CN117166674B - 防水屋面叠合板、应用该板的防水结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种防水屋面组合板、使用该组合板的防水结构及施工方法，其中防水屋面组合板包括找平层、多块波纹钢板和ECC混凝土层，其中波纹钢板位于找平层和ECC混凝土层之间，波纹钢板铺设于凝固后的找平层上，波纹钢板与ECC混凝土层接触的一面通过ECC混凝土层凝固前的粘性结合；波纹钢板与ECC混凝土层接触的面上设置多个剪力连接件。本发明的有益效果是该防水屋面组合板不会因干燥收缩导致开裂渗水，结构本身具有较高的抗渗性能和防水能力。
Description
技术领域
本发明属于房屋建筑防水领域，具体涉及一种防水屋面叠合板、应用该板的防水结构及其施工方法
背景技术
建筑屋面通常含有较多的渗透隐患，特别是钢筋混凝土结构形式非常简单的屋面。传统的混凝土屋面直接暴露在空气环境中易出现温差变形，在没有进行有效的保护和处理情况下，经过长时间的温度变化，防水层会发生裂缝，从而发生渗透。除此之外，建筑行业中普遍采用沥青油毡与有机聚合物防水卷材作为屋面防水层，而在经过长时间风吹日晒雨淋后，材料易发生变形老化导致出现渗漏状况。外界雨水沿缝隙渗入屋面墙体与承力构件后，长此以往将造成不同程度的渗漏病害，严重情况下将造成墙体大面积剥落，严重影响结构的耐久性能，甚至引发严重的安全事故。因此在建筑的整个使用寿命期间中需要定期处理屋面防水层，其不仅繁琐复杂，造成材料的浪费，而且还会大大增加后期维护成本。
工程水泥基复合材料(Engineered Cementitious Composites，简称ECC)，也称ECC混凝土，是一种具有应变硬化特性和多裂缝开展机制的高性能纤维增强水泥基复合材料，兼具优异的变形耗能、裂缝控制等基本力学性能及防水抗渗、防腐抗冻等长期耐久性能，被广泛应用于大坝加固、屋面防水等实际工程中。与传统的有机防水卷材易老化不同，ECC材料可实现与结构同寿命，一次成型无需返修，避免后期维护成本及材料浪费，在屋面防水工程中具备显著优势。
然而纤维增强水泥基复合材料ECC通常由大量胶凝材料和细骨料制成，而不含粗骨料，因此其干燥收缩变形显著，28天时可高达−1500με。在屋面板工程中，结构开裂可能会导致含有有害物质的外部流体通过裂缝流入，腐蚀钢筋，降低结构的抗渗性能和耐久性，进而恶化混凝土构件。
发明内容
本发明的目的是针对现有ECC防水屋面板的难点，提供一种自应力低收缩高延性防水屋面叠合板，以解决传统现浇ECC防水屋面板因干燥收缩导致的开裂问题，提高结构的抗渗性能和耐久性能，保证施工质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：防水屋面叠合板，包括找平层、多块预制ECC混凝土防水板块和微膨胀水泥基复合材料层，所述预制ECC混凝土防水板块在所述找平层和所述微膨胀水泥基复合材料层之间，所述预制ECC混凝土防水板块之间具有缝隙，所述缝隙被微膨胀水泥基复合材料填满，所述预制ECC混凝土防水板块与所述找平层之间通过所述找平层凝固硬化前的粘性粘结，所述预制ECC混凝土防水板块与所述微膨胀水泥基复合材料层之间通过所述微膨胀水泥基复合材料凝固硬化前的粘性粘结；
所述微膨胀水泥基复合材料包括ECC混凝土和膨胀剂、减缩剂中的一种或两种，其中膨胀剂75-150份、减缩剂15-45份，ECC混凝土包括硅酸盐水泥480-520份、粉煤灰950-1100份、PVA纤维20-30份、水460-490份、精细石英砂380-430份；
所述预制ECC混凝土块板由ECC混凝土进行蒸汽养护7-14天制得；
所述微膨胀水泥基复合材料的膨胀系数为0.01%-0.05%；
所述预制ECC混凝土防水块板为规则的三角形、四边形或多边形；
所述预制ECC混凝土防水板块为矩形板，长度为1000-1500mm，宽度为1000-1500mm，厚度为40-60mm，所述缝隙的宽度为10-20mm。
一种使用上述防水屋面叠合板的防水结构，包括防水屋面叠合板和女儿墙，所述防水屋面叠合板与女儿墙之间具有间隙，所述间隙用密封材料嵌填。
可选的，还包括附加层，所述附加层横跨所述防水屋面叠合板与所述女儿墙，将所述防水屋面叠合板与所述女儿墙之间的过度区域完全覆盖。
可选的，所述附加层为铺设于所述防水屋面叠合板和所述女儿墙上的卷材或在所述防水屋面组合板、所述女儿墙及两者衔接区域上涂抹的一层涂膜。
可选的，所述女儿墙为混凝土结构，所述卷材位于所述女儿墙上的收头用压条固定于墙体上。
可选的，所述压条处设置盖板。
可选的，所述女儿墙为砖墙结构，所述女儿墙上具有凹槽，所述卷材位于所述女儿墙上的收头固定密封于所述凹槽内。
一种上述防水结构的施工方法，包括如下步骤
a、在蒸汽养护室内内预制多块预制ECC混凝土防水板块，其方法是对ECC混凝土防水板块采用蒸汽养护，包括静停、升温、恒温和降温四个阶段：⑴待ECC混凝土浇捣完成后静停2-6h，待混凝土终凝后方可升温；⑵利用蒸汽加热混凝土表面，使其温度逐渐升高，升温速率控制在10℃-20℃/h；⑶在恒温养护阶段温度控制在50℃-60℃，相对湿度90%-100%；⑷逐步降低混凝土表面的温度，降温速率控制在10℃-20℃/h；⑸检查ECC混凝土表面无缺陷或损伤，方可进行拆模作业；
b、使用水泥砂浆在屋面上铺设找平层，并于找平层固化前将预制ECC混凝土防水板块铺设于找平层上，预制ECC混凝土防水板块之间留有缝隙，待找平层固化后找平层与预制ECC混凝土防水板块之间形成有效粘结；
c、浇筑一层微膨胀水泥基复合材料，使微膨胀水泥基复合材料将预制ECC混凝土防水板块之间的缝隙填满，并进行振捣密实，抹平压光；
d、对微膨胀水泥基复合材料层进行洒水养护，通过微膨胀水泥基复合材料的膨胀使得预制ECC混凝土防水板块之间相互挤压，待微膨胀水泥基复合材料硬化成型后形成防水屋面叠合板；
e、防水屋面叠合板与女儿墙之间的空隙用密封材料嵌填。
可选的，在防水屋面叠合板和所述女儿墙上铺设一层卷材或涂膜一侧涂覆膜作为附加层。
可选的，当女儿墙为混凝土结构时，卷材位于女儿墙上的收头通过压条固定于女儿墙上；当女儿墙为砖墙结构时，卷材位于女儿墙上的收头密封固定于预设在女儿墙上的凹槽内。
可选的，当女儿墙为混凝土结构时，压条上设置盖板作为挡雨板。
可选的，盖板为金属或合成高分子材料制成。
本发明具有的优点和积极效果是：以预先养护成型的ECC混凝土防水板块作为防水屋面叠合板内的粗骨架对其形成有效支撑，使该防水屋面叠合板及使用该叠合板的防水结构具有抗渗性能优异、强度高、质量好、成本低、工艺简单、施工效率高等优点。
附图说明
图1是本发明中防水屋面叠合板具体实施方式的结构示意图;
图2是图1的俯视图示意图;
图3是防水板块的立体结构示意图；
图4是应用图1中防水屋面叠合板的防水结构示意图；
图5是应用图1中防水屋面叠合板的防水结构示意图；
图中：1、预制ECC混凝土防水板块；2、缝隙；3、微膨胀水泥基复合材料层；4、防水屋面叠合板；4-1、找平层；5、女儿墙；6、附加层；7、压条；8、卷材的收头；9、盖板。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图3所示，本发明提供一种防水屋面叠合板包括水泥砂浆找平层、多块矩形的预制ECC混凝土防水块板和微膨胀水泥基复合材料层，其中预制ECC混凝土防水块板位于找平层和微膨胀水泥基复合材料层之间，预制ECC混凝土防水块板之间具有10-20mm的缝隙，该缝隙被微膨胀水泥基复合材料填充，预制ECC混凝土防水块板通过找平层固化前的粘性与找平层粘结、通过微膨胀水泥基复合材料固化前的粘性与微膨胀水泥基复合材料层粘结。
微膨胀水泥基复合材料包括膨胀剂137份、减缩剂31份，ECC混凝土水泥包括硅酸盐水泥490份、粉煤灰1077份、PVA纤维26份、水470份，精细石英砂400份。上述膨胀剂和减缩剂分别为市面上工程常用膨胀剂（如CSA膨胀剂、明矾石膨胀剂、U型膨胀剂、铁屑膨胀剂）和减缩剂（如醇类减缩剂、聚氧乙烯减缩剂、多组分减缩剂）。
预制ECC混凝土防水块板的尺寸根据实际施工作业面积而定，其宽度1000-1500mm，长度1000-1500mm，厚度40-60mm。
上述防水屋面叠合板的优势在于，内部的预制ECC混凝土防水块板由工厂预制，并于蒸汽养护室内进行蒸汽养护。经7-14天的标准养护使得预制ECC混凝土防水块板完成了大部分的收缩变形，有效避免了高延性纤维增强水泥基复合材料ECC防水屋面板因干燥收缩导致的开裂问题。同时，相比于传统现浇施工，预制ECC混凝土防水块板具有强度高、质量稳定、节约成本等优点。此外，预制ECC混凝土防水块板装配式的施工方式也降低了操作难度，提高了施工效率。通过将微膨胀水泥基复合材料ECC浇入预制ECC混凝土防水块板之间的缝隙，并利用其体积微膨胀的特性，使得预制ECC混凝土防水块板之间产生挤压应力，从而将各个预制ECC混凝土防水块板紧密连接起来，成为一个整体。该叠合板不仅具有密实、牢固等优点，同时还进一步提升了其抗渗和防水性能。相比于普通混凝土，高延性纤维增强水泥基复合材料ECC具有优异的裂缝控制能力和抗渗性能，故而采用ECC材料制作防水屋面板，不仅能满足屋面结构安全和防水性能要求，增强结构的耐用性和安全性，还能有效避免后期返修维护成本和材料浪费。
如图4、图5所示，本发明提供一种应用上述防水屋面叠合板的防水结构，包括防水屋面叠合板和女儿墙，防水屋面叠合板与女儿墙之间预留空隙，并以密封材料嵌填，密封材料可选用双组份聚疏密封胶、聚氨酯建筑密封胶、硅酮密封胶、遇水膨胀止水胶、柔性填了、聚氯乙烯胶泥等，防水屋面叠合板上附设附加层，该附加层涵盖防水屋面叠合板、女儿墙和两者衔接区域，附加层可选用卷材或涂覆防水性涂层。
如图4所示，若选择卷材作为附加层，且女儿墙为混凝土结构，则卷材的收头可用压条直接固定于女儿墙上，并且在固定位置架设作为挡雨板的盖板，盖板选用金属材料或合成高分子材料。
如图5所示，若选择卷材作为附加层，且女儿墙为砖墙结构，则在女儿墙上预留凹槽，卷材的收头固定密封于该凹槽中。
本发明提供一种上述防水结构的施工方法，步骤如下：
a、根据施工作业的面积，在工厂预制合适尺寸和数量的预制ECC混凝土防水板块，于蒸汽养护室内蒸汽养护7-14天成型；其中蒸汽养护分为静停、升温、恒温和降温四个阶段：⑴待ECC混凝土浇捣完成后静停2-6h，待混凝土终凝后方可升温；⑵利用蒸汽加热混凝土表面，使其温度逐渐升高，升温速率控制在10℃-20℃/h；⑶在恒温养护阶段温度控制在50℃-60℃，相对湿度90%-100%，持续养护；⑷逐步降低混凝土表面的温度，降温速率控制在10℃-20℃/h；⑸检查ECC混凝土表面无缺陷或损伤，方可进行拆模作业；
b、使用水泥砂浆在屋面上铺设找平层，并于找平层固化前将预制ECC混凝土防水板块铺设于找平层上，预制ECC混凝土防水板块之间留有缝隙，待找平层固化后找平层与预制ECC混凝土防水板块之间形成有效粘结；
c、浇筑一层微膨胀水泥基复合材料，使微膨胀水泥基复合材料将预制ECC混凝土防水板块之间的缝隙填满，并进行振捣密实，抹平压光；
d、对微膨胀水泥基复合材料层进行洒水养护，通过微膨胀水泥基复合材料的膨胀使得预制ECC混凝土防水板块之间相互挤压，待微膨胀水泥基复合材料硬化成型后形成防水屋面叠合板；
e、防水屋面叠合板之间的空隙用密封材料嵌填；
f、在防水屋面叠合板与女儿墙上设置一层卷材或涂覆防水性涂膜作为附加层，如选择卷材作为附加层，则卷材收头与女儿墙连接处做密封固定。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (12)
1.防水屋面叠合板，其特征在于：包括找平层、多块预制ECC混凝土防水板块和微膨胀水泥基复合材料层，所述预制ECC混凝土防水板块在所述找平层和所述微膨胀水泥基复合材料层之间，所述预制ECC混凝土防水板块之间具有缝隙，所述缝隙被微膨胀水泥基复合材料填满，所述预制ECC混凝土防水板块与所述找平层之间通过所述找平层凝固硬化前的粘性粘结，所述预制ECC混凝土防水板块与所述微膨胀水泥基复合材料层之间通过所述微膨胀水泥基复合材料凝固硬化前的粘性粘结；
所述微膨胀水泥基复合材料包括ECC混凝土和膨胀剂、减缩剂中的一种或两种，其中膨胀剂75-150份、减缩剂15-45份，ECC混凝土包括硅酸盐水泥480-520份、粉煤灰950-1100份、PVA纤维20-30份、水460-490份、精细石英砂380-430份；
所述预制ECC混凝土块板由ECC混凝土进行蒸汽养护7-14天制得；
所述微膨胀水泥基复合材料的膨胀系数为0.01%-0.05%；
所述预制ECC混凝土防水块板为规则的三角形、四边形或多边形；
所述预制ECC混凝土防水板块为矩形板，长度为1000-1500mm，宽度为1000-1500mm，厚度为40-60mm，所述缝隙的宽度为10-20mm。
2.使用如权利要求1所述的防水屋面叠合板的防水结构，其特征在于：包括防水屋面叠合板和女儿墙，所述防水屋面叠合板与女儿墙之间具有间隙，所述间隙用密封材料嵌填。
3.根据权利要求2所述的防水结构，其特征在于：还包括附加层，所述附加层横跨所述防水屋面叠合板与所述女儿墙，将所述防水屋面叠合板与所述女儿墙之间的过渡区域完全覆盖。
4.根据权利要求3所述的防水结构，其特征在于：所述附加层为铺设于所述防水屋面叠合板和所述女儿墙上的卷材或在所述防水屋面组合板、所述女儿墙及两者衔接区域上涂抹的一层涂膜。
5.根据权利要求4所述的防水结构，其特征在于：所述女儿墙为混凝土结构，所述卷材位于所述女儿墙上的收头用压条固定于墙体上。
6.根据权利要求5所述的防水结构，其特征在于：所述压条处设置盖板。
7.根据权利要求4所述的防水结构，其特征在于：所述女儿墙为砖墙结构，所述女儿墙上具有凹槽，所述卷材位于所述女儿墙上的收头固定密封于所述凹槽内。
8.如权利要求2所述的防水结构的施工方法，其特征在于：包括如下步骤
a、在蒸汽养护室内预制多块预制ECC混凝土防水板块，其方法是对ECC混凝土防水板块采用蒸汽养护，包括静停、升温、恒温和降温四个阶段：⑴待ECC混凝土浇捣完成后静停2-6h，待混凝土终凝后方可升温；⑵利用蒸汽加热混凝土表面，使其温度逐渐升高，升温速率控制在10℃-20℃/h；⑶在恒温养护阶段温度控制在50℃-60℃，相对湿度90%-100%；⑷逐步降低混凝土表面的温度，降温速率控制在10℃-20℃/h；⑸检查ECC混凝土表面无缺陷或损伤，方可进行拆模作业；
b、使用水泥砂浆在屋面上铺设找平层，并于找平层固化前将预制ECC混凝土防水板块铺设于找平层上，预制ECC混凝土防水板块之间留有缝隙，待找平层固化后找平层与预制ECC混凝土防水板块之间形成有效粘结；
c、浇筑一层微膨胀水泥基复合材料，使微膨胀水泥基复合材料将预制ECC混凝土防水板块之间的缝隙填满，并进行振捣密实，抹平压光；
d、对微膨胀水泥基复合材料层进行洒水养护，通过微膨胀水泥基复合材料的膨胀使得预制ECC混凝土防水板块之间相互挤压，待微膨胀水泥基复合材料硬化成型后形成防水屋面叠合板；
e、防水屋面叠合板与女儿墙之间的空隙用密封材料嵌填。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：在防水屋面叠合板和所述女儿墙上铺设一层卷材或涂膜一侧涂覆膜作为附加层。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：当女儿墙为混凝土结构时，卷材位于女儿墙上的收头通过压条固定于女儿墙上；当女儿墙为砖墙结构时，卷材位于女儿墙上的收头密封固定于预设在女儿墙上的凹槽内。
11.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：当女儿墙为混凝土结构时，压条上设置盖板作为挡雨板。
12.根据权利要求11所述的施工方法，其特征在于：盖板为金属或合成高分子材料制成。
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