双结构层防水屋面施工方法及试验研究*

2015-07-18潘友纯赵致俊李春宝

新技术新工艺 2015年10期

康杰，潘友纯，赵致俊，李春宝

(1.中国石油大学(华东)山东石大科技集团，山东东营 257061；2.莱西市建筑总公司，山东青岛 266600；3.中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院，山东青岛 266580)

双结构层防水屋面施工方法及试验研究*

康杰1，潘友纯2，赵致俊2，李春宝3

介绍了现有屋面防水施工技术及防水材料的发展状况，指出了现有屋面防水施工技术及防水材料的不足之处。针对中国防水工程施工情况，结合中国屋面防水实际情况，首次提出了双结构层防水屋面的结构方案及其施工方法。通过室内模型试验验证了该做法的高效防水性能，有望实现屋面防水与结构同寿命周期。该屋面防水结构比传统屋面出现渗漏再修补更为经济，且施工简单，具有保温、隔热等优点，因此，在经济、施工难度等方面都具有较强的适用性。双结构层防水屋面将为建筑防水行业带来重大突破。

屋面防水；双结构层；施工方法

屋面渗漏问题是长期以来困扰建筑工程技术人员的棘手问题。为此，科研人员研制出了多种防水材料，也提出了一些屋面防水做法，并分析了屋面渗漏的原因及防治方法[1-2]，但都不能从根本上解决屋面渗漏问题。现有的防水材料及防水做法仅仅可以在一段时间内起到作用，往往在未达到正常使用年限时就出现渗漏现象。卷材防水屋面是目前屋面防水的一种主要方法[3-4]，其缺点是容易老化，耐久性差，一旦卷材粘结不可靠或者毁坏，雨水将会渗进下面的结构层，造成渗漏，此时修补找漏困难。渗漏带来的另外一个问题就是雨水进入保温层导致保温效果失效。传统屋面防水做法的对象仅仅是屋顶，无法从根本上解决问题。

针对现有技术及方法的不足，提出一种双结构层防水屋面结构及施工方法，并在实验室进行模拟试验。试验表明，该防水结构能有效地根除屋面渗漏问题，防渗漏时间大为延长。从经济效益角度来讲，双结构层防水屋面比传统屋面出现渗漏再修补更为经济，且施工简单，具有保温、隔热等优点。

1 双结构层防水屋面防水机理介绍

双结构层防水屋面，即采用2个结构防水层进行防水，中间留有约2 m高的空间。双结构层防水屋面包括上结构防水层、下结构防水层以及中间隔气层，与传统屋面防水做法在理论上存在本质不同，即在屋面上再建立一个结构层来充当屋面，此种方法利用了一句古语“屋外下大雨，屋内下小雨”，即使外面雨量很大，上结构防水层发生渗漏，那么渗漏到下层结构防水层的水量将会少很多，再经过传统技术进行排水和防水处理，渗漏到下结构防水层下面的水量为零。

2 双结构层防水屋面结构方案

双结构层防水屋面结构主要包括下层结构防水层和上层结构防水层，两者由顶棚柱进行结构连接[5]。下层结构防水层和上层结构防水层之间形成中间隔气层(见图1)。上、下两个结构防水层面都利用现有的技术和方法做有组织排水处理。下层结构防水层包括下层钢筋混凝土屋面板、下层找平层、下层保温层、下层防水层、下层保护层、女儿墙、下层铸铁弯头和下层落水管，下层结构防水层由框架柱支承。上层结构防水层包括上层钢筋混凝土板、上层找平层、上层防水层、上层保护层、上层围护结构、上层铸铁弯头和上层落水管，上层结构防水层由顶棚柱支承。顶棚柱由顶层框架柱向上延伸形成。中间隔气层是由下层结构防水层、上层结构防水层和推拉窗三者所围成的腔体组成。

图1 双结构层防水屋面结构示意图

3 双结构层防水屋面施工工艺流程

针对双结构层防水屋面结构方案，具体的施工流程如下。

1)浇筑下层钢筋混凝土屋面板和框架柱，然后砌筑女儿墙，砌筑女儿墙时预留孔洞以安装下层铸铁弯头，女儿墙与上层结构防水层之间留有一定的距离以安装推拉窗；在下层钢筋混凝土屋面板上依次铺设下层找平层、下层保温层、下层防水层和下层保护层。

2)浇筑顶棚柱并在预先设计好的高度上浇筑上层钢筋混凝土板，在上层钢筋混凝土板上依次做上层找平层、上层防水层和上层保护层；在上层钢筋混凝土板上与建筑外墙平齐的地方进行上层围护结构的施工，同时预留孔洞安装上层铸铁弯头，且预留孔洞的位置与下层铸铁弯头的预留孔洞不在同一条铅垂线上，以方便上层落水管与下层落水管的落水斗进行搭接(见图2)。

3)在女儿墙与上层结构防水层之间全部安装推拉窗；上层落水管的上端安装在上层铸铁弯头上，下端伸到下层落水管的落水斗里；下层落水管的上端安装在下层铸铁弯头上，下端一直延伸到建筑物的散水处。上层落水管、下层落水管、落水斗及铸铁弯头的相对位置如图2所示。

所有钢筋混凝土构件均正常养护[6]。

图2 上、下层落水管及铸铁弯头位置示意图

4 双结构层防水屋面试验

通过对比试验研究中空双结构层防水屋面与传统防水屋面的防水效果。试验模型为58 cm×32 cm×51 cm的立方体框架结构(见图3)。采用聚苯乙烯泡沫板(EPS)模拟上、下结构防水层，在泡沫板上人为刻划3条裂缝(宽度约为0.2 mm)，代表使用若干年后防水屋面上、下结构层可能出现的裂缝(见图4)，上、下结构防水层的防水效果相同，采用着色的自来水模拟屋顶积水，着色剂为蓝色墨水，积水深度为1.5 cm，积水量为2 800 mL。《屋面工程质量验收规范》中规定了屋面防水层渗漏的检测方法，即屋面应蓄水至规定高度，静置时间应≥24 h，且不得有渗漏现象[7]。由于本防水方案采用双结构层防水屋面，因此本试验在屋顶积水48 h，用以观测中空双结构层防水屋面的防水效果。从注水到上结构防水层出现渗漏的时间代表传统防水屋面的防水效果；从注水到下结构防水层出现渗漏的时间代表本中空双结构层防水屋面的防水效果。以48 h为观测期，每隔4 h用注射器收集渗漏下来的水并测量，测量完之后再把收集的渗漏水放回原位置，48 h内上结构防水层渗漏量与时间的关系曲线如图5所示。从向上结构防水层注水开始计时，24 h后上结构防水层开始出现渗漏。48 h后下结构防水层除其上表面有少量积水外无渗漏出现，使用注射器收集下结构防水层上的水，测得其总量为15 ml。

图3 试验模型

图4 48 h后两层屋面板渗漏结果

图5 上层渗漏量与时间的关系曲线

试验结果表明，由于设置了双结构层进行防水，即使上、下结构防水层均出现裂缝，但是有上部结构防水层作为第1道防护，渗漏到下部结构防水层上的水量大大减少，透水率为0.54%，由下部防水层继续渗漏到其下部的住人楼面上的水量几乎为零，并且上、下结构防水层之间设置为中空，通风效果良好，再加上设计的排水系统，很快可以将上部结构防水层渗漏下来的水排走或者风干掉，而不会继续渗漏到下部的住人楼面上。同时，由于上层结构防水层暴露在阳光下，长期受自然条件的影响，下层结构防水层出现裂缝的机率比上层结构防水层小很多，因此，下层结构防水层出现渗漏的时间比现实中上层结构防水层出现渗漏的时间将延迟很多年。

5 结语

通过分析总结现有防水材料及防水技术的发展现状，提出了双结构层防水屋面的做法及施工工艺。模拟试验表明，双结构层防水屋面比传统防水屋面防水效果更为显著，有效使用期大大延长，从根本上解决了屋面渗漏问题。从经济效益来看，比传统屋面渗漏再修补更经济、省时和省工。双结构层防水屋面将为建筑防水行业带来重大突破。

[1] 李媛.论防水材料的性能与施工工艺[J].中国新技术新产品,2015,3(5):132-132.

[2] 吴林兴,曹阳,王朝辉.房屋建筑渗漏防治应注意的几个问题[J].施工技术,2014(16):118-121.

[3] 耿伟伟.屋面防水渗漏因素及质量控制研究[J].施工技术，2011(s1):394-396.

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

[5] 刘晓辉,颜庆智,李春宝,等.中空双结构层防水屋面及其施工方法:中国,201410395572.4 [P].2014-08-13.

[6] 田红军,都春义.新型混凝土制品养护控制系统开发及应用[J].新技术新工艺,2013(9):110-112.

[7] 山西建筑工程(集团)总公司.GB 50207—2012 屋面工程质量验收规范.北京：中国建筑工业出版社,2012.

*国家自然科学基金项目(51208510)

责任编辑彭光宇

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.

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