现代建筑工程中的屋面防水技术与应用

王玉虎

（北京铁研建设监理有限责任公司，北京 102600）

1 概述

屋面漏水是现代建筑工程一类常见的质量问题，不仅直接影响了建筑物使用者的使用感受，给用户也造成了许多的使用麻烦，同时会对建筑自身结构造成一定的侵蚀损害，甚至威胁建筑整体的使用性能和使用安全。在这种环境背景下，如何加强屋面防水施工有效性，科学降低屋面防水问题的不良影响，成为现代建筑单位必须面对和解决的现实问题。本文基于北京某建筑屋面，对其屋面复合防水层方案进行了优化设计，并对其在实际中的应用进行了研究。

2 屋房屋建筑渗漏的危害

房屋如果发生了漏水问题，就会给人们的日常生活带来影响，通常情况下，渗漏问题大多发生在厨房以及建筑顶层屋面等地方，这种特殊区域极容易反复出现顶屋面积水、渗漏严重等情况，还可能会造成屋面墙壁表面上出现渗水起皮和膨胀鼓泡等现象，更严重的甚至还直接导致房屋吊顶和天花板严重变形，给人们的居住生活环境造成很大影响。漏水产生的水蒸气会渗入墙壁中，也会腐蚀墙壁中的水管电缆，引起断线或者短路等问题，同时墙面长期遭受水蒸气的危害，其硬度也会降低，削弱了房屋的完整性和抗震性，降低房屋的使用寿命。

3 屋面复合防水层方案优化设计

3.1 试验用防水材料

在GB50345-2012《屋面工程技术规范》中，提出复合防水屋面中的防水材料相容性要良好，也就是相邻两种材料间相互不会有有害的化学作用、物理作用的性能产生。原因是两种材料具有良好的相容性，两者间才能粘结牢靠；反之，则会脱胶开口、粘结不牢，甚至会有相互间的化学腐蚀发生，这样会破坏防水层。试验选用相容性较好的多种性能优异防水材料，防水材料施工厚度参照12J201《国家建筑标准设计图集》、GB50345-2012《屋面工程技术规范》中的《平屋面建筑构造》。表1 为选用的防水材料及施工方法。

表1 防水材料和施工方法

3.2 试验构建设计

试验主要考虑雨水、温度对防水层的影响，试件设计根据GB50345-2012《屋面工程技术规范》、12J201《平屋面建筑构造》，结合贴近实际的原则设计试件。试件设计分为防水层设计、试件结构设计。

3.2.1 结构设计。根据试验设备对构件尺寸要求，确定板三维尺寸；3605mm×2605×1505mm，设备厚305mm，基础长2905mm。混凝土抗渗等级为P8，强度等级为C30，梁、板水平钢筋全部采用HRB335 级普通钢筋，湿筋则选择HRB235 级钢筋。构件采用整体绑扎钢筋、立模，制作采用一次浇筑成形方式进行。

3.2.2 防水层设计。采用多道设防防水层，若复合材料收缩率、膨胀具有较大差异，在在温度作用下，界面会有剪切应力产生，在复合界面处有剥离发生，若表面材料发生破裂，则易在复合界面进水、窜水，这会对防水层的整体性能造成影响。因此，根据柔性防水材料、刚性防水材料相结合，涂料防水、卷材防水相结合原则，试验构件采用两类防水组合形式：第一类FS1、FS2 和FS3 使用的是刚性材料+涂膜+卷材的形式；第二类FS4、FS5 和FS6 使用的是涂膜+刚性材料+卷材的形式。表2 为各试件防水层的具体做法。

表2 各试件防水层做法

3.2.3 应变片粘贴位置。每个试件站的应变片贴6个，分为两层：第一层在最上层防水卷材的上表面粘贴；第二层在混凝土板上表面粘贴。图1 为应变片粘贴位置。

图1 应变片粘贴位置

3.3 试验数据

3.3.1 防水卷材的应变随温度的变化。选取试验升温、淋雨、静置85 个循环中最后一个循环数据，在试验开始时，应变为0，随着升温、淋雨条件变化，会使温度发生改变，防水卷材应变随之发生改变，图2 为卷材温度的应变。

图2 卷材温度应变

由图2 可知，防水卷材膨胀随着温度的升高会有应变产生，当进行到3.5h 时，此时卷材表面温度具有最大值，同样，卷材应变达到最大值；温度在试件淋雨后下降快速，因温度升高，引起卷材膨胀又开始回缩，从而使卷材应变减小。

3.3.2 混凝土的应变随温度的变化。选取试验升温、淋雨、静置85 个循环中最后一个循环数据，应变在试验开始时为0，温度随着升温、淋雨条件变化而发射改变，此时混凝土板上表面应变发生改变，图3 为混凝土板温度应变。

图3 混凝土板温度应变

由图3 可知，混凝土膨胀随着温度的升高会有应变产生，当进行到3.5h 时，混凝土板上表面温度具有最大值，此时应变同样具有最大值。在试件温度在淋雨后下降快速，因升温引起混凝土的膨胀又开始回缩，此时应变随之减小。

3.4 不同卷材铺贴在相同材料上时温度与应变关系

FS1、FS2、FS3 使用的是刚性材料+涂膜+卷材的防水形式，TPO、EPDM、SBS 三种防水卷材全部在相同材料的柔性防水层铺贴，柔性防水层为单组份聚氨醋涂料防水层，对于三种卷材而言，其与柔性涂料层间具有不同的粘结方式，卷材本身物理化学性能存在差异，随着温度改变，防水卷材温度应变相互间差异较大，表3 为铺贴在柔性材料上时防水卷材的温度与应变。

表3 铺贴在柔性材料上时防水卷材的温度与应变

由表3 可知，在相同的涂料防水层上铺贴时，随着温度的改变，SBS 卷材具有最大的应变，为349με。高分子卷材TPO、EPDM 的应变则较小，分别为203με、243με。在单组份聚氨醒涂料防水层上铺贴时，TPO 卷材具有最小的温度应变。FS4、FS5、FS6 使用的是涂膜+刚性材料+卷材的防水形式，TPO、EPDM、SBS 三种防水卷材全部在相同材料的刚性防水层兼找平层铺贴，也就是在聚合物防水砂浆层上铺贴。因粘结方式不同，三种卷材和找平层层间及卷材本身物理化学性能也存在差异，防水卷材温度应变随着温度改变差异很大，表4 为铺贴在刚性材料上时防水卷材的温度与应变。

表4 铺贴在刚性材料上时防水卷材的温度与应变

由表4 可知，在相同的刚性防水层上铺贴时，随着温度变化，SBS 卷材具有最大的应变最大，为292με；高分子卷材TPO、EPDM 则具有较小的应变，分别为168με、189με。在聚合物防水砂浆层上铺贴时，TPO卷材具有最小的温度应变。在聚氨醋涂料层或聚合物砂浆层上铺贴时，TPO、EPDM、SBS 三种防水卷材随着温度的改变，TPO 卷材温度应变则最小。

3.5 相同卷材铺贴在不同材料上时温度与应变关系

在FS1、FS4 采用TPO 卷材，FS2、FS5 采用EPDM 卷材，FS3、FS6 采用SBS 卷材。由表3、表4 可知，对于TPO卷材温度应变而言，在刚性材料上（168με）铺贴比在柔性材料上铺贴要小（203με）；对于EPDM 卷材温度应变来说，在刚性材料上（189με）铺贴比在柔性材料上（243με）铺贴要小；对于SBS 卷材的温度应变而言，在刚性材料上（292με） 铺贴比铺贴在柔性材料上（349με）铺贴要小。在聚合物防水砂浆刚性材料上，相同卷材铺贴温度应变比在单组份聚氨酷柔性材料上铺贴的温度应变要小。

4 建筑屋面防水问题的防治措施

4.1 施工环境

目前市场上多数高分子防水材料的粘结性在低温环境下会降低，不利于防水材料的铺贴。同时因为温度过低屋面材料上会形成凝结水滴，这些水分可能会在施工过程中覆盖在防水材料下，降低防水材料与屋面材料之间的粘结性，并且产生严重的影响，在后期的蒸发、凝结过程中会导致防水材料的密结性的降低，严重的情况下甚至会导致防水材料的脱落。所以在屋面防水系统的施工活动中要尽量避免在低温环境下施工，并且在施工前后都要对屋面材料表层的水汽进行彻底的处理。在某些特定的气候环境下如雨雪天气、强风天气、雾霾天气等特殊气候条件下，也不适合开展屋面防水施工。

4.2 隔离层

屋面防水系统施工应该从屋面排水的集中点、节点和附加层等位置开始，按照由低到高的顺序进行施工，保证在垂直方向上位置较低的卷材先铺贴位置较高的卷材后铺贴，利用卷材的边缘将下层卷材盖住，形成一种类似于瓦的铺叠状态，保证屋面防水系统总体上较高的防水性能。在女儿墙等屋面防水环节的施工中，应该如图4 所示将防水卷材的尾部铺贴在女儿墙上，在屋面与墙体的结合部位设置一个弯曲结构，保证屋面防水系统的整体性，同时在这一弯曲部位设置附加层以保证弯曲部位的强度和耐久性。

图4 屋面防水系统女儿墙收头做法示意图

这种创新的主要目的是通过采用效果更好且价格便宜的材料来提高房屋防水和保温等的复合能力，同时这样的设计可以满足国家节能设计标准。聚乙烯泡沫板具有良好的保温和抗紫外线能力，可以作为有效的保护主体结构的材料进行使用，水泥蛭石作为屋顶材料，具有保温、隔热、吸音、耐冻蚀的特点，可以有效的提高房屋防水层的持久性，在长时间浸水的环境下，水泥蛭石也可以提供一定的吸水性，降低渗漏风险。而C20 防水细石混凝土作为第一层防水材料可以产生有效的防水效果，同时能够对下方防水层起到保护作用，并且在极低温度下保持稳定性而加入防水剂可以更好的加强防水作用。通过这种创新方式，屋面的防水、防火和稳定性可以得到较大的提高。

5 结论

本文从建筑屋面防水施工技术入手，就其当前存在的施工技术应用问题和应用进行分析并对传统的防水层设计进行优化，得出如下结论：

5.1 防水卷材膨胀随着温度的升高会有应变产生，当进行到3.5h 时，卷材应变最大值；温度在试件淋雨后下降快速，卷材应变减小。

5.2 在相同的涂料防水层上铺贴时，随着温度的改变，SBS 卷材具有最大的应变，为349με。高分子卷材TPO、EPDM的应变则较小，分别为203με、243με。在相同的刚性防水层上铺贴时，随着温度变化，SBS 卷材具有最大的应变最大，为292με；高分子卷材TPO、EPDM则具有较小的应变，分别为168με、189με。

5.3 根据分析，提出建筑屋面防水问题的防治措施，包括施工环境和采用的隔离层等的要求，从而使屋面的防水、防火和稳定性得到较大的提高。