種植屋面用耐根穿刺防水卷材試驗植物檢測結果初探

王燕飛

（中國建筑土木建設有限公司，北京 100071）

由于中國城市化、工業(yè)化的高速發(fā)展，城市面積迅速擴大，但綠地卻日益減少，同時由于排放的工業(yè)廢氣和汽車尾氣日益增多，室內空氣品質也急劇下降，大氣環(huán)境污染日漸嚴重，因此我國政府也重視了這一現(xiàn)象，環(huán)境保護部發(fā)布的《環(huán)?？諝赓|量PM10和PM2.5的檢測重量法》開始執(zhí)行。

1 阻根材料的作用機理

阻根反復穿刺術主要包括了物理阻根和化學阻根兩類。物理阻根材料主要是利用金屬材料本身的物理特征以阻擋植物根系。通常由多層結構所形成，中間胎基通過銅蒸汽處理或者采用直接將金屬材料箔（銅箔或鋁箔），一般具備防植物從根部穿刺的功用，但同樣需要防水抗?jié)B的功能。因為植物根部碰到金屬銅離子就會轉變生長方向，進而抑制了植物根系持續(xù)向上向下生長發(fā)育，胎基自身也就具備了根阻功用，這也為種植屋面的防水性增添了雙保險。金屬箔的兩邊（或一面）復合了馬來酸酐接枝的改性聚乙烯環(huán)氧樹脂層，起到了保護功能外，該層也具備相應的防植物根穿刺的功能。下方則是非織造布層，該層直接復合在樹脂材料防水涂料上，用混凝土材料粘結在混凝土構件的基礎上，建筑材料與結構基礎連接在一起，有效防止高沖擊植物根系鉆孔。上層特別關注不同植物品種的生長特性和建筑的現(xiàn)狀。它由不同厚度的改性無紡布和油氈組成，具有保護堵塞工程根系的防水材料、過濾沉淀物和避免營養(yǎng)土壤流失的效果，還可以節(jié)約植物正常生長發(fā)育所需的水分，同時排出多余的水分?；瘜W堵根材料的作用原理通常是在彈性瀝青涂層（SBS）中添加能夠抑制植物根系生長的生物添加劑。由于瀝青是一種相對較軟的有機材料，很容易與添加劑結合。當植物根尖在涂層上生長時，根尖在添加物質的影響下會角化，不會持續(xù)生長，從而損壞下面輪胎的底座，從而使軋制材料能夠繼續(xù)發(fā)揮防水效果?？紤]到許多植物根（如竹子、稻草等）具有較強的土壤滲透性（特別是重型空中花園），一些卷材通過物理和化學方法相結合的方式進行處理，使屋頂?shù)姆浪阅芨油昝?。方法如下：在柔性防水層上鋪設高密度聚乙烯（HDPE）混凝土層和防水包鉛合金材料，與氣動SBS聚酯生物堵根材料和改性瀝青防水包裹材料混合作為防根穿孔層，搭接處應采用焊接或熱熔法施工。

2 耐根穿刺防水材料的分類和重要性

首先，根據(jù)《種植屋面建筑材料施工技術規(guī)范》中耐根穿刺防護材料的介紹，其包括以下類型的抗根穿刺防護材料。首先是彈性體改性瀝青防水卷材和塑料體改性瀝青防水卷材。兩種軋制材料的厚度應大于4 mm。產品一般分為聚酯胎和銅胎基復合滾動材料，其中應含有化學堵根劑。二是防水PVC卷材、熱塑性保護聚烯烴材料、高密度聚乙烯混凝土薄膜和三種原保護乙丙橡膠卷材，厚度大于1.2 mm。第三類，聚合物水泥膠結類料復合耐根穿刺保護工藝和聚乙烯丙綸保護卷料，其中聚合物水泥膠結類料的使用厚度要超過1.3 mm，而聚乙烯丙綸保護卷料中的聚丙烯薄膜層厚要超過0.6 mm。第四，噴涂聚尿防水涂料，此類物料的使用厚度要超過2 mm。

種植屋面工程建設過程中，會培育大量的植被，而這種植物在生長發(fā)育過程中會形成一定的水穿透性，因此一旦使用了錯誤的防水工藝，不但會造成植株根部滲透防水材料，同時會導致屋面產生漏水現(xiàn)象，如果出現(xiàn)漏水，就很難找到植株根部破損的地方，要想進行對滲漏的修補，就必須進行大規(guī)模的土壤回料工程，不但損害了種植屋面的生態(tài)環(huán)境，同時將造成巨大的經濟損失。一旦植物根部生長在屋面的結構層，將會危害整個建筑的使用安全。而耐根穿刺防水材料可以減少植物根部生長破壞屋面的防水涂料，并且還能夠控制屋面植物根部的向外防水涂料生長，進而保證了屋面的安全性。

3 種植屋面用耐根穿刺防水卷材試驗

（1）試驗時間：2017年7月~2019年7月（第1批）；2018年7月~2020年7月（第2批）。（2）2試驗樣品及數(shù)量。2017年（第一批）共有36個試驗室。試驗箱的序列號為1號、2號、3號……36號，其中4號和6號、9號和27號為對照箱。

2018年（第2批）的測試中共有44個測試箱，按試驗箱序號依次是1號、2號、3號……44號，其中，19號、20號、25號、36號為對照箱。

（3）檢驗方法。每6個月使用透明底部察看測試盒的潮濕處，是不是有根穿刺情況的產生；每年記錄在試驗箱和對比箱內的試用植株的平均生長量，方法是記下試用植株的高度和（20±2）厘米的干莖的均勻直徑，并比較試用植株的平均生長量，高度或干莖直徑都必須要超過對比箱內的80%。

4 結果

2017年（第一批）試驗結束6個月后，進行了現(xiàn)場試驗，發(fā)現(xiàn)了18號、20號和36號試驗室的植物滲透試驗樣品；在一年內進行了田間試驗，發(fā)現(xiàn)試驗箱中3號和31號植物的根系穿透樣品；所有實驗均在兩年內完成。通過現(xiàn)場檢測和統(tǒng)計，被測植物的生長量超過了控制箱的80%，因此確定所有測試均已實際測試。通過分析可穿透性試驗箱，防水工藝表面、無縫角度和連接點容易穿透或從植物根部穿透。在本實驗中測得的所有零件都是最容易鉆根的關鍵零件。因此，在防水材料用于大規(guī)模鋪設種植屋頂之前，首先進行植物根系鉆孔試驗是非常必要的。

2018年（第2批）的試驗，截止到2019年7月共完成了2次半月度觀察和一年的生長量記錄和比較。其中，No.28試驗箱中的一株植物在2019年5月死去，該試驗箱將繼續(xù)保留以便觀察該種防水材料給植物帶來的影響。

2018年（第2批）試驗一年的成績如下。

首先，在四個試驗箱的底部進行檢查，發(fā)現(xiàn)植物的根部穿透并進入陶粒的濕土層，厚度約為5 cm。通過實驗箱底部的有機玻璃可以清楚地看到植物根系的生長狀態(tài)。

其次，所有試驗箱都沒有根穿刺現(xiàn)象發(fā)生。但是，部分試驗箱中植物生長出現(xiàn)了異常，觀察結果如下：

（1）No.35、No.37試驗箱中植物葉片小，而No.12、No.23試驗箱不僅植物葉片小，還表現(xiàn)為葉片稀疏。（2）No.15和No.26試驗箱植株葉片細小，簇狀生長，新梢側枝短小，不足對照樣本的1/3，但老枝較粗壯、發(fā)黑。（3）No.18試驗箱植物開花較多，果實也較多。（4）No.27和No.40試驗箱底部發(fā)黑、發(fā)霉，并伴有強烈惡臭。

2018年10 月下旬，No.9、No.12、No.21、No.22、No.35和No.37共6個箱中的所有植物，均曾發(fā)生過焦葉、卷葉現(xiàn)象，No.35箱中植株的枝條頂端葉片均干枯或掉落。

5 分析與討論

從2018年的（第2批）測試結果來看，部分參試廠家的試驗箱內植株生長狀況出現(xiàn)了不同程度的異常情況，如葉子縮小、葉片稀疏、小葉變異或簇生、分枝矮化粗壯等，尤其No.15和No.26試驗箱內的植株生長變異比較明顯。

通過植株葉子變小、葉片稀疏的生長情況，可以推斷在這些卷料內存在控制植株生長的物質存在。不過，這種物質的存在究竟能多大程度改變植株的生長發(fā)育、變化能否可逆以及這種物質的存在能否對其他園林植物材料也能產生同樣的影響，這些問題目前還不得而知，需要專門的實驗加以研究。從葉片逐漸變化為簇生和枝條矮化粗壯的情形分析，這種卷料內不但存在控制植株生長發(fā)育的物質存在，而且甚至還可能存在一些激素或藥物導致植株產生基因突變，而這些突變可以成為穩(wěn)定性狀態(tài)遺傳下去，或者為了形成一個新品種，它還需要進一步的動物實驗來證明。與其他植物一樣，這種化學物質是否具有同樣的危害以及危害程度如何，尚需通過實驗進行測試。如果含有這種化學抑制劑的防水工程卷材在播種屋頂上大面積使用，必然會影響整個播種屋頂植物景觀的設計和施工，由此產生的景觀問題也非常困難。因此，在屋頂上種植之前，沒有人知道植物會如何生長。

通過對部分試盒植株開花和結果的較多分析，這些卷材鋪貼內可能存在促使植株生長發(fā)育的化學物質，但這種物質的效果究竟是短暫的還是長期的、多長時間內才有效，尚需通過進一步的測試證明。對種植屋面而言，僅須確保植被能夠健康存活，并不能期待植被迅速繁殖。所以，此類卷材對植被的影響如果是持續(xù)的，其屋面的承載能力也是一項必須謹慎考慮的問題，特別是在設計使用植被類型時，更須將其納入主要考慮問題。

從一些試驗箱的氣味分析來看，防水技術的環(huán)境特性需要改進，否則也會破壞項目的小環(huán)境。通過對上述植被異常生長的分析判斷，如果某些卷材地板要大規(guī)模應用于植物屋頂，必須改變卷材地板的含量，否則這些卷材地板可以用作非植物屋頂。

自2017年推出以來，激進穿刺實驗已連續(xù)三批進行。第三批實驗剛剛開始，沒有觀察到明顯的異常。然而，從2017年（標段1）和2018年（標段2）的兩批試驗中，可以初步得出以下結果：沒有自由基抑制劑或機械根抑制劑的SBS防水輥注定會發(fā)生自由基刺穿；只有機械根塊的SBS防水卷材也可以在接縫處鉆孔；SBS防水卷材加入阻根劑，可提供適量的阻根劑，并不能引起根穿刺現(xiàn)象，但加入量過多的阻根劑則可以引起植株生長失常，甚至死亡；當植株的生長與發(fā)育達不到對照生長量80%以上的情形下，測試則是失敗的，也無法作為耐根部反復穿刺特性的評估。

6 耐根反復穿刺防水材料在種植屋面的應用分析

6.1 耐根穿刺防水卷材應用技術

首先，要對基礎表面進行基本處理，在施工過程中首先要保證防水工程基礎表面必須光滑、干燥、堅實和自凈，一旦建筑基底表面發(fā)生了凹凸不平的狀況時，要利用磨平或者補平的方法來修復，同時針對存在的內棱或者突棱也要及時將其磨圓，在保證建筑基礎表面達到基本施工條件之后，將基礎處理劑均勻地涂刷在建筑基礎上，并等待處理劑的完全風干。然后，針對細部的附屬防水涂料也要做好另外的基本處理，比如在防火隔斷、檐槽、地下水管和三邊的陰陽家角等部位都要根據(jù)有關標準加貼上一層附加專用卷材防水層。在進行普通的防水涂料和阻根防水層的施工時要使用熱融的方法來進行。在使用耐根穿刺防水卷材過程中，針對與卷材防水層的連接部位以及與建筑屋面的轉角區(qū)域要做好合理的搭接，并運用合理的搭設技術來保證搭設材料的品質，以便于發(fā)揮耐根穿刺防水卷材的功效。

6.2 耐根穿刺防水卷材應用注意事項

根據(jù)相應的技術標準和規(guī)范，在實際鋪設工程中，與卷材防水層的連接按兩條上下焊縫、四條垂直螺紋焊縫和一條T形中心焊縫進行，不得在5級以上的強風、雨雪條件下施工，施工溫度必須高于5級以上，用于鋪設穿孔根部絕緣纏繞材料的火焰加熱器噴嘴必須與纏繞材料的防水層和溫度保持一定高度，總加熱必須平衡，以避免過度加熱。為了確保卷材防水層的使用安全，必須避免在院子里使用消防設備，以免發(fā)生緊急情況。在使用防水防根輥或反復穿孔之前，產品必須妥善儲存和處理。在儲存期間，產品必須分開儲存，以防止產品暴露在雨水和陽光下。在搬運和儲存過程中，應采取垂直儲存措施，防止產品儲存超過兩層。產品的一般儲存期約為一年。

7 結語

隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展進程的深入，種植屋面工程在行業(yè)中的分量也會愈來愈大。種植與屋面工程是一項系統(tǒng)工程，需要從工程設計、選料、工藝等的角度全面考察，因此合理地選取和使用耐根穿刺造影防水技術就顯得尤為重要。土壤不是一勞永逸的好材料，但經過合理的系統(tǒng)設計，無論哪一種耐根穿刺造影防水技術都能夠創(chuàng)造精品工程，給人民創(chuàng)造安全優(yōu)良的生存環(huán)境。