徐安鴻
(中煤第七十一工程處有限責任公司 安徽宿州 234000)
由于現代建筑要求的提升,屋面上很多都存在著一些預埋件與設備基礎,此時屋面防水的難度與技術要求變得更加復雜,尤其是屋面在長期的使用過程中會受到環境因素的影響,屋面會產生變形、混凝土結構開裂等現象,影響屋面的完整性。所以,防水工程的質量與可靠性也成為了行業研究的重點內容。
裂縫出現是導致屋面滲漏的主要因素。由于屋面長期處于外界環境之下,受到日光、雨水等環境的影響程度較大,再加上季節性產生的溫度差異,裂縫的產生不可避免。一般情況下屋面在使用的過程中會承受外部荷載與變形荷載,例如收縮、沉降等。一般來說,由外荷載引起的應力裂縫與變形產生的裂縫是主要裂縫因素。按照相關研究說明與《混凝土結構設計規范》的相關要求,裂縫不僅會影響建筑物的外觀與承載力,還會直接影響到其使用壽命[1]。
一般情況下屋面建筑的構造可以分為不同的層次,其層次也有自身的功能與作用,相互影響。所以屋面構造層在滿足防水功能的前提下還應該滿足節能環保等多個方面的功能需求,注重屋面整體效應。具體來看應該結合施工圖紙要求,合理地設計構造與功能,按照防水設防等級的差異,防水道數也會有明顯區別。所以,基層結構強度與平整度需滿足要求,干燥程度按照防水材料的類型區分也有不同要求。
屋面層設備基礎與屋面細節處理是容易出現滲漏的主要原因,尤其是當屋面存在變形敏感區域或是轉角、孔洞情況時,無法對防水層的施工質量進行嚴格控制,防水系統的功能顯著下降。
對于屋面混凝土結構的抗裂處理,和施工之間存在著緊密的聯系,如何在材料選取、混凝土配合比等多個方面來進行優化,是提升結構穩定性,增強防滲漏能力的重點。
材料選取方面應該選擇低收縮的硅酸鹽水泥,并且將水泥細度控制在一定的范圍之內。水泥成分相同的前提下,與水接觸的表面積越大,則水化速度越快,但顆粒過細也有產生裂縫的危險。同時,在荷載作用之下,界面裂縫會出現在粒徑較大的粗骨料區域,且粗醋療的堆積密度較大[2]。對于骨料的添加,粗骨料的含泥量應該控制在1%以下,細骨料的含泥量需要控制在3%以下。
摻和料與外加劑的添加方面,可以視實際需求來增加粉煤灰、玻璃微珠、減水劑與膨脹劑等。在綜合考慮到防水工程的實際要求之后,應重點關注混凝土的抗滲性能。
一般情況下屋面混凝土的抗滲等級為P8,強度等級為C30,所以,為了顯著提升抗滲性能,減少裂縫的產生,就需要考慮到混凝土的收縮情況,以提升抗滲性能。一般來說,在混凝土的坍落度與強度確定的前提之下,水灰比、用水量等參數的確定也需要納入考慮范圍之內。以水灰比為例,對于抗滲要求較高的材料,水灰比的確定要結合實際工程中的混凝土抗滲性的要求,從強度的角度來進行水灰比取值。
用水量方面,單位用水量與混凝土的流動性要求有關,而混凝土砂率可以在粗骨料表面形成砂漿包裹層,從而削弱混凝土內部的滲水網絡,形成良好的抗滲性能。具體來看,配合比的確定仍然需要按照《普通混凝土配合比設計規程》的要求來進行規劃。
按照《屋面工程技術規范》(GB50345-2012)的說明,提出了在防水屋面中需要使用的防水材料需具備良好的相容性,即材料之間能夠互不產生影響和物理化學作用,這也說明材料之間能夠進行粘結,不影響防水層的性能。所以在防水材料的試驗過程中應該按照《屋面工程技術規范》與《平屋面建筑構造》的相關要求來進行。
從試驗的目的來看,主要考慮到的是水滲漏情況與溫度產生的影響,并不會過度分析荷載產生的影響??紤]到實際因素,試驗設計應該分為兩個部分,即結構設計與防水層設計。結構設計考慮到了屋面存在的預埋件孔洞與防水薄弱情況,并采用設備基礎反梁模式,構件使用整體綁扎,一次澆筑成形體系。在防水層的設計方面,需要考慮到材料性能,即防水層符合材料出現性能問題或材料破裂,則防水技術水平顯著降低。試驗設計中也會選擇聚氨酯涂膜、聚合物防水砂漿等防水材料來開展試驗[3]。
屋面防水設計一般以預防為主,排水為輔,尤其是在平屋面中,預防的作用更加顯著。在保障大面積防水效果的前提下,應該從坡度、排水等方面來提升防水層的設計標準,提升防滲漏的能力。屋面由于材料收縮、溫差等因素而形成的拉應力不僅會導致防水材料出現質量問題,也會發生在屋面的水泥砂漿保護層之上。為了滿足變形的需求,可以采取隔離層進行機械固定,用于調整不同結構層之間存在的變形差異情況。例如可以采用聚合物砂漿對找平層進行優化,不僅可以彌補傳統水泥砂漿中的韌性缺陷,具備良好的力學性能,還能具備優秀的抗裂抗滲性能,從而為防水層提供優質的基層,符合預防的思想。另外,混凝土整澆層之下設置防水砂漿作為隔離層,也可以避免因施工導致的保溫層破壞情況,用于減少約束。
在防水層的施工環節中,應該先進行大面積涂布,然后防止基層表面出現掉灰、松動、凹凸不平等現象。之后均勻涂刷基層處理劑,其目的在于隔斷基層的潮濕,并對基層進行加固處理后,防止涂層出現氣孔,提升粘結強度。在初次涂層施工時,應該待基層處理劑干燥完畢之后,再用塑料涂刮第一層涂料,在4~5h內全部涂刮結束,否則可能出現涂料凝固的現象。第二次涂層施工時,則需要與初次涂層施工的技術要求保持一致,涂刮方向與初次呈垂直。在時間間隔的確定方面,應該通過施工時的溫度和涂膜固化程度來決定。如果第二次涂膜施工結束后仍然未完全固化,可以在表面覆蓋少量細砂粒,以便于提升涂膜層和水泥砂漿之間的粘結能力。固化全部結束之后,再抹防水砂漿找平層[4]。
找平層的基層表面需進行清理,并灑水濕潤,分隔縫區域設置在防水層和突出屋面構件連接區域,與板端縫相互對齊,并在分隔縫內加入合理的密封材料。在鋪設砂漿時要注重距離與高度順序的要求,按照設計對坡度進行控制。施工12h后進行養護澆水處理,養護時間需要維持在10d以上。
對于屋面建筑構造防水工作來說,最重要的內容是通過整體防水技術與局部增強模式相結合,讓建筑構造層在保障防水功能的前提下滿足多種功能需求。在此過程中,施工質量無疑是其中的關鍵,通過合理的施工技術與現場操作,才能保障材料功能的發揮與施工技術的有效性。在未來的過程中,還可以針對荷載等不利因素來探究防水層的設置方案,通過模型實驗來探討混凝土的抗裂與抗滲性能,從而提升施工技術水平,在細部構造方面進一步優化。