種植屋面用耐根穿刺防水卷材試驗(yàn)植物檢測(cè)結(jié)果初探

王燕飛

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100071）

由于中國城市化、工業(yè)化的高速發(fā)展，城市面積迅速擴(kuò)大，但綠地卻日益減少，同時(shí)由于排放的工業(yè)廢氣和汽車尾氣日益增多，室內(nèi)空氣品質(zhì)也急劇下降，大氣環(huán)境污染日漸嚴(yán)重，因此我國政府也重視了這一現(xiàn)象，環(huán)境保護(hù)部發(fā)布的《環(huán)保空氣質(zhì)量PM10和PM2.5的檢測(cè)重量法》開始執(zhí)行。

1 阻根材料的作用機(jī)理

阻根反復(fù)穿刺術(shù)主要包括了物理阻根和化學(xué)阻根兩類。物理阻根材料主要是利用金屬材料本身的物理特征以阻擋植物根系。通常由多層結(jié)構(gòu)所形成，中間胎基通過銅蒸汽處理或者采用直接將金屬材料箔（銅箔或鋁箔），一般具備防植物從根部穿刺的功用，但同樣需要防水抗?jié)B的功能。因?yàn)橹参锔颗龅浇饘巽~離子就會(huì)轉(zhuǎn)變生長(zhǎng)方向，進(jìn)而抑制了植物根系持續(xù)向上向下生長(zhǎng)發(fā)育，胎基自身也就具備了根阻功用，這也為種植屋面的防水性增添了雙保險(xiǎn)。金屬箔的兩邊（或一面）復(fù)合了馬來酸酐接枝的改性聚乙烯環(huán)氧樹脂層，起到了保護(hù)功能外，該層也具備相應(yīng)的防植物根穿刺的功能。下方則是非織造布層，該層直接復(fù)合在樹脂材料防水涂料上，用混凝土材料粘結(jié)在混凝土構(gòu)件的基礎(chǔ)上，建筑材料與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)連接在一起，有效防止高沖擊植物根系鉆孔。上層特別關(guān)注不同植物品種的生長(zhǎng)特性和建筑的現(xiàn)狀。它由不同厚度的改性無紡布和油氈組成，具有保護(hù)堵塞工程根系的防水材料、過濾沉淀物和避免營(yíng)養(yǎng)土壤流失的效果，還可以節(jié)約植物正常生長(zhǎng)發(fā)育所需的水分，同時(shí)排出多余的水分。化學(xué)堵根材料的作用原理通常是在彈性瀝青涂層（SBS）中添加能夠抑制植物根系生長(zhǎng)的生物添加劑。由于瀝青是一種相對(duì)較軟的有機(jī)材料，很容易與添加劑結(jié)合。當(dāng)植物根尖在涂層上生長(zhǎng)時(shí)，根尖在添加物質(zhì)的影響下會(huì)角化，不會(huì)持續(xù)生長(zhǎng)，從而損壞下面輪胎的底座，從而使軋制材料能夠繼續(xù)發(fā)揮防水效果。考慮到許多植物根（如竹子、稻草等）具有較強(qiáng)的土壤滲透性（特別是重型空中花園），一些卷材通過物理和化學(xué)方法相結(jié)合的方式進(jìn)行處理，使屋頂?shù)姆浪阅芨油昝馈７椒ㄈ缦拢涸谌嵝苑浪畬由箱佋O(shè)高密度聚乙烯（HDPE）混凝土層和防水包鉛合金材料，與氣動(dòng)SBS聚酯生物堵根材料和改性瀝青防水包裹材料混合作為防根穿孔層，搭接處應(yīng)采用焊接或熱熔法施工。

2 耐根穿刺防水材料的分類和重要性

首先，根據(jù)《種植屋面建筑材料施工技術(shù)規(guī)范》中耐根穿刺防護(hù)材料的介紹，其包括以下類型的抗根穿刺防護(hù)材料。首先是彈性體改性瀝青防水卷材和塑料體改性瀝青防水卷材。兩種軋制材料的厚度應(yīng)大于4 mm。產(chǎn)品一般分為聚酯胎和銅胎基復(fù)合滾動(dòng)材料，其中應(yīng)含有化學(xué)堵根劑。二是防水PVC卷材、熱塑性保護(hù)聚烯烴材料、高密度聚乙烯混凝土薄膜和三種原保護(hù)乙丙橡膠卷材，厚度大于1.2 mm。第三類，聚合物水泥膠結(jié)類料復(fù)合耐根穿刺保護(hù)工藝和聚乙烯丙綸保護(hù)卷料，其中聚合物水泥膠結(jié)類料的使用厚度要超過1.3 mm，而聚乙烯丙綸保護(hù)卷料中的聚丙烯薄膜層厚要超過0.6 mm。第四，噴涂聚尿防水涂料，此類物料的使用厚度要超過2 mm。

種植屋面工程建設(shè)過程中，會(huì)培育大量的植被，而這種植物在生長(zhǎng)發(fā)育過程中會(huì)形成一定的水穿透性，因此一旦使用了錯(cuò)誤的防水工藝，不但會(huì)造成植株根部滲透防水材料，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致屋面產(chǎn)生漏水現(xiàn)象，如果出現(xiàn)漏水，就很難找到植株根部破損的地方，要想進(jìn)行對(duì)滲漏的修補(bǔ)，就必須進(jìn)行大規(guī)模的土壤回料工程，不但損害了種植屋面的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)將造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。一旦植物根部生長(zhǎng)在屋面的結(jié)構(gòu)層，將會(huì)危害整個(gè)建筑的使用安全。而耐根穿刺防水材料可以減少植物根部生長(zhǎng)破壞屋面的防水涂料，并且還能夠控制屋面植物根部的向外防水涂料生長(zhǎng)，進(jìn)而保證了屋面的安全性。

3 種植屋面用耐根穿刺防水卷材試驗(yàn)

（1）試驗(yàn)時(shí)間：2017年7月~2019年7月（第1批）；2018年7月~2020年7月（第2批）。（2）2試驗(yàn)樣品及數(shù)量。2017年（第一批）共有36個(gè)試驗(yàn)室。試驗(yàn)箱的序列號(hào)為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)……36號(hào)，其中4號(hào)和6號(hào)、9號(hào)和27號(hào)為對(duì)照箱。

2018年（第2批）的測(cè)試中共有44個(gè)測(cè)試箱，按試驗(yàn)箱序號(hào)依次是1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)……44號(hào)，其中，19號(hào)、20號(hào)、25號(hào)、36號(hào)為對(duì)照箱。

（3）檢驗(yàn)方法。每6個(gè)月使用透明底部察看測(cè)試盒的潮濕處，是不是有根穿刺情況的產(chǎn)生；每年記錄在試驗(yàn)箱和對(duì)比箱內(nèi)的試用植株的平均生長(zhǎng)量，方法是記下試用植株的高度和（20±2）厘米的干莖的均勻直徑，并比較試用植株的平均生長(zhǎng)量，高度或干莖直徑都必須要超過對(duì)比箱內(nèi)的80%。

4 結(jié)果

2017年（第一批）試驗(yàn)結(jié)束6個(gè)月后，進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了18號(hào)、20號(hào)和36號(hào)試驗(yàn)室的植物滲透試驗(yàn)樣品；在一年內(nèi)進(jìn)行了田間試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)箱中3號(hào)和31號(hào)植物的根系穿透樣品；所有實(shí)驗(yàn)均在兩年內(nèi)完成。通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和統(tǒng)計(jì)，被測(cè)植物的生長(zhǎng)量超過了控制箱的80%，因此確定所有測(cè)試均已實(shí)際測(cè)試。通過分析可穿透性試驗(yàn)箱，防水工藝表面、無縫角度和連接點(diǎn)容易穿透或從植物根部穿透。在本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的所有零件都是最容易鉆根的關(guān)鍵零件。因此，在防水材料用于大規(guī)模鋪設(shè)種植屋頂之前，首先進(jìn)行植物根系鉆孔試驗(yàn)是非常必要的。

2018年（第2批）的試驗(yàn)，截止到2019年7月共完成了2次半月度觀察和一年的生長(zhǎng)量記錄和比較。其中，No.28試驗(yàn)箱中的一株植物在2019年5月死去，該試驗(yàn)箱將繼續(xù)保留以便觀察該種防水材料給植物帶來的影響。

2018年（第2批）試驗(yàn)一年的成績(jī)?nèi)缦隆?/p>

首先，在四個(gè)試驗(yàn)箱的底部進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)植物的根部穿透并進(jìn)入陶粒的濕土層，厚度約為5 cm。通過實(shí)驗(yàn)箱底部的有機(jī)玻璃可以清楚地看到植物根系的生長(zhǎng)狀態(tài)。

其次，所有試驗(yàn)箱都沒有根穿刺現(xiàn)象發(fā)生。但是，部分試驗(yàn)箱中植物生長(zhǎng)出現(xiàn)了異常，觀察結(jié)果如下：

（1）No.35、No.37試驗(yàn)箱中植物葉片小，而No.12、No.23試驗(yàn)箱不僅植物葉片小，還表現(xiàn)為葉片稀疏。（2）No.15和No.26試驗(yàn)箱植株葉片細(xì)小，簇狀生長(zhǎng)，新梢側(cè)枝短小，不足對(duì)照樣本的1/3，但老枝較粗壯、發(fā)黑。（3）No.18試驗(yàn)箱植物開花較多，果實(shí)也較多。（4）No.27和No.40試驗(yàn)箱底部發(fā)黑、發(fā)霉，并伴有強(qiáng)烈惡臭。

2018年10 月下旬，No.9、No.12、No.21、No.22、No.35和No.37共6個(gè)箱中的所有植物，均曾發(fā)生過焦葉、卷葉現(xiàn)象，No.35箱中植株的枝條頂端葉片均干枯或掉落。

5 分析與討論

從2018年的（第2批）測(cè)試結(jié)果來看，部分參試廠家的試驗(yàn)箱內(nèi)植株生長(zhǎng)狀況出現(xiàn)了不同程度的異常情況，如葉子縮小、葉片稀疏、小葉變異或簇生、分枝矮化粗壯等，尤其No.15和No.26試驗(yàn)箱內(nèi)的植株生長(zhǎng)變異比較明顯。

通過植株葉子變小、葉片稀疏的生長(zhǎng)情況，可以推斷在這些卷料內(nèi)存在控制植株生長(zhǎng)的物質(zhì)存在。不過，這種物質(zhì)的存在究竟能多大程度改變植株的生長(zhǎng)發(fā)育、變化能否可逆以及這種物質(zhì)的存在能否對(duì)其他園林植物材料也能產(chǎn)生同樣的影響，這些問題目前還不得而知，需要專門的實(shí)驗(yàn)加以研究。從葉片逐漸變化為簇生和枝條矮化粗壯的情形分析，這種卷料內(nèi)不但存在控制植株生長(zhǎng)發(fā)育的物質(zhì)存在，而且甚至還可能存在一些激素或藥物導(dǎo)致植株產(chǎn)生基因突變，而這些突變可以成為穩(wěn)定性狀態(tài)遺傳下去，或者為了形成一個(gè)新品種，它還需要進(jìn)一步的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)來證明。與其他植物一樣，這種化學(xué)物質(zhì)是否具有同樣的危害以及危害程度如何，尚需通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。如果含有這種化學(xué)抑制劑的防水工程卷材在播種屋頂上大面積使用，必然會(huì)影響整個(gè)播種屋頂植物景觀的設(shè)計(jì)和施工，由此產(chǎn)生的景觀問題也非常困難。因此，在屋頂上種植之前，沒有人知道植物會(huì)如何生長(zhǎng)。

通過對(duì)部分試盒植株開花和結(jié)果的較多分析，這些卷材鋪貼內(nèi)可能存在促使植株生長(zhǎng)發(fā)育的化學(xué)物質(zhì)，但這種物質(zhì)的效果究竟是短暫的還是長(zhǎng)期的、多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)才有效，尚需通過進(jìn)一步的測(cè)試證明。對(duì)種植屋面而言，僅須確保植被能夠健康存活，并不能期待植被迅速繁殖。所以，此類卷材對(duì)植被的影響如果是持續(xù)的，其屋面的承載能力也是一項(xiàng)必須謹(jǐn)慎考慮的問題，特別是在設(shè)計(jì)使用植被類型時(shí)，更須將其納入主要考慮問題。

從一些試驗(yàn)箱的氣味分析來看，防水技術(shù)的環(huán)境特性需要改進(jìn)，否則也會(huì)破壞項(xiàng)目的小環(huán)境。通過對(duì)上述植被異常生長(zhǎng)的分析判斷，如果某些卷材地板要大規(guī)模應(yīng)用于植物屋頂，必須改變卷材地板的含量，否則這些卷材地板可以用作非植物屋頂。

自2017年推出以來，激進(jìn)穿刺實(shí)驗(yàn)已連續(xù)三批進(jìn)行。第三批實(shí)驗(yàn)剛剛開始，沒有觀察到明顯的異常。然而，從2017年（標(biāo)段1）和2018年（標(biāo)段2）的兩批試驗(yàn)中，可以初步得出以下結(jié)果：沒有自由基抑制劑或機(jī)械根抑制劑的SBS防水輥?zhàn)⒍〞?huì)發(fā)生自由基刺穿；只有機(jī)械根塊的SBS防水卷材也可以在接縫處鉆孔；SBS防水卷材加入阻根劑，可提供適量的阻根劑，并不能引起根穿刺現(xiàn)象，但加入量過多的阻根劑則可以引起植株生長(zhǎng)失常，甚至死亡；當(dāng)植株的生長(zhǎng)與發(fā)育達(dá)不到對(duì)照生長(zhǎng)量80%以上的情形下，測(cè)試則是失敗的，也無法作為耐根部反復(fù)穿刺特性的評(píng)估。

6 耐根反復(fù)穿刺防水材料在種植屋面的應(yīng)用分析

6.1 耐根穿刺防水卷材應(yīng)用技術(shù)

首先，要對(duì)基礎(chǔ)表面進(jìn)行基本處理，在施工過程中首先要保證防水工程基礎(chǔ)表面必須光滑、干燥、堅(jiān)實(shí)和自凈，一旦建筑基底表面發(fā)生了凹凸不平的狀況時(shí)，要利用磨平或者補(bǔ)平的方法來修復(fù)，同時(shí)針對(duì)存在的內(nèi)棱或者突棱也要及時(shí)將其磨圓，在保證建筑基礎(chǔ)表面達(dá)到基本施工條件之后，將基礎(chǔ)處理劑均勻地涂刷在建筑基礎(chǔ)上，并等待處理劑的完全風(fēng)干。然后，針對(duì)細(xì)部的附屬防水涂料也要做好另外的基本處理，比如在防火隔斷、檐槽、地下水管和三邊的陰陽家角等部位都要根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)加貼上一層附加專用卷材防水層。在進(jìn)行普通的防水涂料和阻根防水層的施工時(shí)要使用熱融的方法來進(jìn)行。在使用耐根穿刺防水卷材過程中，針對(duì)與卷材防水層的連接部位以及與建筑屋面的轉(zhuǎn)角區(qū)域要做好合理的搭接，并運(yùn)用合理的搭設(shè)技術(shù)來保證搭設(shè)材料的品質(zhì)，以便于發(fā)揮耐根穿刺防水卷材的功效。

6.2 耐根穿刺防水卷材應(yīng)用注意事項(xiàng)

根據(jù)相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在實(shí)際鋪設(shè)工程中，與卷材防水層的連接按兩條上下焊縫、四條垂直螺紋焊縫和一條T形中心焊縫進(jìn)行，不得在5級(jí)以上的強(qiáng)風(fēng)、雨雪條件下施工，施工溫度必須高于5級(jí)以上，用于鋪設(shè)穿孔根部絕緣纏繞材料的火焰加熱器噴嘴必須與纏繞材料的防水層和溫度保持一定高度，總加熱必須平衡，以避免過度加熱。為了確保卷材防水層的使用安全，必須避免在院子里使用消防設(shè)備，以免發(fā)生緊急情況。在使用防水防根輥或反復(fù)穿孔之前，產(chǎn)品必須妥善儲(chǔ)存和處理。在儲(chǔ)存期間，產(chǎn)品必須分開儲(chǔ)存，以防止產(chǎn)品暴露在雨水和陽光下。在搬運(yùn)和儲(chǔ)存過程中，應(yīng)采取垂直儲(chǔ)存措施，防止產(chǎn)品儲(chǔ)存超過兩層。產(chǎn)品的一般儲(chǔ)存期約為一年。

7 結(jié)語

隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程的深入，種植屋面工程在行業(yè)中的分量也會(huì)愈來愈大。種植與屋面工程是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要從工程設(shè)計(jì)、選料、工藝等的角度全面考察，因此合理地選取和使用耐根穿刺造影防水技術(shù)就顯得尤為重要。土壤不是一勞永逸的好材料，但經(jīng)過合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，無論哪一種耐根穿刺造影防水技術(shù)都能夠創(chuàng)造精品工程，給人民創(chuàng)造安全優(yōu)良的生存環(huán)境。