現代建筑工程中的屋面防水技術與應用

王玉虎

（北京鐵研建設監理有限責任公司，北京 102600）

1 概述

屋面漏水是現代建筑工程一類常見的質量問題，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構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。在這種環境背景下，如何加強屋面防水施工有效性，科學降低屋面防水問題的不良影響，成為現代建筑單位必須面對和解決的現實問題。本文基于北京某建筑屋面，對其屋面復合防水層方案進行了優化設計，并對其在實際中的應用進行了研究。

2 屋房屋建筑滲漏的危害

房屋如果發生了漏水問題，就會給人們的日常生活帶來影響，通常情況下，滲漏問題大多發生在廚房以及建筑頂層屋面等地方，這種特殊區域極容易反復出現頂屋面積水、滲漏嚴重等情況，還可能會造成屋面墻壁表面上出現滲水起皮和膨脹鼓泡等現象，更嚴重的甚至還直接導致房屋吊頂和天花板嚴重變形，給人們的居住生活環境造成很大影響。漏水產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 屋面復合防水層方案優化設計

3.1 試驗用防水材料

在GB50345-2012《屋面工程技術規范》中，提出復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作用、物理作用的性能產生。原因是兩種材料具有良好的相容性，兩者間才能粘結牢靠；反之，則會脫膠開口、粘結不牢，甚至會有相互間的化學腐蝕發生，這樣會破壞防水層。試驗選用相容性較好的多種性能優異防水材料，防水材料施工厚度參照12J201《國家建筑標準設計圖集》、GB50345-2012《屋面工程技術規范》中的《平屋面建筑構造》。表1 為選用的防水材料及施工方法。

表1 防水材料和施工方法

3.2 試驗構建設計

試驗主要考慮雨水、溫度對防水層的影響，試件設計根據GB50345-2012《屋面工程技術規范》、12J201《平屋面建筑構造》，結合貼近實際的原則設計試件。試件設計分為防水層設計、試件結構設計。

3.2.1 結構設計。根據試驗設備對構件尺寸要求，確定板三維尺寸；3605mm×2605×1505mm，設備厚305mm，基礎長2905mm。混凝土抗滲等級為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。構件采用整體綁扎鋼筋、立模，制作采用一次澆筑成形方式進行。

3.2.2 防水層設計。采用多道設防防水層，若復合材料收縮率、膨脹具有較大差異，在在溫度作用下，界面會有剪切應力產生，在復合界面處有剝離發生，若表面材料發生破裂，則易在復合界面進水、竄水，這會對防水層的整體性能造成影響。因此，根據柔性防水材料、剛性防水材料相結合，涂料防水、卷材防水相結合原則，試驗構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。

表2 各試件防水層做法

3.2.3 應變片粘貼位置。每個試件站的應變片貼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 為應變片粘貼位置。

圖1 應變片粘貼位置

3.3 試驗數據

3.3.1 防水卷材的應變隨溫度的變化。選取試驗升溫、淋雨、靜置85 個循環中最后一個循環數據，在試驗開始時，應變為0，隨著升溫、淋雨條件變化，會使溫度發生改變，防水卷材應變隨之發生改變，圖2 為卷材溫度的應變。

圖2 卷材溫度應變

由圖2 可知，防水卷材膨脹隨著溫度的升高會有應變產生，當進行到3.5h 時，此時卷材表面溫度具有最大值，同樣，卷材應變達到最大值；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，從而使卷材應變減小。

3.3.2 混凝土的應變隨溫度的變化。選取試驗升溫、淋雨、靜置85 個循環中最后一個循環數據，應變在試驗開始時為0，溫度隨著升溫、淋雨條件變化而發射改變，此時混凝土板上表面應變發生改變，圖3 為混凝土板溫度應變。

圖3 混凝土板溫度應變

由圖3 可知，混凝土膨脹隨著溫度的升高會有應變產生，當進行到3.5h 時，混凝土板上表面溫度具有最大值，此時應變同樣具有最大值。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，此時應變隨之減小。

3.4 不同卷材鋪貼在相同材料上時溫度與應變關系

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方式，卷材本身物理化學性能存在差異，隨著溫度改變，防水卷材溫度應變相互間差異較大，表3 為鋪貼在柔性材料上時防水卷材的溫度與應變。

表3 鋪貼在柔性材料上時防水卷材的溫度與應變

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 卷材具有最大的應變，為349με。高分子卷材TPO、EPDM 的應變則較小，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。因粘結方式不同，三種卷材和找平層層間及卷材本身物理化學性能也存在差異，防水卷材溫度應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變。

表4 鋪貼在剛性材料上時防水卷材的溫度與應變

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 卷材具有最大的應變最大，為292με；高分子卷材TPO、EPDM 則具有較小的應變，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 卷材溫度應變則最小。

3.5 相同卷材鋪貼在不同材料上時溫度與應變關系

在FS1、FS4 采用TPO 卷材，FS2、FS5 采用EPDM 卷材，FS3、FS6 采用SBS 卷材。由表3、表4 可知，對于TPO卷材溫度應變而言，在剛性材料上（168με）鋪貼比在柔性材料上鋪貼要小（203με）；對于EPDM 卷材溫度應變來說，在剛性材料上（189με）鋪貼比在柔性材料上（243με）鋪貼要小；對于SBS 卷材的溫度應變而言，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變比在單組份聚氨酷柔性材料上鋪貼的溫度應變要小。

4 建筑屋面防水問題的防治措施

4.1 施工環境

目前市場上多數高分子防水材料的粘結性在低溫環境下會降低，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性，并且產生嚴重的影響，在后期的蒸發、凝結過程中會導致防水材料的密結性的降低，嚴重的情況下甚至會導致防水材料的脫落。所以在屋面防水系統的施工活動中要盡量避免在低溫環境下施工，并且在施工前后都要對屋面材料表層的水汽進行徹底的處理。在某些特定的氣候環境下如雨雪天氣、強風天氣、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

屋面防水系統施工應該從屋面排水的集中點、節點和附加層等位置開始，按照由低到高的順序進行施工，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，保證屋面防水系統總體上較高的防水性能。在女兒墻等屋面防水環節的施工中，應該如圖4 所示將防水卷材的尾部鋪貼在女兒墻上，在屋面與墻體的結合部位設置一個彎曲結構，保證屋面防水系統的整體性，同時在這一彎曲部位設置附加層以保證彎曲部位的強度和耐久性。

圖4 屋面防水系統女兒墻收頭做法示意圖

這種創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合能力，同時這樣的設計可以滿足國家節能設計標準。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主體結構的材料進行使用，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，在長時間浸水的環境下，水泥蛭石也可以提供一定的吸水性，降低滲漏風險。而C20 防水細石混凝土作為第一層防水材料可以產生有效的防水效果，同時能夠對下方防水層起到保護作用，并且在極低溫度下保持穩定性而加入防水劑可以更好的加強防水作用。通過這種創新方式，屋面的防水、防火和穩定性可以得到較大的提高。

5 結論

本文從建筑屋面防水施工技術入手，就其當前存在的施工技術應用問題和應用進行分析并對傳統的防水層設計進行優化，得出如下結論：

5.1 防水卷材膨脹隨著溫度的升高會有應變產生，當進行到3.5h 時，卷材應變最大值；溫度在試件淋雨后下降快速，卷材應變減小。

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

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