[提要]本文通過對目前常見的屋麵工程外防水作法的認識和探討,提出了結構自防水是屋麵防水設防的關鍵因素,並給出屋麵結構防水的若幹原理和相關要素,以及在實際工程中應用的例子。
[關鍵詞]屋麵外防水 結構自防水 原理 運用
1 屋麵防水體係的曆史與現狀
住宅是人居住的場所,它除了具有能夠供人居住的功能外,還有防風、防曬、保溫、防雨、抗滲等最原始,最基本的功能,並且隨著人類文明進步和科學的進程人們對居住的房子――生sheng存cun及ji工gong作zuo場chang所suo的de建jian築zhu基ji本ben功gong能neng也ye提ti出chu了le越yue來lai越yue高gao的de要yao求qiu,其qi中zhong抗kang滲shen防fang水shui功gong能neng是shi人ren們men一yi直zhi在zai努nu力li苛ke求qiu的de功gong能neng之zhi一yi。其qi中zhong砼tong結jie構gou防fang水shui從cong最zui初chu的de簡jian單dan的de結jie構gou自zi防fang水shui逐zhu步bu過guo渡du到dao以yi砼tong結jie構gou外wai防水材料設防的變化,九十年代以前的傳統的砼結構外防水作法是以我國傳統的石油瀝青紙胎油氈為主的屋麵防水設防,九十年代後出現高聚物改性瀝青防水材料和合成高分子防水材料,近年來更是開發出了各種品種繁多的其他高科技術防水材料。並且在使用過程中視屋麵的防水重要性出現了複合防水設防體係的作法,如防水塗料與胎布、防水塗料與卷材以與剛性防水屋及壓型鋼板等複合防水作法,使屋麵防水作法不斷更新和提高。由於過份重視屋麵結構外防水,目前衡量屋麵防水等級主要依據外防水的耐用年限,以此劃分屋麵防水dengji,zhezhonghuafenbushejiwumianjiegouzifangshuibenshen,yincirongyishirenchanshengjiegouzifangshuibingmeiyoujutideqiangzhixingguidingdecuojiao。ershijishangjiegouzifangshuishizuiguanjiandeyidaofangshuixian,shejiyushigongfangmianyingjiugongchengjiegoujishigongdejutiqingkuangjinxingshenrudeshejiyushigongkaoliang,cainengyouzhenduixingdichulihaotongjiegouzifangshuiwenti,zhiyoujiangjiegouzifangshuidefangzaidiyiyaosudeweizhi,zhengge屋麵防水體係才能作到剛柔並濟,多道設防,防排結合,綜合治理的效果,達到設計和使用的初衷。
2 屋麵防水等級的劃分及實踐情況
目前新頒布的《屋麵工程技術規範GB50345-2004》根據建築物的性質,重要程度,使用功能的要求以及防水層耐用年限將屋麵防水劃分為四個等級。對於一般的工業與民用建築,屋麵防水等級為Ⅲ級,防水層的耐用年限為10年,以此作為屋麵防水設計、施工和使用要求的標準。姑且卷材防水層能保證10年內不發生屋麵滲漏現象,而10年後屋麵的防水就隻能靠結構自身了,而一幢建築的使用壽命均在50年以上,這就顯示出結構自防水作為屋麵防水體係中的第一要素的地位了。
從福州市使用情況看, 有相當多的屋麵防水層未到設防年限就已發生了滲漏現象,主要表現為兩種情況:其一為防水層空鼓、脫層、破損,隻要防水層發生局部破損,就可以發生全麵滲入現象,這在那些柔性防水層采用空鋪、點鋪的施工方法中也很常見,此時的柔性防水體係尤如“萬裏長城”一樣,隻要一點被突破,就全線失效了,如果屋麵砼結構已發生裂縫現象,則滲漏視砼結構的裂縫開展情況不可避免地產生了;其二是在大部分防水層與結構層粘結良好,容易發生因砼屋麵結構層動態的伸縮和彈(塑)性的開裂造成柔性防水層破損現象,這就是“零變位現象”,使得防水層發生瞬間的開裂現象,尤其在柔性防水層與屋麵結構層緊密結合的情況下。當反複進行這種變化時,防水層就容易出現破損,其主要的預防措施 也是在提高結構自防水性能、減少引發結構出現裂縫現象的諸因素的作用。
由you於yu砼tong結jie構gou是shi彈dan塑su性xing體ti,在zai溫wen差cha的de作zuo用yong下xia必bi然ran會hui發fa生sheng自zi然ran的de伸shen縮suo作zuo用yong,但dan是shi我wo們men必bi須xu限xian製zhi結jie構gou體ti產chan生sheng集ji中zhong的de過guo大da的de拉la伸shen作zuo用yong的de出chu現xian,即ji過guo大da的de裂lie縫feng現xian象xiang,這zhe就jiu必bi須xu在zai提ti高gao設she計ji和he施shi工gong水shui平ping時shi,另ling外wai尋xun找zhao更geng好hao的de辦ban法fa克ke服fu屋wu麵mian結jie構gou的de先xian天tian性xing的de自zi身shen的de薄bo弱ruo環huan節jie,提ti高gao結jie構gou自zi防fang水shui功gong能neng。
3 屋麵結構自防水的原理分析與控製措施
從cong曆li年nian的de工gong程cheng實shi踐jian看kan,影ying響xiang結jie構gou自zi防fang水shui主zhu要yao的de因yin素su有you結jie構gou體ti的de密mi實shi性xing和he結jie構gou的de裂lie縫feng,近jin年nian來lai工gong程cheng實shi踐jian表biao明ming屋wu麵mian砼tong結jie構gou的de裂lie縫feng是shi影ying響xiang到dao結jie構gou自zi防fang水shui的de關guan鍵jian因yin素su。這zhe種zhong裂lie縫feng是shi隨sui著zhe外wai界jie環huan境jing的de變bian化hua而er變bian化hua,並bing且qie與yu結jie構gou本ben身shen的de剛gang度du與yu物wu理li性xing能neng有you關guan係xi,隻zhi要yao分fen析xi清qing楚chu結jie構gou裂lie縫feng發fa生sheng的de機ji製zhi,有you效xiao地di控kong製zhi住zhu微wei裂lie縫feng的de發fa生sheng,就jiu能neng有you效xiao地di保bao證zheng了le結jie構gou體ti的de密mi實shi性xing,從cong根gen本ben上shang堵du住zhu了le結jie構gou的de滲漏通tong道dao。使shi砼tong結jie構gou產chan生sheng裂lie縫feng的de諸zhu因yin素su均jun能neng在zai屋wu麵mian結jie構gou中zhong出chu現xian,但dan有you別bie於yu其qi他ta結jie構gou裂lie縫feng發fa生sheng的de情qing形xing,屋wu麵mian裂lie縫feng有you它ta自zi己ji持chi殊shu的de作zuo用yong條tiao件jian和he機ji理li,主zhu要yao表biao現xian在zai以yi下xia五wu個ge方fang麵mian。
(1)屋蓋的剛度對抵抗溫度應變所產生的裂縫的作用
wumianjiegouzhijiechengshouzherishaiyulin,shitianqizhalengzharezuizhijiedeganshouzhe,duiwendudebianhuashifenmingan。qiyi,wumiantongjiegoucengshoulieripushaishi,biaomianchanshengzhangli,bingbiaoxianchulexiangriyimianqigongxianxiang,biaomianrongyichuxianchaochuchangtaideliefeng,wenduyuegao,liefengkuanduyueda:結jie構gou剛gang度du越yue小xiao,起qi拱gong越yue大da,裂lie縫feng越yue寬kuan。其qi二er,當dang溫wen度du過guo低di時shi,結jie構gou體ti則ze出chu現xian收shou縮suo現xian象xiang,通tong常chang裂lie縫feng容rong易yi沿yan著zhe平ping行xing於yu屋wu麵mian現xian澆jiao板ban短duan方fang向xiang開kai展zhan,並bing且qie隨sui著zhe溫wen度du的de變bian化hua而er變bian化hua,此ci時shi如ru果guo結jie構gou體ti內nei配pei筋jin率lv不bu夠gou,斷duan麵mian或huo剛gang度du不bu足zu,就jiu容rong易yi出chu現xian過guo寬kuan的de裂lie縫feng。當dang屋wu麵mian結jie構gou由you於yu自zi身shen剛gang度du和he抗kang力li不bu足zu,在zai溫wen差cha反fan複fu無wu常chang的de作zuo用yong下xia其qi裂lie縫feng的de寬kuan度du變bian化hua會hui越yue來lai越yue敏min感gan,則ze造zao成cheng的de“零變位現象”就jiu越yue顯xian著zhu。為wei了le有you效xiao地di提ti高gao屋wu麵mian的de剛gang度du,通tong過guo提ti高gao屋wu麵mian板ban的de厚hou度du和he配pei筋jin率lv的de方fang式shi不bu經jing濟ji,實shi際ji運yun用yong中zhong通tong常chang都dou將jiang建jian築zhu找zhao坡po層ceng與yu結jie構gou層ceng一yi起qi整zheng體ti澆jiao搗dao,並bing且qie將jiang鋼gang筋jin直zhi接jie地di提ti高gao到dao上shang層ceng,從cong而er能neng顯xian著zhu地di提ti高gao屋wu蓋gai的de剛gang度du,減jian輕qing了le屋wu蓋gai的de變bian形xing。並bing且qie降jiang低di了le屋wu麵mian的de設she計ji荷he載zai。
(2)溫度收縮應力對砼屋麵板裂縫開展的影響
由於屋麵板有一麵與外界環境接觸,通常砼樓板的比較薄,其體表比λ=S/V很(hen)大(da),因(yin)而(er)在(zai)風(feng)力(li)或(huo)溫(wen)差(cha)的(de)作(zuo)用(yong)下(xia),其(qi)表(biao)麵(mian)積(ji)因(yin)素(su)遠(yuan)比(bi)其(qi)體(ti)積(ji)因(yin)素(su)對(dui)裂(lie)縫(feng)的(de)產(chan)生(sheng)影(ying)響(xiang)大(da),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)砼(tong)板(ban)表(biao)麵(mian)積(ji)在(zai)外(wai)界(jie)風(feng)力(li)和(he)溫(wen)差(cha)作(zuo)用(yong)下(xia)對(dui)砼(tong)結(jie)構(gou)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)變(bian),遠(yuan)比(bi)砼(tong)體(ti)積(ji)本(ben)身(shen)因(yin)水(shui)泥(ni)化(hua)合(he)作(zuo)用(yong)和(he)溫(wen)差(cha)應(ying)力(li)、zishendegansuoyinglideyingxianglaideda。zaitongyinghuadezaoqi,youyufenglidezuoyong,xinjiaotongbanbiaomianjiangxunsuzhengfa,yingansuoerkailie,qizaitongbanbiaomiandefenbubuguize,zaitongyinghuadehouqi,changchuxianweibandajiaofangxiangde45°斜xie裂lie縫feng,少shao數shu表biao現xian為wei平ping行xing於yu板ban邊bian的de跨kua中zhong水shui平ping裂lie縫feng,呈cheng中zhong間jian大da,兩liang端duan逐zhu步bu縮suo小xiao的de橄gan欖lan狀zhuang。因yin此ci屋wu麵mian砼tong板ban應ying盡jin量liang采cai用yong早zao期qi覆fu蓋gai養yang護hu的de方fang式shi,避bi免mian早zao期qi受shou風feng導dao致zhi的de麵mian層ceng失shi水shui過guo速su,控kong製zhi砼tong板ban的de幹gan縮suo裂lie縫feng。後hou期qi則ze依yi靠kao屋wu麵mian的de保bao溫wen隔ge熱re或huo防水層的屏蔽作用來減少外界環境對屋麵的不良作用。
另一方麵,砼肋梁對屋麵板的約束程度可用公式Y= LS/ S,表示,LS為約束砼板的周邊肋梁的周長,S為砼板表麵積,研究表明,Y值越大,砼樓板在溫度及收縮應力作用下越容易出現裂縫現象。
因此對於跨度和麵積較大的砼屋麵板,沒法在跨中設置暗梁以阻斷溫度和收縮應變在板中的傳遞,顯著降低約束係數Y,有效地阻止溫度和收縮應變裂縫的發生。
(3)風振頻率導致的共振現象所產生的屋麵板裂縫
福州地處沿海地區,屬亞熱帶雨林氣候,風壓大、風振頻繁常年基本風壓可達0.7KN/m2以上,風壓隨著建築的高度上升不變增大。根據對幾幢高層住宅樓盤調查發現,當層數超過9層高度超過25mshi,fenghezaiduijianzhuloubanyichanshenglexiangdangdeweihai,rubucaiqumouxieteshudecuoshi,jiyiyinqitongbandeliefengxianxiang,zhelizhuyaobiaoxianzaifenghezaidezhendongpinlvduibobanchanshengdegongzhendongyingxiang,dangfengzhennengliangjiaodashibukehulve,anribendejingyan,duiyusibianjianzhidetongban,zaidiyizizhenpinlvf0小於15HZ(赫芝)的情況下,受風振動時容易出現振裂效應,要使f0值增大,需要增加板厚或小梁,f0值可按下列公式計算:f0=(1/LX2+1/Ly2)×1.35×105×δ,LX、Ly、δfenbieweibandechangduanbianjibanhou,dangfengzhenpinlvjiejintongloubandezizhenpinlvshi,tongbanjiujiyixingchenggongzhenpohuai,yincitongloubanzaidadaolingqihou,yingjishiqizhuweihujiegou,keyibufenpingbifengzhendeyingxiang,shitongbanchengpindedaojishidebaohu。
(4)砼結構自應力鬆馳產生的後期裂縫現象
zhongsuozhouzhi,tongjiegouzifangshuideshefangnianxianyuwumiantongjiegoudenaijiuxingyouzhijiedeguanxi。youyuwumiantongjiegouchangqibaoluzaieliedehuanjingzhongjingshoufanfudewenchabianhua、日ri曬shai雨yu淋lin,因yin此ci易yi導dao致zhi砼tong結jie構gou耐nai久jiu性xing和he受shou力li性xing能neng下xia降jiang,從cong而er使shi其qi內nei部bu自zi應ying力li產chan生sheng鬆song馳chi現xian象xiang,致zhi使shi結jie構gou出chu現xian裂lie縫feng,針zhen對dui這zhe種zhong現xian象xiang,除chu了le在zai屋wu麵mian結jie構gou中zhong進jin一yi步bu采cai用yong高gao性xing能neng混hun凝ning土tu外wai,還hai可ke采cai用yong預yu加jia應ying力li結jie構gou,可ke有you效xiao地di防fang止zhi砼tong結jie構gou內nei部bu自zi應ying力li鬆song馳chi的de產chan生sheng,若ruo采cai用yong預yu應ying力li鋼筋混凝土jiegousuiyenengdadaomude,danzaojiajiaogao,qieduitigaotongdenaijiuxingzuoyongbuda。ercaiyonggaoxingnengpengzhanghunningtuduitongjiegoushijiayujiayinglizeshitigaojiegouzifangshuigongnengjiweiyouxiaodetujing。changjiandegaoxingnengpengzhanghunningtutongchangtongshichanruwaijiajiyoupengzhangji、減水劑和早強劑,他們對提高結構的密實性、預防裂縫以及增強砼施工質量從而提高自防水功能方麵的功用各不相同。
膨(peng)脹(zhang)劑(ji)的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)使(shi)砼(tong)結(jie)構(gou)在(zai)有(you)配(pei)筋(jin)和(he)鄰(lin)位(wei)約(yue)束(shu)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),可(ke)以(yi)抵(di)消(xiao)和(he)補(bu)償(chang)因(yin)各(ge)種(zhong)收(shou)縮(suo)和(he)溫(wen)差(cha)作(zuo)用(yong)造(zao)成(cheng)的(de)結(jie)構(gou)體(ti)酥(su)鬆(song)和(he)裂(lie)縫(feng)現(xian)象(xiang),膨(peng)脹(zhang)劑(ji)有(you)效(xiao)地(di)利(li)用(yong)了(le)砼(tong)抗(kang)壓(ya)性(xing)能(neng)高(gao)的(de)優(you)點(dian),彌(mi)補(bu)了(le)砼(tong)抗(kang)拉(la)性(xing)能(neng)低(di)的(de)弱(ruo)點(dian),在(zai)結(jie)構(gou)內(nei)產(chan)生(sheng)0.2―0.7MPα左zuo右you的de自zi應ying力li,這zhe一yi預yu壓ya力li可ke大da體ti補bu償chang砼tong硬ying化hua過guo程cheng中zhong產chan生sheng的de溫wen差cha和he幹gan縮suo的de拉la應ying力li,同tong時shi提ti高gao砼tong密mi實shi性xing,有you效xiao地di增zeng強qiang了le結jie構gou的de粘zhan結jie性xing和he密mi實shi性xing,有you利li於yu預yu防fang結jie構gou開kai裂lie。常chang見jian的de膨peng脹zhang劑ji有you UEA、AEA、CEA、HEA等deng,在zai實shi際ji工gong程cheng使shi用yong過guo程cheng中zhong通tong常chang與yu減jian水shui劑ji或huo早zao強qiang劑ji一yi起qi多duo摻chan使shi用yong,起qi到dao更geng好hao的de抗kang滲shen防fang裂lie效xiao果guo,近jin年nian來lai在zai超chao長chang屋wu麵mian結jie構gou無wu縫feng施shi工gong中zhong越yue來lai越yue得de到dao業ye主zhu設she計ji方fang施shi工gong方fang的de親qin睞lai。
(5)砼施工工藝問題導致的屋麵板裂縫現象
由於屋麵結構的特殊性,因此澆搗屋麵砼的施工工藝自然與樓麵板不同,但是大多數技術人員未能充分認識到這點。屋麵板不同於樓麵板之處在於:其qi一yi,屋wu麵mian砼tong結jie構gou是shi密mi實shi性xing混hun凝ning土tu,施shi工gong結jie果guo必bi須xu使shi結jie構gou體ti保bao證zheng一yi定ding的de密mi實shi度du,這zhe就jiu要yao講jiang究jiu澆jiao築zhu工gong藝yi,在zai屋wu麵mian砼tong澆jiao築zhu過guo程cheng中zhong不bu認ren真zhen振zhen搗dao或huo過guo度du振zhen搗dao均jun容rong易yi導dao致zhi屋wu麵mian砼tong結jie構gou出chu現xian裂lie縫feng,前qian者zhe導dao致zhi密mi實shi度du不bu足zu,易yi出chu現xian凝ning縮suo裂lie縫feng、沉縮裂縫。而後者易導致粗細骨料分離以及漿體離析上浮現象。對於這類問題需從施工工藝上加以進一步改進,近年比較成熟的施工工藝主要有:二次抹壓、二次振搗、二次輾壓、早期覆蓋養護及二次蓄水養護等工藝,可有效地避免砼施工缺陷的產生。
4 超長屋麵結構自防水無縫施工技術
福州市鑫高新苑7#樓,東西向總長69m,按照設計和施工規範要求,建築總長度超過50mjiuyaoshezhibianxingfengjishezhihoujiaodai,yimanzujianzhuwenchabianhuahezishenshousuodexuyao。bengongchengwumianshigongqishifengxiajigaowentianqi,gongchenggongqijinji,yuanxianshejikaolvshezhibianxingfenghehoujiaodai,danzheyangzuoqianzhejiangyingxiangjianzhuwaiguan,zengjiazaojia,erhouzhejiangyanchanggongqida1個月以上,其二隔熱層和防水層施工滯後將造成屋麵結構長時期處於烈日的反複的曝曬之下,對結構體極為不利,因而取消設置變形縫和後澆帶,經過設計部門和甲、乙方研究決定屋麵砼結構采用高性能混凝土施工,在砼配合比中分別內摻入,水泥量12%的UEA膨脹劑(由福州市科研所提供),外摻0.25%的TW--1早強型減水劑(由省建科院提供)製zhi成cheng補bu償chang收shou縮suo抗kang滲shen防fang裂lie高gao性xing能neng混hun凝ning土tu,由you於yu膨peng脹zhang砼tong有you效xiao地di抵di消xiao了le砼tong體ti的de早zao期qi自zi身shen收shou縮suo應ying變bian,從cong而er貯zhu存cun並bing提ti高gao了le今jin後hou抵di抗kang溫wen差cha應ying變bian的de能neng力li,經jing過guo計ji算suan,大da抵di可ke補bu償chang砼tong結jie構gou的de自zi身shen收shou縮suo和he溫wen度du應ying力li造zao成cheng的de應ying變bian及ji裂lie縫feng現xian象xiang。在zai屋wu麵mian結jie構gou平ping麵mian的de變bian斷duan處chu,也ye就jiu是shi屋wu麵mian應ying變bian和he應ying力li集ji中zhong處chu,增zeng設she2道UEA加強帶(內摻20%UEA),以yi代dai替ti原yuan先xian的de後hou澆jiao帶dai。施shi工gong時shi加jia強qiang帶dai與yu其qi他ta砼tong帶dai采cai取qu連lian續xu澆jiao搗dao的de辦ban法fa,不bu留liu施shi工gong縫feng。為wei了le彌mi補bu取qu消xiao變bian形xing縫feng可ke能neng造zao成cheng的de結jie構gou體ti在zai後hou期qi溫wen度du應ying力li作zuo用yong下xia產chan生sheng溫wen度du裂lie縫feng,還hai在zai結jie構gou上shang采cai取qu了le以yi下xia技ji術shu措cuo施shi:在zai屋wu麵mian梁liang板ban下xia部bu所suo有you的de隔ge牆qiang位wei置zhi處chu增zeng設she樓lou層ceng所suo沒mei有you的de小xiao梁liang,屋wu麵mian板ban采cai用yong雙shuang層ceng連lian續xu分fen布bu的de鋼gang筋jin,同tong時shi改gai建jian築zhu找zhao坡po為wei結jie構gou找zhao坡po,並bing將jiang雙shuang層ceng鋼gang筋jin網wang的de上shang層ceng鋼gang筋jin提ti至zhi砼tong表biao麵mian,這zhe樣yang就jiu極ji大da地di提ti高gao了le屋wu麵mian結jie構gou的de剛gang度du和he強qiang度du,進jin一yi步bu提ti高gao了le結jie構gou體ti的de抗kang應ying變bian能neng力li,在zai施shi工gong方fang麵mian,於yu砼tong澆jiao搗dao4小(xiao)時(shi)後(hou)及(ji)時(shi)采(cai)用(yong)二(er)次(ci)抹(mo)壓(ya)和(he)二(er)次(ci)輾(zhan)壓(ya),並(bing)用(yong)濕(shi)草(cao)簾(lian)及(ji)時(shi)進(jin)行(xing)早(zao)期(qi)覆(fu)蓋(gai)養(yang)護(hu),以(yi)避(bi)免(mian)盛(sheng)夏(xia)時(shi)幹(gan)燥(zao)的(de)東(dong)南(nan)季(ji)風(feng)持(chi)續(xu)作(zuo)用(yong)於(yu)屋(wu)蓋(gai)上(shang)造(zao)成(cheng)的(de)早(zao)期(qi)幹(gan)縮(suo)和(he)溫(wen)差(cha)裂(lie)縫(feng),12小時後在屋麵周圍砌磚將覆蓋養護轉為蓄水養護共14天。防水層采用高分子改性瀝青防水塗膜,上鋪擠塑型聚苯乙烯保溫隔熱板,外加40
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