一種種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)

劉歡佳 王春澎 沈 龍 胡居中 朱傳琦

中建八局華北分公司 河北 雄安新區(qū) 071799

相對于一般屋面，種植屋面的防水施工為屋面防水與密封子分部工程中的施工難點。傳統(tǒng)的種植屋面防水常采用2層SBS改性瀝青防水卷材進行防水施工。而該方法在實際應(yīng)用中存在較為嚴重的質(zhì)量通病。受限于單一材料特性，該方法在施工中常出現(xiàn)卷材空鼓、滲漏，施工縫后澆帶處理不足，且滲漏點難以處理。而隨著近幾年國家實施JC/T 2428—2017《非固化橡膠瀝青防水涂料》[1]行業(yè)標準以及編制《熱熔橡膠瀝青防水涂料》行業(yè)標準，非固化防水涂料的施工方法和施工要求被更加明確定義，這為非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的施工提供了強力的支持。

根據(jù)GB 50345—2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》[2]，復(fù)合防水層是由彼此相容的防水卷材與防水涂料組合而成的防水層。而非固化復(fù)合防水系統(tǒng)在基于復(fù)合防水系統(tǒng)的定義基礎(chǔ)上，要求防水涂料不可反應(yīng)成膜，從而保持永久蠕變性以滿足其非固化的物理性能要求。非固化復(fù)合防水系統(tǒng)具有黏結(jié)性能強、延伸性強、自愈性強、施工方便的特點。同時，非固化復(fù)合防水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)適應(yīng)性強，可適用于各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)。相對于傳統(tǒng)種植屋面屋面防水做法，非固化復(fù)合防水系統(tǒng)具有更好的防水性能以及防水表現(xiàn)?；谛袠I(yè)趨勢，非固化復(fù)合防水系統(tǒng)作為一種防水新工藝被迅速推廣，并廣泛地應(yīng)用于各種非外露防水工程，種植屋面防水工程，地下結(jié)構(gòu)防水工程，道橋鐵路防水工程，堤壩防水工程以及變形縫等縫隙防水工程。本文將探討不同非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的相關(guān)特點，同時結(jié)合雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目討論種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的實際施工方法，施工質(zhì)控難點及相關(guān)應(yīng)對措施。

1 種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)方案選擇

相對于普通屋面，種植屋面對屋面防水系統(tǒng)具有更高的物理特性及化學(xué)特性要求。種植屋面需直接接觸泥土，同時由于植物生長其根部會刺透屋面層。因此，種植屋面防水層需有耐受植物根部穿刺的特性，即不會因植物根部生長而喪失其防水性能。同時，防水層需可耐受化學(xué)腐蝕與霉菌腐蝕。因此，種植屋面防水層在選材上相對于一般屋面防水層有所區(qū)別。根據(jù)定義，復(fù)合防水層由防水涂料與防水卷材共同組成。因此，針對種植屋面，需從涂料及卷材兩方面討論其材料選擇方案并判斷其復(fù)合效果以獲得最終的復(fù)合方案。

1.1 涂料選擇

種植屋面非固化防水層與普通屋面非固化屋面防水層對防水涂料要求相同，即防水涂料不能反應(yīng)成膜，并保證永不固化。其中，永不固化的標準是要求防水涂料長期保持黏膏狀和優(yōu)異持久的蠕變特性。同時，防水涂料還需滿足JC/T 2428—2017《非固化橡膠瀝青防水涂料》規(guī)范的相關(guān)要求。目前，被廣泛應(yīng)用的蠕變型防水涂料主要有非固化橡膠瀝青防水涂料與熱熔橡膠瀝青防水涂料。其涂料特點見表1。

表1 蠕變型防水涂料特點

1.2 卷材選擇

區(qū)別于普通屋面，種植屋面的防水卷材在滿足其相容性、化學(xué)穩(wěn)定性及防水性的基礎(chǔ)上，其基本性能還需滿足GB 18242—2008《彈性體改性瀝青防水卷材》[3]標準，同時該卷材需通過化學(xué)阻根形成該卷材耐根穿刺的特性。同時，該卷材的應(yīng)用性能和化學(xué)性能需符合JC/T 1075—2008《種植屋面用耐根穿刺防水卷材》[4]規(guī)范要求，并且其環(huán)保安全性需得到FLL認證。目前，常見的防水卷材主要分為瀝青基防水卷材與合成高分子類防水卷材。其中，瀝青基防水卷材包括熱熔聚合物、冷粘和自粘改性瀝青防水卷材，在施工中常用的SBS改性瀝青防水卷材可視為熱熔聚合物改性瀝青防水卷材。而合成高分子防水卷材主要包含橡膠類防水卷材與塑料類防水卷材。各卷材特點見表2。

表2 防水卷材特點

1.3 防水系統(tǒng)復(fù)合效果標準

防水卷材與防水涂料需根據(jù)二者的復(fù)合效果選擇相應(yīng)的復(fù)合方案。復(fù)合效果需根據(jù)2種材料的相容性與復(fù)合后防水層的耐久性進行判斷。材料的相容性要求防水卷材與防水涂料間不能產(chǎn)生不良的物理和化學(xué)作用，同時材料之間具有較好的黏結(jié)性能。而防水層的耐久性要求防水層在使用過程中，在內(nèi)、外部因素作用下，經(jīng)久不破壞，依舊保持其良好的防水功能的性質(zhì)。材料的相容性可通過觀察應(yīng)用過程中是否存在卷材變色，析出有害油分或小分子物質(zhì)以及黏結(jié)困難的情況。而針對復(fù)合防水系統(tǒng)的耐久性需對防水層分別進行加熱、紫外線以及浸水等老化處理。處理要求是在材料黏合后標干燥箱，紫外線箱以及23 ℃水中老化處理21 d，最后對比測試防水層的剝離強度。

實際上，復(fù)合防水系統(tǒng)的相容性以及耐久性一直以來是業(yè)內(nèi)學(xué)者的研究方向。張陸陽等[5]通過測試不同材料復(fù)合后的附著力后發(fā)現(xiàn)，高分子防水卷材與水性高分子防水涂料相容性較好，而與瀝青防水涂料相容性較低。胡沖等[6]分別對SBS改性瀝青防水卷材與熱熔性瀝青基防水涂料復(fù)合防水系統(tǒng)和SBS改性瀝青防水卷材與非固化橡膠瀝青防水涂料復(fù)合防水系統(tǒng)進行上述耐久性測試發(fā)現(xiàn)，非固化橡膠瀝青防水涂料與SBS改性瀝青防水卷材的相容性更好，其復(fù)合體系的耐久性更佳。

因此，綜合材料選擇方向和試驗復(fù)合結(jié)果，非固化橡膠瀝青防水涂料與SBS改性瀝青防水卷材組成的非固化復(fù)合防水系統(tǒng)在滿足材料要求與復(fù)合效果要求的基礎(chǔ)上，可以作為種植屋面的防水層施工方案。然而，種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)缺少相關(guān)規(guī)范對其施工進行規(guī)范與指導(dǎo)，同時現(xiàn)場施工情況復(fù)雜，這也導(dǎo)致即使復(fù)合防水系統(tǒng)滿足要求，在現(xiàn)場實際應(yīng)用過程中依舊無法達到預(yù)期效果。因此，種植屋面的非固化防水系統(tǒng)的具體應(yīng)用方法、施工難點及應(yīng)對措施應(yīng)結(jié)合施工實際情況進行討論。本文將以雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目為案例進行相關(guān)的討論研究。

2 種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)應(yīng)用研究

2.1 工程概況

雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目位于雄安新區(qū)容東片區(qū)西部，雄安市民服務(wù)中心北側(cè)。其建筑面積為104 000 m2，建筑功能集辦公、酒店、商業(yè)等眾多業(yè)態(tài)于一體。該項目主體由地下2層、地上3棟塔樓以及2棟4層裙樓組成，其中B座塔樓為16層，最大建筑高度達到80 m。雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段主體結(jié)構(gòu)為雄安第一高樓，建成后將極大程度上代表雄安新區(qū)的城市形象，同時，其地處雄安新區(qū)，建成后為新區(qū)前期建設(shè)提供急需的商務(wù)配套功能，因此，該項目政治定位起點高。同時，該項目工期緊，質(zhì)量要求高，需確?！鞍矟?，爭創(chuàng)“魯班獎”。

2.2 種植屋面防水設(shè)計

雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目的裙樓屋面設(shè)計為花園式種植屋面。其防水層應(yīng)用種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)，并采用倒置式屋面防水結(jié)構(gòu)。在非固化防水系統(tǒng)中，相對于正置式屋面，其施工難度較低，同時倒置式屋面防水系統(tǒng)直接接觸結(jié)構(gòu)層，通過形成致密的防水層抵御結(jié)構(gòu)層的細小變形、裂縫。同時，其優(yōu)異的蠕變和自愈性可防止竄水現(xiàn)象發(fā)生。因此，在種植屋面非固化防水系統(tǒng)施工過程中，倒置式屋面防水是一個更加合理的選擇。

雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目裙樓種植屋面防水設(shè)計等級為Ⅰ級，同時采用耐根穿刺防水卷材與非固化橡膠瀝青防水材料復(fù)合防水設(shè)計，屋面具體做法如圖1所示。

圖1 屋面做法

2.3 施工工藝

項目基于屋面工程防水設(shè)防等級要求，嚴格落實GB 50207—2012《屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范》[7]、GB/T 50378—2019《綠色建筑評價標準》[8]及相關(guān)規(guī)定。該項目種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的具體施工工藝流程為：基層處理→涂料加熱→節(jié)點部位加強處理→彈線、定位→卷材預(yù)鋪→防水涂料施工→鋪貼耐根穿刺防水卷材→自檢、驗收。

2.3.1 基層清理

施工前需清除基層上的塵土、雜物、油污和浮漿等。針對施工區(qū)域揚塵、風(fēng)沙較多的情況，需采用高壓空氣吹塵或吸塵器吸塵。為達到涂料與基層滿粘的效果，對基層明顯缺陷部位需采用1∶3水泥砂漿進行補強處理。同時，基層陰角處需做成半徑≥50 mm的圓弧或45°坡腳，陽角處需做成半徑為20 mm的圓弧。當基層條件較差時，可在基層上用滾筒均勻涂刷基層處理劑，如水性乳化瀝青等。同時，在涂刷過程中保證先遠后近，先里面后平面的原則，保證基層無麻點、露底現(xiàn)象。

2.3.2 涂料加熱

非固化橡膠瀝青防水涂料在施工使用前需放于加熱罐系統(tǒng)中，并設(shè)置油溫在160～180 ℃范圍內(nèi)，持續(xù)加熱1～2 h，期間不斷攪拌使涂料溶解為液態(tài)。待非固化橡膠瀝青防水涂料達到特定溫度時方可進行施工，其中，噴涂方法要求防水涂料溫度不低于140 ℃，刮涂方法要求防水涂料溫度不低于120 ℃。實際上，非固化涂料加熱溫度不宜過高，以防聚合物分解，影響到材料性能。同時，施工時的涂料溫度不宜過高，以防止防水涂料一次無法成形。在施工過程中若遇到涂料溫度降低，應(yīng)再次加熱以達到指定溫度要求。

2.3.3 節(jié)點部位加強處理

在屋面防水層大面積施工前，需對屋面結(jié)構(gòu)細部節(jié)點進行加強處理。處理結(jié)構(gòu)種類主要有管根、陰陽角、預(yù)埋件、施工縫及后澆帶等易滲漏部位。為保證加強節(jié)點的防水施工效果，對細部節(jié)點需手工刮涂2 mm厚非固化橡膠瀝青防水涂料后再鋪貼SBS改性瀝青防水卷材作為加強層，其寬度需超過500 mm。同時，在大面積防水層施工完成后，對細部節(jié)點的薄弱防水部位也需對卷材做加強處理。

2.3.4 彈線定位及卷材預(yù)鋪

基于防水卷材的鋪設(shè)方向與卷材卷度，在基層上依據(jù)工作面的情況，以分格的方式依次彈出控制線，從而確定非固化橡膠瀝青防水涂料的噴涂或刮涂區(qū)域。其中，每個分格長度為5 000 mm，寬度為920 mm，面積為4 600 000 mm2。彈線定位后需根據(jù)放線區(qū)域形狀對卷材進行裁剪，完成后方可進行實際鋪貼，以保證卷材鋪貼順直。同時，在大面積鋪貼前，需將防水卷材自然松弛地攤開，釋放卷材內(nèi)部應(yīng)力，并按照控制線擺放、試鋪。在試鋪過程中需保證長短邊搭接寬度均為100 mm，相鄰卷材的短邊搭接縫應(yīng)錯開500 mm且不小于幅寬的1/3。在確定卷材鋪貼位置后需將防水卷材由兩端向中間回卷。

2.3.5 防水涂料施工

根據(jù)施工結(jié)構(gòu)部位的不同，針對非固化橡膠瀝青防水涂料，可分為噴涂和手工刮涂。其中，噴涂適用于屋面平立面部位，而手工刮涂適用于狹窄區(qū)域及細部節(jié)點。對于種植屋面，無論采用噴涂施工或是手工刮涂，非固化橡膠瀝青的涂布厚度均需達到2 mm，用量在2.5～2.8 kg/m2范圍內(nèi)。對于手工刮涂施工，工人在作業(yè)時需做好安全防護措施，將防水涂料用涂料專用器皿倒在既定的彈線區(qū)域內(nèi)。工人需用刮板刮涂均勻，保證防水涂料無流淌、鼓包現(xiàn)象。而對于噴涂施工，應(yīng)在防水涂料溫度達到140 ℃時，用噴槍將涂料均勻地噴涂在平立面基層上，噴嘴與基層面應(yīng)呈90°夾角，保證一次噴涂成膜，并達到既定的噴涂厚度。防水涂料涂布完成后應(yīng)采用針測法檢測涂層厚度，對于不達標的工作區(qū)域應(yīng)進行加強處理。

2.3.6 鋪貼耐根穿刺防水卷材

在非固化防水涂料施工完成后的3 min內(nèi)需立即進行4 mm厚耐根穿刺防水卷材施工。在鋪設(shè)過程中應(yīng)沿著定位線采用熱熔法滾動鋪設(shè)防水卷材，使卷材與防水涂料黏結(jié)在一起，形成整體，以確保防水效果。在大面積防水卷材鋪貼時，卷材需保持順直、平整、無褶皺。在鋪貼過程中，卷材的搭接要求需滿足預(yù)鋪時的搭接要求，同時搭接縫應(yīng)順水流方向，并應(yīng)減少卷材短邊搭接。卷材搭接縫處應(yīng)采用熱熔黏結(jié)，作業(yè)人員需用噴燈充分烘烤將卷材涂蓋層熔融，并采用金屬壓輥緩壓卷材搭接邊以使卷材粘貼牢固。壓輥后需保證邊緣擠出熔融瀝青并形成寬2～5 mm的均質(zhì)非固化瀝青條，從而達到封閉接縫口的目的。封邊完畢后，可采用非固化橡膠瀝青防水涂料沿卷材接縫處涂刷寬100 mm以進行加固。針對防水卷材密封收口處需用金屬壓條和鋼釘進行固定，并使用密封膏進行密封。

2.3.7 自檢、驗收

防水層施工完畢后，首先需進行自檢，自檢要重點檢查卷材的完整性以及細部節(jié)點如水落口、出屋面管道等的施工完整性。自檢合格后需上報監(jiān)理單位，并組織建設(shè)單位和監(jiān)理單位進行驗收。同時，再進行淋水試驗，檢查無滲漏和滴水現(xiàn)象，保證驗收合格后再進行下一道工序的施工。

2.4 施工難點及應(yīng)對措施

雖然非固化復(fù)合防水系統(tǒng)作為一種防水新工藝被廣泛應(yīng)用，但是由于其缺少準確的行業(yè)規(guī)范對其施工進行指導(dǎo)，同時對于復(fù)合防水系統(tǒng)還處于研究階段，這意味著，該施工工藝并不完全成熟。因此，在施工過程中非固化復(fù)合防水系統(tǒng)存在一定的施工難點和質(zhì)量通病。本文結(jié)合雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目實際施工情況，討論該項目中存在的施工難點以及相應(yīng)的應(yīng)對措施。

2.4.1 防水卷材滑移

非固化瀝青防水涂料因其優(yōu)異的蠕變性與永不固化的特性，在外部應(yīng)力作用下會發(fā)生流動，從而產(chǎn)生一定的位移。同時，該項目現(xiàn)場屋面防水層施工是在室外環(huán)境中進行的，太陽會對防水層進行直接照射，而在這種情況下，陽光直射會增強防水涂料的蠕變性，從而增大其位移。因此，防水卷材在種植屋面施工過程中存在滑移現(xiàn)象[9-17]。

針對這種現(xiàn)象，作業(yè)人員在防水層施工過程中應(yīng)提高施工效率，同時加強防水層保護工作，保證保護及時、保護措施到位。同時，針對已發(fā)生滑移的卷材，作業(yè)人員應(yīng)剔除，在接縫處重新鋪貼卷材，并在外露3 m范圍內(nèi)加設(shè)壓條，并用寬度不小于15 cm的SBS卷材于壓條上滿粘覆蓋。

2.4.2 卷材縮邊

雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目種植屋面施工正值冬季。當氣溫回暖，積雪融化，屋面所處環(huán)境潮濕并與水直接接觸，水蒸氣會留存于結(jié)構(gòu)層中。溫度升高，結(jié)構(gòu)層潮濕氣體膨脹會引起屋面卷材受拉開裂。同時，屋面作業(yè)是在室外環(huán)境中進行的，陽光直射會提高防水涂料的蠕變性。

在一定情況下，外部活動會導(dǎo)致卷材接縫處產(chǎn)生集中應(yīng)力，其中卷材長邊為應(yīng)力釋放方向，卷材短邊為應(yīng)力的作用方向。因此，在應(yīng)力作用下，防水卷材沿短邊方向逐步開裂，即縮邊現(xiàn)象。

一旦在現(xiàn)場施工中出現(xiàn)卷材縮邊現(xiàn)象，可以將接縫處理方式改為先長邊焊接，短邊搭接加寬并放空，3 d后再進行短邊焊接，同時，卷材在鋪設(shè)前應(yīng)張開以充分釋放應(yīng)力。同時針對已縮邊脫口的卷材，應(yīng)在其短邊進行增寬搭接處理，并在短邊搭接處滿粘鋪貼1道寬度不小于30 cm并延伸過長邊不小于30 cm的SBS防水卷材。

3 結(jié)語

傳統(tǒng)的種植屋面防水常采用2層SBS改性瀝青防水卷材進行防水施工。該方法質(zhì)量通病嚴重，常導(dǎo)致卷材空鼓滲漏，施工縫后澆帶處理不足，且滲漏點難以處理。非固化復(fù)合防水系統(tǒng)作為一種屋面防水新工藝，以其黏結(jié)性能強、延伸性強、自愈性強、施工方便的特點被廣泛應(yīng)用。在種植屋面防水層施工方面，非固化復(fù)合防水系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)做法有更好的防水性能及防水表現(xiàn)[18-19]。

本文從防水涂料、防水卷材以及二者的復(fù)合效果，討論種植屋面非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的選材方案。根據(jù)本文分析討論結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對于種植屋面的非固化復(fù)合防水系統(tǒng)，選用非固化橡膠瀝青防水涂料以及SBS改性瀝青防水卷材的復(fù)合方案具有更好的相容性與耐久性，更加符合種植屋面防水層的實際使用需求。

針對非固化復(fù)合防水系統(tǒng)的實際應(yīng)用，本文結(jié)合雄安商務(wù)服務(wù)中心三標段項目進行討論并提供了詳細的施工工藝流程。同時，本文結(jié)合該項目的施工實際闡述了種植屋面防水層施工發(fā)生防水卷材滑移與防水卷材縮邊的原因并提供了相應(yīng)的應(yīng)對措施。