復合型防水保溫材料在混凝土雙曲屋面的施工及應用

盧銘臻

(福建聯美建設集團有限公司 福建廈門 361000)

1 屋面工程概況

某工程項目總建筑面積105 447m2(其中地上77 821m2，地下27 626m2)，建筑層數為地下1層、地上4層。該工程屋面面積約26 000m2，由5個規(guī)則形狀不一的雙向曲面的混凝土結構屋面(不上人屋面)構成?；炷岭p曲屋面由頂部呈連續(xù)的網格狀向下兩向漸變，每兩個連續(xù)的點標高都不同，最高點為23.35m、最低點為10.75m，雙向最大落差為12.6m，雙曲坡度在30°～60°之間，屋面造型呈現波浪形，高低不一[1](圖1)。

圖1 雙曲屋面設計立面效果圖

雙曲面的屋面構造在建筑屋面中并不常見，單個項目出現多個不規(guī)則且連續(xù)拼接的雙曲面的情況更是罕見，如何在這不同規(guī)則的雙曲面中做好防水保溫工程，又能做好形態(tài)塑造是該工程防水保溫施工過程中的一大難點。

2 問題分析及對策制定

2.1 問題分析

(1)原設計屋面防水保溫構造(圖2)未能全面考慮該工程雙曲屋面呈不規(guī)則坡度，整塊擠塑板因材料特性，無法有效與已施工完成的防水卷材非黏貼面貼合，造成間隙大、空隙多，無法形成良好的隔熱性條件，實際保溫效果與設計要求有一定的差距。

圖2 原屋面防水保溫設計

(2)因大部分屋面雙曲坡度在30°～60°轉換，40mm厚C20鋼筋網混凝土保護層，在施工過程中因自重作用而易呈滑落狀態(tài)，導致澆筑成形困難；或由于施工方法選擇不當、混凝土塌落度不易控制，也易造成混凝土澆筑流淌、不密實，從而影響雙曲面的塑造(圖3)。

圖3 雙曲屋面局部節(jié)點剖面圖

(3)雙曲屋面每個點位標高不同，細部節(jié)點施工困難，排氣、排水、變形縫等施工時不易參照、把握，容易造成節(jié)點周邊大面積凹凸不平，影響屋面曲面流暢過渡。

(4)松散型泡沫混凝土易吸水或因含水率過高，易造成防水層起鼓、剝離，影響整體保溫防水性能。

(5)后期維護困難。一旦屋面出現滲漏需維修時，因滲水流淌不規(guī)則，現場無法精準判斷滲漏點導致維修繁雜。加之，查找滲漏點會造成保溫層局部破損，也可能致整個區(qū)域(塊)保溫層報廢，且修復后需滿足整體屋面形象，易重蹈上述(1)～(3)點步驟，返工經濟損失巨大。

2.2 提出對策建議

(1)恰當選擇防水保溫材料，材料導熱系數、溫度限制、滲透阻力、抗凍融、憎水等性能需滿足設計要求。

(2)施工應具有可操作性，且各工序間的材料要緊密貼合，避免防水保溫層出現直通孔、縫隙、松散狀或多孔狀等情況。

(3)施工精細，易于塑造曲面形態(tài)，細部構造處理便捷。

(4)便于維護、查找缺陷，即只需局部修復，對整體防水保溫層產生的影響小。

經典框架有很多種形式的推廣, 例如連續(xù)框架[4]、算子值框架[5]、G-框架[6]、子空間框架[7]、 Banach框架[8]、Hilbert C*-?？蚣躘9]等。文獻[10]對經典框架的等式與不等式做了深入的研究。本文在文獻[11-12]的基礎上, 用算子理論的方法對Rd上的測度框架進行進一步的研究。

基此，用復合型材料替換傳統(tǒng)的含有鋼筋、防水卷材的防水保溫層是較為有效的解決方案。選用經優(yōu)化的外墻防水保溫方案應用于坡度在30°～60°之間的雙曲屋面，能充分解決傳統(tǒng)防水保溫施工時存在的問題[2]。經現場考察、資料查閱，某酒店外墻防水保溫設計經優(yōu)化后能滿足該項目屋面工程施工，且節(jié)能指標驗算滿足設計要求(圖4)。

圖4 經優(yōu)化后的防水保溫構造示意圖

3 施工流程

為滿足設計要求、保證質量，應實行樣板先行制度。樣板塊根據工程情況，在有代表性的曲面內選擇2塊(跨)進行，每道工序應經監(jiān)理、建設單位、設計院等驗收合格后才能進行下一道工序；2塊(跨)樣板合格后方能組織大面積施工。施工流程如下：

基層、結構缺陷處理→基底找平→聚合物防水涂料→排版、黏貼擠塑板→錨固→第一道抗裂砂漿、網格布→第二道抗裂砂漿、網格布→柔性耐水膩子→面層涂料。

4 施工工藝要點

(1)基層缺陷處理：清除混凝土面層的雜質、浮漿、凸起、松散軟弱混凝土層等，必要時將舊混凝土適當鑿毛；出現裂縫、孔隙等滲水部位按專項混凝土缺陷修補方案進行修復。

(2)基底先刷素水泥漿(摻5%108膠)一道，再按圖紙標高以20mm厚左右的1∶2.5水泥砂漿(砂漿摻10%益膠泥)過渡找平。找平前，先行測量校核，按設定點、線、面網格狀曲面基準，由四周向內推進設砂漿控制點；基準點完成后，按圖紙網格坐標、標高復制到基底控制點，對每一個坐標按圖進行編號，隨時對任意點進行復核，保證曲面控制點標高與設計圖紙一致(圖5)。

圖5 網格坐標進行標高采集調整基層控制點

(3)涂刷聚合物水泥防水涂料：找平層完成并充分干燥后，1.5mm厚聚合物水泥防水涂料應分3遍施工，遇墻上反高處于屋面建筑完成面不少于600mm，遇反梁、管、孔洞等上反至面不少于50mm，端部用密封膏封口(圖6)。

圖6 遇反梁、孔洞、管井口等細部構造示意圖

(4)保溫層鋪設黏貼：屋面基底處理前，應在屋面較大坡度處(水平傾角大于30°)搭設保障施工安全的操作架，直至屋面最后一道工序前操作架方能拆除(圖7)。按節(jié)能備案表尺寸增加25%，確保50mm厚B1級擠塑板的粗面順已完成的防水面層緊貼排版、專用黏貼劑黏牢。當曲面陡增時，現場保溫板排版應避免過多的量裁，以免影響整體性(有設計透氣、排氣措施的應按設計要求結合現場施工條件預埋排氣管)。鋪設排版完成后，平接縫處貼膠帶，考慮平面內間距≤4000mm設置縱橫向分隔縫，縫寬20mm，深45mm，縫內柔性膩子填充，表層嵌同涂料顏色耐候膠。

圖7 操作架上進行的保溫板鋪貼作業(yè)

圖8 鉆孔注漿后用錨固釘進行保溫板固定

圖9 適當裁切保溫板并加密錨固釘

(6)完成上述步驟后，應在保溫層表面刷第一道3mm厚抗裂砂漿，滿鋪、壓入3mm×3mm玻纖網格布(145g/m2)(此處更有效的做法是一道抗裂砂漿刷完再鋪設玻纖網格布，最后在網格布面層再刷一道抗裂砂漿)，搭接處不應小于100mm，洞口、陰陽角等細部構造按規(guī)范要求進行留設[3]。

(7)完成保溫層加固，錨固部位進行防水修復到位后，方可進入第二道3mm厚抗裂砂漿、玻纖網格布施工，其施工步驟與第六步相同(圖10)；二道抗裂施工能加強保溫層整體性，能減少因外界溫度造成熱脹冷縮產生熱應力或屋面、層內部結露產生的起鼓、破壞(曲面轉換較大處應設置三道抗裂)。

圖10 分隔縫示意及分遍分層的抗裂砂漿施工

(8)柔性耐水膩子分遍刮平，做到曲面順滑、充分干燥(圖11)。此時操作架可以拆除，為最后的反射面層施工做準備。

圖11 屋面防水膩子分遍刮平

(9)最后進行白色涂料面層施工，太陽能反射系數(SRI)需大于78。

(10)注意要點：嚴格保證轉角處、泛水等陰陽角細部密封；在對容易漏水的變形縫(圖12)及薄弱處(如管根、地漏、施工縫等)需做防水抗裂附加層[4](圖13)；找坡層過渡坡度應為2%內且符合施工圖的要求；所選用的材料應取環(huán)保且具有防污能力的產品。

圖12 屋面變形縫防水保溫構造示意圖

圖13 管根、轉角、泛水處等薄弱處構造示意圖

5 工程應用實效

屋面防水保溫工程的施工過程中，坐標系統(tǒng)控制延用該工程混凝土雙曲屋面結構施工方案點、線、面控制程序。因屋面涂料為白色基調，為保持屋面整體美觀、便于業(yè)內人士的借鑒、交流，故最后一道面層(反射層)涂料施工待竣工驗收前實施。目前防水保溫完工已有半年，歷經數次雨天，只出現6處滲漏點(伸縮縫處)，修復過程平穩(wěn)、有序、有效，未破壞防水保溫層，并圓滿解決了雙曲屋面防水保溫施工復雜、難點多等問題，完美地打造出這張對臺口岸白金名片，整個建筑造型顯得獨特優(yōu)美，視覺震撼(圖14)。

圖14 屋面工程實際效果圖

(1)實現雙曲屋面曲面順滑、曲率控制得當，觀感質量好；根據網格設計標高，現場利用測量儀器對雙曲屋面的板面標高進行測量、核對抽測點統(tǒng)計：一次驗收合格率達92%。

(2)復合型材料應用方案與原設計相比，減少了柔性卷材、鋼筋網片、混凝土等材料，取代之的是抗裂砂漿、聚合物防水涂料，是外墻復合型防水保溫的優(yōu)化版，這無疑節(jié)省了成本、更有效地保障了施工質量。

(3)抗裂砂漿結合玻纖網格布的做法與混凝土層相比，質量減輕、孔隙更小、溫度應力影響小，能對防水保溫層形成有效保護，延長屋面防水保溫層的使用壽命，這也就減少防水保溫層的維護，而且改善帶來的整體、長期效益更加顯著。該工程屋面防水保溫進行的QC活動經財務部門驗證節(jié)約費用12.26 萬元，節(jié)省了約8%的工程經濟成本。

6 結語

將外墻復合型防水保溫材料及做法應用到復雜的混凝土結構雙曲屋面工程中，是一次大膽而又成功的嘗試。這不僅培養(yǎng)一批有創(chuàng)新意識、團隊精神的隊伍，而且?guī)盹@著的社會、經濟、環(huán)境效益，同時為今后類似工程提供借鑒，有著一定前景和意義。