[实用新型]一种建筑屋面永久防水层

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种建筑屋面永久防水层材料及施工方法，属于建筑材料与建筑施工技术领域。

背景技术

屋面防水是屋盖建筑做法中的必备环节，也是防止屋面雨水渗漏的有效做法。屋面板通常为钢筋混凝土结构，在使用中受到自然的气温和干湿变化、阳光辐射、风、雨雪以及室内冷热源等的作用，混凝土长期处于热胀冷缩、湿涨干缩变形中，并且变化中的温湿度会使混凝土板出现内外温度差、湿度差，这些温、湿变形和温、湿度差常常导致混凝土屋面板开裂和渗水漏水。现浇混凝土屋面板的施工缝、预制构件的接缝等，是屋面板另外的防水防漏薄弱环节。因此，各种建筑屋面均需设置防水层或防水构造（如坡屋面加排水瓦层）。对于小坡和平屋面，需要专门设置防水层。按材料变形能力划分，传统的防水层材料分为柔性材料和刚性材料两大类。

大多数屋面防水层采用柔性材料铺设，如粘结沥青卷材或其它高分子材料卷材，涂覆一层或多层聚合物涂料等。不上人屋面，一般要在柔性防水层表面用沥青胶粘着一层粗砂或豆石作为保护层；上人屋面一般在防水层上浇筑30～40mm厚的细石混凝土面层或用水泥砂浆铺设预制混凝土块作为保护层。这些混凝土和砂浆材料本身脆性大、抗裂性差，往往容易收缩开裂，可能导致防水层被撕裂失效，出现屋面渗水甚至漏水的情况。此外，柔性屋面防水层为高分子材料，耐候性不足，使用几年就会老化，出现硬化、收缩和开裂，防水层会逐步损伤、破坏。调查表明：现有屋面柔性防水层的使用年限约为6～10年。与建筑物寿命相比，柔性屋面防水层使用寿命太短，需要经常性维修或重新铺设。

刚性屋面防水层多采用防水砂浆铺设，或采用改善抗裂、抗渗性能的混凝土铺设。通过使用矿物掺和料、膨胀剂、聚合物乳液等，能减少混凝土孔隙率或孔隙连通性、补偿收缩和提高混凝土密实度，使混凝土成为具有改善抗裂、抗渗能力的刚性防水材料。目前的刚性屋面防水材料，主要包含混凝土、砂浆、外加剂或防水剂、钢筋和接缝密封材料。用于刚性防水的防水剂（混凝土和砂浆的外加剂）有两大类——无机防水剂和有机防水剂。无机防水剂是能够提高混凝土抗渗、抗裂性能的外加剂，以硫铝酸钙类膨胀剂最具特色，掺入混凝土有补偿收缩作用，从而增强混凝土的抗裂、抗渗能力。由于造价相对较低，这种收缩补偿混凝土作为防水混凝土应用范围较广。有机防水剂多为橡胶乳液和合成树脂乳液，常见的品种有阳离子聚丁胶乳、丁苯乳胶、丙烯酸脂类乳液、乙烯——醋酸乙烯EVA乳液以及有机硅乳液。掺入这类防水剂的砂浆称作“聚合物水泥砂浆”，能提高水泥砂浆的抗裂、抗渗能力和粘接力，是比较常用的防水砂浆，可作为屋面、墙面的防水层。然而，防水混凝土和砂浆的抗裂、抗渗性能，仅是比普通混凝土、砂浆有所提高，材料韧性、变形能力和抗渗性能没有根本性或显著改变，仍然可能在温湿度变化、温湿度梯度作用下产生裂缝。屋面的温湿度变化幅度非常大，防水混凝土或砂浆作为刚性屋面防水层的使用效果不佳，裂缝和渗漏水是常见病害。

本实用新型所使用的超高性能混凝土材料、铺设屋面防水层以及施工接缝方法，可以制作高变形能力的刚性整体性屋面防水层，既可以克服柔性防水层防水寿命短的缺点，也可以克服刚性防水层易开裂的缺点，是可靠、永久的屋面防水解决方案。

超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，简称UHPC），因为一般需掺入钢纤维，也被称作超高性能纤维增强混凝土（Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete，简称UHPFRC）。UHPC属于现代先进材料，创新了水泥基材料（混凝土或砂浆）与钢纤维、钢材（钢筋或高强预应力钢筋）的复合模式，大幅度提高了钢纤维和钢筋在混凝土中的强度利用效率，使水泥基材料的全面性能发生了跨越式进步——具备了超高强、高韧性和超高耐久性。

UHPC的“超高力学性能”主要体现在超高抗拉强度（单轴抗拉和弯曲抗拉强度）和高韧性，这依靠加入短钢纤维来实现。抗拉强度可高达30MPa，断裂能达到1,500~40,000 N/m（钢纤维体积含量2%~12%），使UHPC跨入韧性、高韧性材料的行列（断裂能超过1,000J/m²划分为韧性材料）。在变形能力方面，UHPC可以在相对低的钢纤维含量水平实现拉伸的表观“应变硬化”行为，即单轴受拉经历弹性阶段（达到弹性抗拉强度），出现多微裂缝，纤维抗拉作用启动；随后拉应力上升，进入非弹性的应变硬化阶段（类似钢材的“屈服”）；达到开裂后最大拉应力（抗拉强度），出现个别裂缝在局部扩展，之后拉应力下降，进入软化阶段。钢纤维强度得到有效利用，UHPC从而获得很高的抗裂和抗冲击能力。