雙結(jié)構(gòu)層防水屋面施工方法及試驗研究*

康 杰，潘友純，趙致俊，李春寶

(1.中國石油大學(xué)(華東)山東石大科技集團，山東 東營 257061；2.萊西市建筑總公司，山東 青島 266600；3.中國石油大學(xué)(華東) 儲運與建筑工程學(xué)院，山東 青島 266580)

雙結(jié)構(gòu)層防水屋面施工方法及試驗研究*

康 杰1，潘友純2，趙致俊2，李春寶3

(1.中國石油大學(xué)(華東)山東石大科技集團，山東 東營 257061；2.萊西市建筑總公司，山東 青島 266600；3.中國石油大學(xué)(華東) 儲運與建筑工程學(xué)院，山東 青島 266580)

介紹了現(xiàn)有屋面防水施工技術(shù)及防水材料的發(fā)展?fàn)顩r，指出了現(xiàn)有屋面防水施工技術(shù)及防水材料的不足之處。針對中國防水工程施工情況，結(jié)合中國屋面防水實際情況，首次提出了雙結(jié)構(gòu)層防水屋面的結(jié)構(gòu)方案及其施工方法。通過室內(nèi)模型試驗驗證了該做法的高效防水性能，有望實現(xiàn)屋面防水與結(jié)構(gòu)同壽命周期。該屋面防水結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)屋面出現(xiàn)滲漏再修補更為經(jīng)濟，且施工簡單，具有保溫、隔熱等優(yōu)點，因此，在經(jīng)濟、施工難度等方面都具有較強的適用性。雙結(jié)構(gòu)層防水屋面將為建筑防水行業(yè)帶來重大突破。

屋面防水；雙結(jié)構(gòu)層；施工方法

屋面滲漏問題是長期以來困擾建筑工程技術(shù)人員的棘手問題。為此，科研人員研制出了多種防水材料，也提出了一些屋面防水做法，并分析了屋面滲漏的原因及防治方法[1-2]，但都不能從根本上解決屋面滲漏問題。現(xiàn)有的防水材料及防水做法僅僅可以在一段時間內(nèi)起到作用，往往在未達到正常使用年限時就出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。卷材防水屋面是目前屋面防水的一種主要方法[3-4]，其缺點是容易老化，耐久性差，一旦卷材粘結(jié)不可靠或者毀壞，雨水將會滲進下面的結(jié)構(gòu)層，造成滲漏，此時修補找漏困難。滲漏帶來的另外一個問題就是雨水進入保溫層導(dǎo)致保溫效果失效。傳統(tǒng)屋面防水做法的對象僅僅是屋頂，無法從根本上解決問題。

針對現(xiàn)有技術(shù)及方法的不足，提出一種雙結(jié)構(gòu)層防水屋面結(jié)構(gòu)及施工方法，并在實驗室進行模擬試驗。試驗表明，該防水結(jié)構(gòu)能有效地根除屋面滲漏問題，防滲漏時間大為延長。從經(jīng)濟效益角度來講，雙結(jié)構(gòu)層防水屋面比傳統(tǒng)屋面出現(xiàn)滲漏再修補更為經(jīng)濟，且施工簡單，具有保溫、隔熱等優(yōu)點。

1 雙結(jié)構(gòu)層防水屋面防水機理介紹

雙結(jié)構(gòu)層防水屋面，即采用2個結(jié)構(gòu)防水層進行防水，中間留有約2 m高的空間。雙結(jié)構(gòu)層防水屋面包括上結(jié)構(gòu)防水層、下結(jié)構(gòu)防水層以及中間隔氣層，與傳統(tǒng)屋面防水做法在理論上存在本質(zhì)不同，即在屋面上再建立一個結(jié)構(gòu)層來充當(dāng)屋面，此種方法利用了一句古語“屋外下大雨，屋內(nèi)下小雨”，即使外面雨量很大，上結(jié)構(gòu)防水層發(fā)生滲漏，那么滲漏到下層結(jié)構(gòu)防水層的水量將會少很多，再經(jīng)過傳統(tǒng)技術(shù)進行排水和防水處理，滲漏到下結(jié)構(gòu)防水層下面的水量為零。

2 雙結(jié)構(gòu)層防水屋面結(jié)構(gòu)方案

雙結(jié)構(gòu)層防水屋面結(jié)構(gòu)主要包括下層結(jié)構(gòu)防水層和上層結(jié)構(gòu)防水層，兩者由頂棚柱進行結(jié)構(gòu)連接[5]。下層結(jié)構(gòu)防水層和上層結(jié)構(gòu)防水層之間形成中間隔氣層(見圖1)。上、下兩個結(jié)構(gòu)防水層面都利用現(xiàn)有的技術(shù)和方法做有組織排水處理。下層結(jié)構(gòu)防水層包括下層鋼筋混凝土屋面板、下層找平層、下層保溫層、下層防水層、下層保護層、女兒墻、下層鑄鐵彎頭和下層落水管，下層結(jié)構(gòu)防水層由框架柱支承。上層結(jié)構(gòu)防水層包括上層鋼筋混凝土板、上層找平層、上層防水層、上層保護層、上層圍護結(jié)構(gòu)、上層鑄鐵彎頭和上層落水管，上層結(jié)構(gòu)防水層由頂棚柱支承。頂棚柱由頂層框架柱向上延伸形成。中間隔氣層是由下層結(jié)構(gòu)防水層、上層結(jié)構(gòu)防水層和推拉窗三者所圍成的腔體組成。

圖1 雙結(jié)構(gòu)層防水屋面結(jié)構(gòu)示意圖

3 雙結(jié)構(gòu)層防水屋面施工工藝流程

針對雙結(jié)構(gòu)層防水屋面結(jié)構(gòu)方案，具體的施工流程如下。

1)澆筑下層鋼筋混凝土屋面板和框架柱，然后砌筑女兒墻，砌筑女兒墻時預(yù)留孔洞以安裝下層鑄鐵彎頭，女兒墻與上層結(jié)構(gòu)防水層之間留有一定的距離以安裝推拉窗；在下層鋼筋混凝土屋面板上依次鋪設(shè)下層找平層、下層保溫層、下層防水層和下層保護層。

2)澆筑頂棚柱并在預(yù)先設(shè)計好的高度上澆筑上層鋼筋混凝土板，在上層鋼筋混凝土板上依次做上層找平層、上層防水層和上層保護層；在上層鋼筋混凝土板上與建筑外墻平齊的地方進行上層圍護結(jié)構(gòu)的施工，同時預(yù)留孔洞安裝上層鑄鐵彎頭，且預(yù)留孔洞的位置與下層鑄鐵彎頭的預(yù)留孔洞不在同一條鉛垂線上，以方便上層落水管與下層落水管的落水斗進行搭接(見圖2)。

3)在女兒墻與上層結(jié)構(gòu)防水層之間全部安裝推拉窗；上層落水管的上端安裝在上層鑄鐵彎頭上，下端伸到下層落水管的落水斗里；下層落水管的上端安裝在下層鑄鐵彎頭上，下端一直延伸到建筑物的散水處。上層落水管、下層落水管、落水斗及鑄鐵彎頭的相對位置如圖2所示。

所有鋼筋混凝土構(gòu)件均正常養(yǎng)護[6]。

圖2 上、下層落水管及鑄鐵彎頭位置示意圖

4 雙結(jié)構(gòu)層防水屋面試驗

通過對比試驗研究中空雙結(jié)構(gòu)層防水屋面與傳統(tǒng)防水屋面的防水效果。試驗?zāi)Ｐ蜑?8 cm×32 cm×51 cm的立方體框架結(jié)構(gòu)(見圖3)。采用聚苯乙烯泡沫板(EPS)模擬上、下結(jié)構(gòu)防水層，在泡沫板上人為刻劃3條裂縫(寬度約為0.2 mm)，代表使用若干年后防水屋面上、下結(jié)構(gòu)層可能出現(xiàn)的裂縫(見圖4)，上、下結(jié)構(gòu)防水層的防水效果相同，采用著色的自來水模擬屋頂積水，著色劑為藍色墨水，積水深度為1.5 cm，積水量為2 800 mL。《屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范》中規(guī)定了屋面防水層滲漏的檢測方法，即屋面應(yīng)蓄水至規(guī)定高度，靜置時間應(yīng)≥24 h，且不得有滲漏現(xiàn)象[7]。由于本防水方案采用雙結(jié)構(gòu)層防水屋面，因此本試驗在屋頂積水48 h，用以觀測中空雙結(jié)構(gòu)層防水屋面的防水效果。從注水到上結(jié)構(gòu)防水層出現(xiàn)滲漏的時間代表傳統(tǒng)防水屋面的防水效果；從注水到下結(jié)構(gòu)防水層出現(xiàn)滲漏的時間代表本中空雙結(jié)構(gòu)層防水屋面的防水效果。以48 h為觀測期，每隔4 h用注射器收集滲漏下來的水并測量，測量完之后再把收集的滲漏水放回原位置，48 h內(nèi)上結(jié)構(gòu)防水層滲漏量與時間的關(guān)系曲線如圖5所示。從向上結(jié)構(gòu)防水層注水開始計時，24 h后上結(jié)構(gòu)防水層開始出現(xiàn)滲漏。48 h后下結(jié)構(gòu)防水層除其上表面有少量積水外無滲漏出現(xiàn)，使用注射器收集下結(jié)構(gòu)防水層上的水，測得其總量為15 ml。

圖3 試驗?zāi)Ｐ?/p>

圖4 48 h后兩層屋面板滲漏結(jié)果

圖5 上層滲漏量與時間的關(guān)系曲線

試驗結(jié)果表明，由于設(shè)置了雙結(jié)構(gòu)層進行防水，即使上、下結(jié)構(gòu)防水層均出現(xiàn)裂縫，但是有上部結(jié)構(gòu)防水層作為第1道防護，滲漏到下部結(jié)構(gòu)防水層上的水量大大減少，透水率為0.54%，由下部防水層繼續(xù)滲漏到其下部的住人樓面上的水量幾乎為零，并且上、下結(jié)構(gòu)防水層之間設(shè)置為中空，通風(fēng)效果良好，再加上設(shè)計的排水系統(tǒng)，很快可以將上部結(jié)構(gòu)防水層滲漏下來的水排走或者風(fēng)干掉，而不會繼續(xù)滲漏到下部的住人樓面上。同時，由于上層結(jié)構(gòu)防水層暴露在陽光下，長期受自然條件的影響，下層結(jié)構(gòu)防水層出現(xiàn)裂縫的機率比上層結(jié)構(gòu)防水層小很多，因此，下層結(jié)構(gòu)防水層出現(xiàn)滲漏的時間比現(xiàn)實中上層結(jié)構(gòu)防水層出現(xiàn)滲漏的時間將延遲很多年。

5 結(jié)語

通過分析總結(jié)現(xiàn)有防水材料及防水技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，提出了雙結(jié)構(gòu)層防水屋面的做法及施工工藝。模擬試驗表明，雙結(jié)構(gòu)層防水屋面比傳統(tǒng)防水屋面防水效果更為顯著，有效使用期大大延長，從根本上解決了屋面滲漏問題。從經(jīng)濟效益來看，比傳統(tǒng)屋面滲漏再修補更經(jīng)濟、省時和省工。雙結(jié)構(gòu)層防水屋面將為建筑防水行業(yè)帶來重大突破。

[1] 李媛.論防水材料的性能與施工工藝[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2015,3(5):132-132.

[2] 吳林興,曹陽,王朝輝.房屋建筑滲漏防治應(yīng)注意的幾個問題[J].施工技術(shù),2014(16):118-121.

[3] 耿偉偉.屋面防水滲漏因素及質(zhì)量控制研究[J].施工技術(shù)，2011(s1):394-396.

[4] 黃健英.卷材防水屋面滲漏的原因及防治[J].四川建材，2013(2):108-111.

[5] 劉曉輝,顏慶智,李春寶,等.中空雙結(jié)構(gòu)層防水屋面及其施工方法:中國,201410395572.4 [P].2014-08-13.

[6] 田紅軍,都春義.新型混凝土制品養(yǎng)護控制系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝,2013(9):110-112.

[7] 山西建筑工程(集團)總公司.GB 50207—2012 屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范.北京：中國建筑工業(yè)出版社,2012.

*國家自然科學(xué)基金項目(51208510)

責(zé)任編輯彭光宇

TheConstructionMethodandExperimentalStudyofDouble-deckStructureRoofforWaterproof

KANG Jie1，PAN Youchun2，ZHAO Zhijun2，LI Chunbao3

(1.Shandong Shtar Science & Technology Group in China University of Petroleum (EastChina),Dongying 257061,China;2.General Construction Company of Laixi,Qingdao 266600,China;3.College of Pipeline and Civil Engineering,China University of Petroleum,Qingdao 266580,China)

Introduce the development of the existing roof waterproof construction technology and waterproof materials.Point out the deficiencies of the existing roof waterproof construction technology and waterproof materials.Connect with construction circumstances of the Chinese waterproof projects and combined with actual situation of China’s roofing as well,firstly propose the scheme and the construction method of double-deck structure roof for waterproof. Verify the feasibility by model test. The same life cycle is expected to be achieved between waterproof and construction.This method has strong applicability in economic, construction and etc. The double-deck structure roof for waterproof will bring a major breakthrough for the building waterproofing industry.

roof waterproof，double-deck structure，construction method

TU 375

:A

康杰(1972-),男，工程師，大學(xué)本科，主要從事工程的施工與設(shè)計規(guī)劃等方面的研究。

2015-03-19