复合型防水保温材料在混凝土双曲屋面的施工及应用

卢铭臻

(福建联美建设集团有限公司 福建厦门 361000)

1 屋面工程概况

某工程项目总建筑面积105 447m2(其中地上77 821m2，地下27 626m2)，建筑层数为地下1层、地上4层。该工程屋面面积约26 000m2，由5个规则形状不一的双向曲面的混凝土结构屋面(不上人屋面)构成。混凝土双曲屋面由顶部呈连续的网格状向下两向渐变，每两个连续的点标高都不同，最高点为23.35m、最低点为10.75m，双向最大落差为12.6m，双曲坡度在30°～60°之间，屋面造型呈现波浪形，高低不一[1](图1)。

图1 双曲屋面设计立面效果图

双曲面的屋面构造在建筑屋面中并不常见，单个项目出现多个不规则且连续拼接的双曲面的情况更是罕见，如何在这不同规则的双曲面中做好防水保温工程，又能做好形态塑造是该工程防水保温施工过程中的一大难点。

2 问题分析及对策制定

2.1 问题分析

(1)原设计屋面防水保温构造(图2)未能全面考虑该工程双曲屋面呈不规则坡度，整块挤塑板因材料特性，无法有效与已施工完成的防水卷材非黏贴面贴合，造成间隙大、空隙多，无法形成良好的隔热性条件，实际保温效果与设计要求有一定的差距。

图2 原屋面防水保温设计

(2)因大部分屋面双曲坡度在30°～60°转换，40mm厚C20钢筋网混凝土保护层，在施工过程中因自重作用而易呈滑落状态，导致浇筑成形困难；或由于施工方法选择不当、混凝土塌落度不易控制，也易造成混凝土浇筑流淌、不密实，从而影响双曲面的塑造(图3)。

图3 双曲屋面局部节点剖面图

(3)双曲屋面每个点位标高不同，细部节点施工困难，排气、排水、变形缝等施工时不易参照、把握，容易造成节点周边大面积凹凸不平，影响屋面曲面流畅过渡。

(4)松散型泡沫混凝土易吸水或因含水率过高，易造成防水层起鼓、剥离，影响整体保温防水性能。

(5)后期维护困难。一旦屋面出现渗漏需维修时，因渗水流淌不规则，现场无法精准判断渗漏点导致维修繁杂。加之，查找渗漏点会造成保温层局部破损，也可能致整个区域(块)保温层报废，且修复后需满足整体屋面形象，易重蹈上述(1)～(3)点步骤，返工经济损失巨大。

2.2 提出对策建议

(1)恰当选择防水保温材料，材料导热系数、温度限制、渗透阻力、抗冻融、憎水等性能需满足设计要求。

(2)施工应具有可操作性，且各工序间的材料要紧密贴合，避免防水保温层出现直通孔、缝隙、松散状或多孔状等情况。

(3)施工精细，易于塑造曲面形态，细部构造处理便捷。

(4)便于维护、查找缺陷，即只需局部修复，对整体防水保温层产生的影响小。

经典框架有很多种形式的推广, 例如连续框架[4]、算子值框架[5]、G-框架[6]、子空间框架[7]、 Banach框架[8]、Hilbert C*-模框架[9]等。文献[10]对经典框架的等式与不等式做了深入的研究。本文在文献[11-12]的基础上, 用算子理论的方法对Rd上的测度框架进行进一步的研究。

基此，用复合型材料替换传统的含有钢筋、防水卷材的防水保温层是较为有效的解决方案。选用经优化的外墙防水保温方案应用于坡度在30°～60°之间的双曲屋面，能充分解决传统防水保温施工时存在的问题[2]。经现场考察、资料查阅，某酒店外墙防水保温设计经优化后能满足该项目屋面工程施工，且节能指标验算满足设计要求(图4)。

图4 经优化后的防水保温构造示意图

3 施工流程

为满足设计要求、保证质量，应实行样板先行制度。样板块根据工程情况，在有代表性的曲面内选择2块(跨)进行，每道工序应经监理、建设单位、设计院等验收合格后才能进行下一道工序；2块(跨)样板合格后方能组织大面积施工。施工流程如下：

基层、结构缺陷处理→基底找平→聚合物防水涂料→排版、黏贴挤塑板→锚固→第一道抗裂砂浆、网格布→第二道抗裂砂浆、网格布→柔性耐水腻子→面层涂料。

4 施工工艺要点

(1)基层缺陷处理：清除混凝土面层的杂质、浮浆、凸起、松散软弱混凝土层等，必要时将旧混凝土适当凿毛；出现裂缝、孔隙等渗水部位按专项混凝土缺陷修补方案进行修复。

(2)基底先刷素水泥浆(掺5%108胶)一道，再按图纸标高以20mm厚左右的1∶2.5水泥砂浆(砂浆掺10%益胶泥)过渡找平。找平前，先行测量校核，按设定点、线、面网格状曲面基准，由四周向内推进设砂浆控制点；基准点完成后，按图纸网格坐标、标高复制到基底控制点，对每一个坐标按图进行编号，随时对任意点进行复核，保证曲面控制点标高与设计图纸一致(图5)。

图5 网格坐标进行标高采集调整基层控制点

(3)涂刷聚合物水泥防水涂料：找平层完成并充分干燥后，1.5mm厚聚合物水泥防水涂料应分3遍施工，遇墙上反高处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(图6)。

图6 遇反梁、孔洞、管井口等细部构造示意图

(4)保温层铺设黏贴：屋面基底处理前，应在屋面较大坡度处(水平倾角大于30°)搭设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(图7)。按节能备案表尺寸增加25%，确保50mm厚B1级挤塑板的粗面顺已完成的防水面层紧贴排版、专用黏贴剂黏牢。当曲面陡增时，现场保温板排版应避免过多的量裁，以免影响整体性(有设计透气、排气措施的应按设计要求结合现场施工条件预埋排气管)。铺设排版完成后，平接缝处贴胶带，考虑平面内间距≤4000mm设置纵横向分隔缝，缝宽20mm，深45mm，缝内柔性腻子填充，表层嵌同涂料颜色耐候胶。

图7 操作架上进行的保温板铺贴作业

图8 钻孔注浆后用锚固钉进行保温板固定

图9 适当裁切保温板并加密锚固钉

(6)完成上述步骤后，应在保温层表面刷第一道3mm厚抗裂砂浆，满铺、压入3mm×3mm玻纤网格布(145g/m2)(此处更有效的做法是一道抗裂砂浆刷完再铺设玻纤网格布，最后在网格布面层再刷一道抗裂砂浆)，搭接处不应小于100mm，洞口、阴阳角等细部构造按规范要求进行留设[3]。

(7)完成保温层加固，锚固部位进行防水修复到位后，方可进入第二道3mm厚抗裂砂浆、玻纤网格布施工，其施工步骤与第六步相同(图10)；二道抗裂施工能加强保温层整体性，能减少因外界温度造成热胀冷缩产生热应力或屋面、层内部结露产生的起鼓、破坏(曲面转换较大处应设置三道抗裂)。

图10 分隔缝示意及分遍分层的抗裂砂浆施工

(8)柔性耐水腻子分遍刮平，做到曲面顺滑、充分干燥(图11)。此时操作架可以拆除，为最后的反射面层施工做准备。

图11 屋面防水腻子分遍刮平

(9)最后进行白色涂料面层施工，太阳能反射系数(SRI)需大于78。

(10)注意要点：严格保证转角处、泛水等阴阳角细部密封；在对容易漏水的变形缝(图12)及薄弱处(如管根、地漏、施工缝等)需做防水抗裂附加层[4](图13)；找坡层过渡坡度应为2%内且符合施工图的要求；所选用的材料应取环保且具有防污能力的产品。

图12 屋面变形缝防水保温构造示意图

图13 管根、转角、泛水处等薄弱处构造示意图

5 工程应用实效

屋面防水保温工程的施工过程中，坐标系统控制延用该工程混凝土双曲屋面结构施工方案点、线、面控制程序。因屋面涂料为白色基调，为保持屋面整体美观、便于业内人士的借鉴、交流，故最后一道面层(反射层)涂料施工待竣工验收前实施。目前防水保温完工已有半年，历经数次雨天，只出现6处渗漏点(伸缩缝处)，修复过程平稳、有序、有效，未破坏防水保温层，并圆满解决了双曲屋面防水保温施工复杂、难点多等问题，完美地打造出这张对台口岸白金名片，整个建筑造型显得独特优美，视觉震撼(图14)。

图14 屋面工程实际效果图

(1)实现双曲屋面曲面顺滑、曲率控制得当，观感质量好；根据网格设计标高，现场利用测量仪器对双曲屋面的板面标高进行测量、核对抽测点统计：一次验收合格率达92%。

(2)复合型材料应用方案与原设计相比，减少了柔性卷材、钢筋网片、混凝土等材料，取代之的是抗裂砂浆、聚合物防水涂料，是外墙复合型防水保温的优化版，这无疑节省了成本、更有效地保障了施工质量。

(3)抗裂砂浆结合玻纤网格布的做法与混凝土层相比，质量减轻、孔隙更小、温度应力影响小，能对防水保温层形成有效保护，延长屋面防水保温层的使用寿命，这也就减少防水保温层的维护，而且改善带来的整体、长期效益更加显著。该工程屋面防水保温进行的QC活动经财务部门验证节约费用12.26 万元，节省了约8%的工程经济成本。

6 结语

将外墙复合型防水保温材料及做法应用到复杂的混凝土结构双曲屋面工程中，是一次大胆而又成功的尝试。这不仅培养一批有创新意识、团队精神的队伍，而且带来显著的社会、经济、环境效益，同时为今后类似工程提供借鉴，有着一定前景和意义。