其當(dāng)前存在的施工技術(shù)應(yīng)用問題和應(yīng)用進(jìn)行分析并對傳統(tǒng)的防水層設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，得出如下結(jié)論：

5.1防水卷材膨脹隨著溫度的升高會有應(yīng)變產(chǎn)生，當(dāng)進(jìn)行到3.5h時，卷材應(yīng)變最大值；溫度在試件淋雨后下降快速，卷材應(yīng)變減小。

5.2在相同的涂料防水層上鋪貼時，隨著溫度的改變，SBS卷材具有最大的應(yīng)變，為349με。高分子卷材TPO、EPDM的應(yīng)變則較小，分別為203με、243με。在相同的剛性防水層上鋪貼時，隨著溫度變化，SBS卷材具有最大的應(yīng)變最大，為292με；高分子卷材TPO、EPDM則具有較小的應(yīng)變，分別為168με、189με。

5.3根據(jù)分析，提出建筑屋面防水問題的防治措施，包括施工環(huán)境和采用的隔離層等的要求，從而使屋面的防水、防火和穩(wěn)定性得到較大的提高。

作者:王玉虎 單位:北京鐵研建設(shè)監(jiān)理有限責(zé)任公司