房屋建筑学论文

中南大学

刚性防水屋面技术的应用与实效做法

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刚性防水屋面技术的应用与实效

做法

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刚性防水屋面技术的应用与实效做法

建筑防水工程是保证建筑物（构筑物）的结构不受水的侵袭，内部空间不受水的危害的一项分部工程。建筑防水工程在整个建筑工程中占有重要的地位。它涉及到建筑物（构筑物）的地下室、墙地面、强身、屋顶等诸多部位。其功能就是要是建筑物（构筑物）再设计耐久年限内防止雨水及生产、生活用水的渗漏和地下水的侵蚀，确保建筑结构、内部空间不受到污损，为人们提供一个舒适和安全的生活空间环境。

建筑防水方式目前有刚性防水、柔性防水及涂膜防水。结构自防水和刚性材料防水（如涂抹防水砂浆、浇筑掺有外加剂的细石混凝土或预应力混凝土等）均属于刚性防水；用各种防水卷材形成防水层均属于柔性防水；涂刷各种防水涂料形成防水层均属于涂膜防水。本文主要讨论刚性防水。

刚性防水屋面实质上是刚性混凝土板块防水和柔性接缝防水材料的复合防水屋面。这种刚柔结合的防水屋面适应结构层的变形，它主要是依靠混凝土自身的密实性或采用补偿收缩混凝土，并配合一定的结构措施来达到防水目的。这些结构措施包括：屋面具有一定的坡度便于雨水及时排除；增加钢筋；设置隔离层（减少结构层变形对防水层的不利影响）；混凝土分块设缝，以使板在温度、湿度变化时不至开裂；采用油膏嵌缝，以适应屋面基层变形，保证分隔缝的防水功能。由于刚性防水层对地基不均匀沉降、温度变化、结构振动等因素都非常敏感，所以刚性防水屋面适用于屋面结构刚度较大及地基地质条件较好的建筑。即可用在防水等级为3级的屋面防水，也可用作1、2级屋面多道防水设防中的一道防水层；不适用于设有松散材料保温层的屋面以及受较大震动或冲击的建筑屋面。刚性防水屋面施工可分为普通细石混凝土防水层、补偿收缩混凝土防水层施工。

1.刚性防水的特点及适用范围：

刚性材料防水可同时兼有防水和承重双重功能，构造简单，施工方便，造价

低廉。但对温度变化和结构变形较敏感，容易因变形而产生裂缝，造成渗漏。 刚性防水一般用于地下室或南方地区的屋面防水。但不宜用于高温、有振动和基础有较大不均匀沉降的建筑，也不适用于有松散保温层的屋面防水。 当防水要求较高、有多道防水设防要求时，可将刚性防水层与柔性防水或涂膜防水结合使用。

2.刚性防水层的构造要点：

（1）刚性防水层一般不需要先找平，但当底面极不平整时，也可通过设找平

层来保证防水层厚薄均匀。 （2）在工程中，整体现浇的钢筋混凝土结构层上可以选择防水砂浆作为找平层，即在20～25 mm厚1：2水泥砂浆中添加3%～5%的防水剂；而在预制装配

式的钢筋混凝土结构层上则应选择防水混凝土，即采用厚度不小于40 mm的C20细石混凝土，在接近其上表面处设置φ4 ～ φ6@100 ～200的钢筋网片，保护层厚度不小于10 mm。 （3）为了抵御因热胀冷缩及建筑结构变形所造成的刚性防水层开裂，刚性防水层应设置分格缝和隔离层。

3. 刚性防水和堵漏材料：

（1）无机铝盐防水剂。行业产销量在1万吨以上。

（2）有机、无机复合防水剂。这种防水剂掺量为水泥重量的3－5％。 （3）有机硅防水剂。

（4）M1500水泥水性密封防水剂。这种材料用于治理地下室和水池等贮液构筑物大面积渗漏较适用。用量为0．25公斤／平方米。

（5）4＃、6＃防水防潮剂。

（6）另外，快速堵漏剂、外墙防水剂、防挡水、稳挡水、墙克漏、永凝液、防水宝、堵漏停、堵漏能、确保时、注浆堵漏王、止水带、遇水膨胀橡胶、膨润土止水板、抗压密封剂等防水漏材料品种繁多、功能多样，完全能够满足我国防水堵漏工程的需要。

4.刚性防水屋面的一般要求：

4.1. 屋面结构层板缝及刚柔结合处理

（1）刚性防水屋面的结构层为整体现浇的钢筋混凝土。刚性防水屋面的坡度宜为2%-3%，并应采用结构找破。

（2）屋面结构层如采用装配式钢筋混凝土板时，应用强度等级不小于C20的细石混凝土灌缝，灌缝的细石混凝土宜掺微膨胀剂。当屋面板板缝宽度大于40mm或上窄下宽时，板缝内必须设置构造钢筋，板端缝行密封处理。

（3）刚性防水层与山墙、女儿墙以及突出屋面结构的交接处均应做柔性密封处理。

（4）细石混凝土防水层与结构层间宜设隔离层。

（5）防水层的细石混凝土宜掺外加剂，如膨胀剂、减水剂、防水剂等，并必须用机械搅拌和机械振捣。刚性防水层应设置分隔缝，分隔缝必须嵌填密封材料。

4.2.材料要求

（1）防水层的细石混凝土用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥；用矿渣硅酸盐水泥时应采取减小泌水性的措施。水泥强度等级不宜低于32.5级。不得使用火

山灰质水泥。水泥贮存时应防止受潮，存放期不得超过三个月，否则必须重新检验，确定其强度等级。

（2）防水层内设置的钢筋宜采用冷拔低碳钢丝。

（3）在防水层的细石混凝土和砂浆中，粗骨料的最大粒径不宜超过15mm，含泥量不应大于1%；细骨料应采用中砂或粗砂，含泥量不应大于2%；拌合用水应采用不含有害物质的洁净水。

（4）防水层细石混凝土使用的膨胀剂、减水剂、防水剂等外加剂，应根据不同品种的适用范围及技术要求选定。外加剂应分类保管，不得混杂，并应存放阴凉、通风、干燥处。运输时以避免雨淋、日晒和受潮。

5.防水施工

5.1.石混凝土防水施工 1.施工准备

（1）施工机具。细石混凝土应用机械搅拌，机械振捣，以保证混凝土质量。所用机具包括混凝土搅拌机、平板振捣器等。

（2）隔离层施工。隔离层可选用干铺卷材、砂垫层、低强度等级砂浆等材料。干铺卷材隔离层做法是在找平层上干铺一层卷材，卷材的接缝均应粘牢；表面涂刷二道石灰水或掺10%水泥的石灰浆（防止日晒卷材发软），待隔离层干燥有一定强度后进行防水施工。

（3）配筋。钢筋网片可绑扎或点焊成型。保护层不小于10mm。

（4）支分隔缝模板。模板应做成上宽下窄，一般上口尺寸25mm、下口尺寸20mm，模板应先侵水并涂刷隔离剂，用砂浆固定在隔离层上。

（5）细石混凝土配制。应按防水混凝土的要求配制，每立方米混凝土的水泥用量不小于330kg；含砂率为35%-40%；灰砂比为1：2-1：2.5；水灰比不大于0.55；坍落度以3-5mm为宜。普通细石混凝土中，掺入减水剂或防水剂时，应准确计量，投料顺序得当，拌合均匀。

2. 施工工艺（细石混凝土防水层施工质量的好坏，关键在于保证混凝土的密实性和及时养护。）

（1）浇筑。浇筑细石混凝土应注意防止混凝土分层离析，如发生离析应重新搅拌。用浇灌斗吊运的倾倒高度不应大于1m，分散倾倒在屋面，浇筑混凝土应从高处往低处进行。铺摊混凝土时必须保护钢筋不错位。分格板块内的混凝土应一次整体浇灌，不留施工缝。从搅拌至浇筑完成应控制在2h以内。

（2）振捣。用平板振捣器振捣至表面泛浆为宜。在格缝出，应在两侧同时浇注混凝土后在振，以免模板位移。浇筑中用2m靠尺检查，混凝土表面刮平，抹压。

（3）表面处理。表面刮平，用铁抹子压实、压光，达到平整并符合排水坡度要求。抹压时严禁表面洒水、加水泥浆或撒干水泥。当混凝土初凝后，拆出分格缝模板并修整。混凝土收水后应进行二次表面压光成活。

（4）养护。混凝土浇筑12-24h后应进行养护。养护时间不少于14d，采用淋水、覆盖等养护方法，养护初期屋面不许上人。 5.2.补偿收缩混凝土防水施工

补偿收缩混凝土实际是一种适度膨胀的混凝土。国内目前应用较多的是在混凝土中掺入适量U型膨胀剂（U—typc Expansive Agent 简称UEA）制作的防水混凝土，称为UEA补偿收缩混凝土。它具有抗裂和抗渗双重功能，可是结构与防水合二为一，达到结构自防水的目的。

U型膨胀剂是一种以硫铝酸盐、硫酸铝、硫酸铝钾和硫酸钙等组成的无机化合物，并与明矾石、石膏等混合粉磨成的高效复合膨胀材料。将适量的UEA（一般取代水泥重量的10%-14%）掺入普通混凝土中，能有效增加混凝土的抗裂、抗渗能力，是一种具有补偿收缩性能的新型防水混凝土。

补偿收缩混凝土防水的基本原理是钙矾石是水泥和水泥制品的膨胀源，当U型膨胀剂加入普通水泥与水拌和后，与硅酸钙析出的氢氧化钙作用，形成水化硫铝酸钙。当混凝土膨胀时，混凝土中的钢筋对它的膨胀产生限制作用，钢筋本身也因与混凝土一起膨胀而产生拉应力，同时也就在混凝土中产生相应的压应力。一般来说，在限制膨胀条件下，导入的预应力值为0.2-0.7MPa，这等于提高了混凝土的早起抗拉强度，推迟了混凝土产生收缩的过程。在此期间，混凝土经浇水养护，抗拉强度获得了较大幅度的增长。当混凝土开始收缩时，其抗拉强度已增长到足以抵抗收缩应力，从而防止或大大减少混凝土收缩裂缝的出现。

抗渗的前提是抗裂，作为一个整体性的防水层，抗裂是关键，也是先决条件。尽管普通防水混凝土（密实性混凝土）或其他外加剂防水混凝土的抗渗标号能够满足设计要求，但它们都不具有膨胀性能和抗裂性能。相反，UEA混凝土建立的0.2-0.7MPa预压应力，改善了钢筋混凝土中的应力状态，其补偿收缩作用产生的抗裂、抗渗性能，正是混凝土达到自防水的主要依据，也是与其他防水混凝土只防渗不抗裂的根本区别。

UEA补偿收缩混凝土在水化过程中形成的大量钙矾石，能够填充堵塞混凝土的毛细空隙，切断水的渗透通路，并可使大孔减少，总的孔隙率下降，高压水银测孔表明，掺入12%UEA的水泥总孔隙率为0.124cm/g，而不掺的水泥为0.21 cm/g，相差40%以上。

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补偿收缩混凝土的施工要点：

（1）补偿收缩混凝土的水灰比、每立方米混凝土水泥最小用量、含砂率、灰砂比以及分格缝和节点施工等均与普通细石混凝土相同。

（2）用膨胀剂拌制补偿收缩混凝土时，应按配合比准确称量；搅拌投料时膨胀剂应与水泥同时加入。混凝土连续搅拌时间不应少于3min。

（3）每个分隔板块的混凝土必须一次浇筑完成，严禁留施工缝；抹压时严禁在表面洒水、加水泥浆或撒干水泥。混凝土收水后应进行二次压光。

（4）补偿收缩混凝土防水层的养护与普通细石混凝土要求相同。

6.结语

屋面防水工程是一项系统工程，需要从设计构造、材料选择、施工细部构造及基层处理等方面进行质量控制，哪一个环节稍有不甚则会发生渗漏将前功尽弃，如果是高水平的设计，但防水材料选择不当，施工再认真也不能满足使用需要。因此，屋面防水工程需多方努力，严格控制，达到使用功能及耐久性要求。 确保屋面防水工程的质量，给用户营造一个良好的生活或工作环境。

[1]李继业，等。建筑工程施工质量问题与防治措施[M]。北京，中国建材工业出版社，2003.

[2]王寿华，等。复合防水屋面的设计与施工[J]，施工技术，2000. [3]廖代广，土木工程施工技术[M]，武汉，武汉理工大学出版社，2002 [4] 祁军，屋面防水工程质量问题及预防措施[J]，辽宁建材，2005（3）：71.

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