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1、建筑防水技术关键、 难点分析及对策张 彤方 晶 周元麟(鞍山科技大学 土木交通工程学院 鞍山 114044)(鞍山钢铁集团公司 鞍山 114021)摘 要:针对屋面及地下结构的滴、 裂、 渗漏等缺陷,结合国际建筑防水技术发展趋势,微观分析其发生原因与内在规律。就刚性防水层的防裂与微胀密实,柔性防水材料改进与构造技巧、 设计、 施工、 管理等诸多关键问题进行探讨,并通过工程实例予以验证。关键词:聚合物改性沥青卷材 金属橡胶复合卷材 防水构造 综合治理THE ANALYSIS AND STRATEGY OF CRUX AND DIFFICULTY ABOUTCONSTRUCTIONAL WATER
2、PROOF TECHNOLOGYZhang Tong(School of Civil Engineering and Communication ,Anshan University of Science and T echnology Anshan 114044)Fang Jing Zhou Yunlin(An Gang Group Corporation Anshan 114021)Abstract :This paper analyzes microscopically the causes and inherent law of walls and underground constr
3、uctionsdripping, cracking and seeping and so on , combining with development trend of international constructionalwaterproof technology1In addition ,this paper studies many key problems of anti2splitting and slight swelling anddensifying of rigid waterproof layer and those of improving , constructio
4、nal technique , designing , working andmanaging of flexible waterproof materials ,which are verified by project cases1Keywords :polymer2modified asphalt rolling material metal2rubber compound rolling material waterproofconstruction comprehensive treatment1 建筑防水技术发展概况 新世纪之交,随着以计算机与微电子技术、 能源、 新材料、 生命科
5、学为中心的高新技术蓬勃发展,建筑防水技术呈现设计施工集约化、 规范化,新型防水材料品种高效化,多元化的发展态势。美国W1R1GRACE生产的Bituthene自粘聚合物改性沥青防水卷材和三元乙丙橡胶卷材高效产品成为该国建筑防水主体材料。由于具有优异的物理力学性能(延伸率45 % ,低温柔度- 29,拉力 130N/ cm ,剥离性能 115N/ mm 通常均为粘合 面撕裂)。 “911” 事件后,美国国防部五角大楼被炸建筑的抢修过程,大量采用了GRACE生产的自粘卷材。意大利建筑材料选用同样以改性沥青卷材为主1。英国、 德国、 法国则致力于研制、 应用混凝土瓦沥青油毡瓦、 粘土瓦等,日本是聚氨
6、酯防水涂料应用比例最高的国家。我国近年研发的聚乙烯丙纶复合防水卷材,则以抗渗能力强、 抗拉强度高、 低温柔性 好、 稳定、 无毒等性能特点,不断扩大其应用范围。尤其是可以水泥胶直接粘贴在潮湿基面上,其更多 在地下防水工程中使用。 近年我国国家海洋研究院(该院被美国接纳为 聚脲协会会员)开发的喷涂聚脲弹性体,独具高强、 耐磨、 耐腐蚀、 耐老化等优异性能,达到当今国际水 平。充分显示了我国在建筑防水前沿技术中占领一 席之地。2 建筑防水技术原理及裂、 滴、 渗漏久难治理的原 因分析第一作者:张 彤 女 1968年6月出生 高级工程师 收稿日期:2004 - 11 - 19通过排防并重、 刚柔结合
7、、 多道设防、 整体密封 技术原则,阐述建筑防水技术原理如下:211 刚性防水 以水泥为胶结材料的防水混凝土、 防水砂浆以 及钢板、 硬质塑料板等均为建筑结构刚性防水层。 防水混凝土(或砂浆)常具有承重、 防水双重作用,具 有耐久性好、 造价低、 施工简便、 质量可靠等优点,成376Industrial Construction Vol. 35 , Supplement ,2005 工业建筑 2005年第35卷增刊 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.为刚性防水的首选材料。由于防水混凝土(
8、砂浆中水泥石固体体积约增加20 %左右,且形成水泥水化物过程中,每生成1mol结晶水,塑性状态体积膨胀23310- 8cm) ,从而使其本身组织致密化。加之由于水泥水化产生C - S - H凝胶,以及掺入的硫酸铝,三氯化铁防水剂等伴生的Al (OH)3和Fe (OH)3凝胶的形成,填充混凝土中的毛细渗水通道和大于20010- 8cm的有害孔,辅之以骨料的良好级配,施工中的压实、 抹光、 充分的湿热养护而具有较好的抗渗性。212 柔性防水无论是改性沥青卷材、 高分子卷材、 橡塑共混卷材或上述各种材质的涂膜材料,一是其成分中具有亲油憎水基,与水不浸润,水在其上面呈球状点接触且易于滑落;二是形成连续
9、膜层(0152mm) ,水流、 水膜难以直接穿透;三是EPDM 乙烯、 丙烯和双环戊丙烯三元乙丙橡胶分子主链中,不含不饱和双键化学稳定性好,分子中不含极性基因、 链节柔顺,耐臭氧光和热作用较好,且具有- 60+ 30 的广阔温度使用范围和30年以上使用寿命而倍受青睐。213 多道设防与其整体性互补性如文献2 ,3指出:多道设防系指1级防水时多卷材或卷材与涂膜、 柔性与刚性组成的复合防水层。3、4级一道防水设防时,伸出屋面结构设施根部,水落口杯周围,出入口以及泛水节点卷材收头易发生渗漏的薄弱部位,均采用柔性密封材料,防水涂料或卷材等互补共济,组成多道设防的局部增强附加层。而且,这些多道设防之间借
10、助有机或无机胶材粘合 形 成 整 体;多 层 设 防 造 成 渗 水 微 孔(如3 %的斜屋面,选用油毡瓦材、 陶瓷(此种瓦宜在板上增设 一道柔性防水层)既物美价廉又具丰富的色彩装饰作用。又如:北方地区的倒置屋面,因其上部设置保 温和防水保护层、 修补困难,宜选用SBS热熔型改 性沥青卷材或氯丁橡胶卷材。南方炎热、 多雨地区则宜选用耐水性强,抗老化好的聚酯改性沥青卷材 或EPDM三元乙丙橡胶卷材等。 但由于EPDM卷材通常采用氯丁橡胶或氯丁-丁基橡胶粘接剂,其粘接强度与卷材3050年使 用寿命不配套,而剥落。建议配制US4657968胶粘 剂6。其180 剥离强度达11582101kN/ m。
11、老化7d后的剥离强度达21632180kN/ m。非上人 屋面宜选用铝箔钢箔橡胶复合屋面卷材。313 关于防水构造及保温防水构造 本着扬长避短、 因位置宜、 材质匹配、 控制变形、 注重整体性、 密封性、 互补性、 耐久性的技术原则。1) USD(我国称倒置)保温防水构造工法:与传 统工法比较如图1所示:a -一般工法;b - USD工法1 -防水层;2 -保温材;3 -防湿层图1 两种保温防水工法USD工法可有效弥补内外温差(最大可达6070)引起胀缩及其伴生的压缩、 拉伸、 弯曲引起的屋面板、 梁及构造墙龟裂、 挠曲。有利于隔断阳光辐 射热、 防止结露,隔断火燃,为欧美、 日本等国普遍采
12、用。2)涂膜、 卷材夹在两层混凝土(或防水砂浆之 中) ,如CWLH叠合防水屋面构造,有利于防老化,防外力破坏,实现刚柔互补。3)隔气屋、 隔离层的考虑:即使采用了控制砂浆 找平层含水率和排泛管等多种措施,再采取找平层 与柔性防水层或找平层与保温层之间的隔气层 “双 保险” 法将更趋于完美,可完全解除水汽腾升引起卷 材空鼓,保温层隆起的后顾之忧。4 防水设计、 施工要点及工程实例411 设计、 施工技术要点1)由单一防水向卷材与涂膜复合防水发展,建 议适度加大平屋面以及天沟、 檐沟和水落口周围500m范围的排水坡度。2)地下防水工程设计根据建筑物特点,使用功 能,水位高低,埋设深度和结构尺寸(
13、厚度、 跨度)等选用防水等级。3)长宽比很大的侧墙、 底板等,在施工阶段易发 生温度应力包括干缩和冷缩而发生贯穿性裂缝,随 之引起漏水、 渗水。为此需提高材料性能和防水材 组成的连续性、 改进施工操作工艺,改善外约束条件,减少地基对侧墙底板的约束应力,在2030m 内设置伸缩缝或后浇带。当混凝土在自由声中自由 变形,即不引起内应力。4)认真设计处理屋面接缝和穿墙管 注意结构构件自身的防水-协调变形,共同工 作。当分格缝与预制板缝重合时,按板缝要求设计,并且对预制板缝用嵌缝密封处理,增设抗温度应力, 抗收缩构造筋或现浇补偿收缩屋面等以解决屋面接 缝渗漏。采用刚柔结合,多道设防。5)女儿墙压顶及墙
14、体、 泛水节点、 水落口出入口 及伸出屋面的根部,用柔性材料密封,并与屋面防水层和连接,屋面天沟内不得有长边接缝。576建筑防水技术关键、 难点分析及对策 张 彤,等 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.6)厨房、 厕浴间采用连续、 弹性、 无缝整体涂膜 料防水。7)大跨度受振动易变形的某些工业及特殊建筑防水工程中,宜选用高强度,高延伸率和耐久性好的 防水卷材。卷材作防水层时必须采用空铺法、 点粘 法、 条粘法,或机械固定法铺助防水层。但防水层周 边800mm范围内必须满铺,卷材搭接缝更需
15、粘接牢 固,封闭严密。412 鞍钢文体中心屋面维修工程实例41211 屋面缺陷及技术背景:原防水构造是:1mm 厚压型钢板上作25mm防水砂浆找平层,其上做110珍珠岩砂浆保温层,再上部做纸胎SBS防水卷 材。由于多孔材料深藏游离水,施工时不易蒸干,又 无隔气层,使用中水汽压力致使卷材鼓包、 剥落局部失效。加之第一次维修时干脆清除了保温层,压型 钢板随外界气温变动频繁胀缩,防水砂浆层局部拉 裂,造成局部渗漏急待维修。41212 维修方案的新创意及整体密封考虑:1)设置排汽管,防止刚性防水层含水率高受热蒸发膨胀导致刚性防水砂浆裂缝,防止导致防水卷 材空鼓。2)采用USD(倒置屋面)工法和30mm
16、厚苯板 保温层以使型钢不随气温波动而胀缩而损坏上部刚 性防水,又影响其自身使用寿命。3)整体性好、 抗裂防渗的无机玻璃钢:即聚乙烯 醇缩甲醛饱和溶液配制固含量 65 %的水泥胶和玻 纤布做成二布三胶无机玻璃钢,容易蒸干,其内部含 水率 3 % ,以便其上铺贴SBS防水卷材。 由于该卷材防水层夹在无机防水层及苯板保温材之间,使用寿命得以大提高。4)高效的保温、 节能成效:泡沫苯板容重小P=30kg/ m3,干燥不含水,导热系数小 01040W/ (mK) , 远远小于水泥珍珠岩板导热系数(约0136W/ (mK)。 因而有利于改善大厅环境(冬暖,夏凉) ,有利于节约能源。5)早强、 微膨胀、 防渗耐久均匀配筋的刚性防水 保护层(20mm厚)通过掺入适量膨胀剂,增强其密 实性、 抗渗性,提高早期强度,通过掺入体积014 %麻刀均匀配筋,以提高其抗拉强度和使用寿命,再通
