CN85103137A - 保温隔热双向预应力刚性防水屋面 - Google Patents

Abstract

保温隔热双向预应力刚性防水屋面，是用于平屋面的保温隔热防水的屋面结构，以解决平屋面的隔热保温和漏水问题。其特征在于在屋面结构基层上，使用炉渣等废料作保温层，保温层上设找平层，隔离层，然后在屋面上使用特制的台座和张拉器，灌注双向预应力高标号混凝土防水层，在防水板块间用油膏嵌缝，从而达到使用简易机具，普通材料，建造造价低，质量好，使用寿命长，保温隔热防水效果牢固可靠的屋面结构。

Description

本发明涉及一种多用途的屋面结构，特别是用于平屋面的保温隔热防水屋面结构及其施工机具。

一般平屋面，随所处地区冷热之不同，需要保温或隔热，但都必须防水不使渗漏。

采用细石混凝土刚性防水层，隔热层的作法是在防水层上砌筑小方墩，上铺钢筋混凝土板，但在维修时，人在屋面上行走，混凝土板容易破损，所以施工时这种架空隔热层必须拆除，完工后又须恢复，大大增加了维修工作量，同时成本也较高。

在保温层方面，在寒冷地区，一般是在柔性防水层下以珍珠岩沥青混凝土做保温层，以延长防水层寿命，这种结构造价高，容易老化。

关于平屋面防水问题，是一个大问题，一般采用两种形式，即传统的沥青油毡柔性防水层和后来使用的细石混凝土刚性防水层。

采用传统的沥青油毡防水层是用热沥青或其它胶结料将油毡或其他防水卷材铺贴在屋面上，主要问题是成本较高，容易老化，不耐用，施工工艺要求严并且污染环境。据1983年“航空工业部屋面防水维修技术专题研究组”调查资料表明，二毡三油沥青防水平屋面的平均使用寿命为12年，其中最短的仅为2年，就出现起泡、流淌、开裂、下滑等现象而开始渗漏，修补或更新时，油毡需全部铲除，施工困难。

采用细石混凝土刚性屋面防水层，是用粒径为5～12mm的石子拌合的混凝土，在截面底部按纵横双向布置钢筋所做成的防水层，在防水层混凝土板块之间设分仓缝，单块混凝土板块面积在18m²左右，主要问题是混凝土层随气温、混凝土本身之干缩、徐变、屋面结构基层之不均匀下沉，分仓缝划分受到承重结构位置的限制等原因而开裂，产生漏水现象。

根据1980年建材部技术情报研究所，湖南省建筑材料科技情报总站联合检查组调查资料《南方屋面防水材料的现状和发展趋势》介绍，武汉地区97%平屋面不同程度渗漏，湖南衡阳地区1975年以来新做的油毡屋面就有73%的工程漏水，又据上海铁路局杭州建筑段1983年10月抽查76栋细石混凝土刚性防水屋面，其中不同程度渗漏的有47栋，占调查总数的63.5%。

为解决平屋面渗漏问题，在刚性防水层方面，江苏省建筑研究所研制的微膨胀混凝土刚性防水层，是在水泥中渗入少量矾土水泥，生石膏粉而后拦合成钢筋混凝土做成的。防水层结构与细石混凝土相似，其目的在于利用混凝土本身的自应力，减少混凝土防水层之裂纹，从而达到防水的目的。但根据《微膨胀混凝土刚性防水屋面技术规程》规定，屋面板头必须设缝，如屋面板纵向排列时，则每间房屋必须设分仓缝分开，其分仓面积不得大于30m²。这样，势必加长了屋面分仓缝，增加了油膏用量和防水弱点，而利用微膨胀所产生应力较小，不能充分发挥钢材的性能。

日本专利特开昭53-51610号《钢筋混凝土房屋的屋面防水方法》，提出用膨胀水泥灌注混凝土屋面板，在屋面板的上下两层全面布筋，在屋面板上再用膨胀水泥配制的砂浆构成保护层，其原理和微膨胀混凝土屋面防水层相似，但这种结构，连同屋面板本身都必须使用膨胀水泥灌注，同时还加大了配筋率，达0.53%，提高了造价，而仍不能充分发挥钢筋的抗裂性能。

所以在平屋面的隔热保温防水方面，都还待继续研究改进，还没有经济、耐久并便于施工的好办法。

本发明的目的就是要提供一种改进的平屋面隔热保温防水结构及其主要施工用机具，它既不需要特殊技术，也不用特殊材料，省工省时，造价较低，而隔热保温防水效果又安全可靠。

发明是这样实现的，在安装屋面结构基层时，使其顶面低于圈梁顶部100～200mm，板缝间灌注细石混凝土，用1∶5～1∶15石灰煤渣或开挖基础的废土填充到屋面上滚压密实，使其顶面低于圈梁顶面10～15mm，在这残余的空隙内填充低标号水泥砂浆，找平抹光，使其顶面与圈梁顶面齐平，待砂浆干硬后涂刷两度皂化隔离剂，然后在屋面上安装张拉台座，用分离式液压张拉器在屋面上用先张法张拉冷拔钢丝，在隔离层上灌注含钢量为0.10～0.2%的双向均匀布置钢丝的预应力高标号混凝土，钢丝预应力控制为其极限强度的70～75%，预应力钢丝布置于混凝土截面中心偏上，即纵向钢丝布置于截面中心，横向钢丝紧贴在纵向钢丝之上。待混凝土凝固后，剪丝，拆除台座，分仓缝填塞优质油膏。因张拉台座的角钢〔12〕成了伸到圈梁以外的防水层底模，借助扁钢〔11〕形成滴水线，可以防止爬水渗漏。

这种结构优点在于：

1、由于防水板块双向垂直配筋并且预加应力，充分发挥了钢筋的作用，又因其与屋面结构基层脱离，可以自由伸缩，混凝土是高标号，所以防水层不易开裂，防水效果好，经久耐用。实际上混凝土寿命可达30年，油膏寿命为12～15年，几乎不需维修。

2、由于防水板块可以跨越承重结构，分仓面积大，最大可达110m²，与一般刚性屋面防水层相比，在相同面积下，节省油膏3～4倍;张拉台座既是台座，又可当做模板，并可多次重复使用;钢筋预施应力，结点不必绑扎;用石灰煤渣或开挖出的废土代替架空隔热层或珍珠岩沥青混凝土;所有这些，都降低了本发明的造价。

3、这种结构不但可用于新建的无论有无檐沟的平屋面，只要载荷允许，也可用来翻修改建既有平屋面;它既可隔热，又可防寒，而且施工设备简易，材料来源广泛，检查维修也很方便，所以适用性强。

4、利用本发明的张拉台座和分离式液压张拉器，可充分利用已成屋面这块广阔场地就地双向张拉钢丝，用先张法就地灌注高标号预应力混凝土刚性屋面防水层，保证钢丝顺直，位置准确，提高了工程质量，操作安全可靠。

以下结合附图，对本发明作进一步详细说明：

图1    防水层板块的分仓缝布置图

图中1分仓缝    2承重墙或梁

3檐沟

图2    防水层和分仓缝剖面图

图中4屋面板    5填充煤渣的保温隔热层

6找平隔离层    7分仓缝上填塞的油膏

8双向预应力混凝土刚性屋面防水层

9φ^b4冷拔低碳钢丝

图3    张拉台座

图中10角钢    11扁钢

12角钢    13支撑圆钢

14升降杆用圆孔板    15穿钢丝圆孔

图4    分离式液压张拉器

图中16连接卡头    17尾架

18半自动夹具    19张拉夹具架

20把手    21输油管接头

22活塞    23张拉器缸体

图5    带有檐沟的平屋面张拉台座组装图

图中24升降杆    25螺栓孔

26定位螺栓    27支撑螺栓

图6    带有女儿墙的平屋面张拉台座和分离式液压张拉器组装图

28铁垫板

参照图1将带有檐沟〔3〕的屋面按照与屋面承重的墙或梁〔2〕相对应的位置，规划好分仓缝〔1〕，如房间面积较小，防水板块可连续跨越承重结构〔2〕而不设分仓缝。

参照图2，屋面板〔4〕上，用1∶10白灰炉渣或基坑中挖出土壤填充压实做成隔热保温层〔5〕，在保温层〔5〕上填充低标号水泥砂浆，找平抹光，其上涂刷两度皂化隔离剂，是为找平隔离层〔6〕，找平隔离层〔6〕上为双向预应力钢筋混凝土刚性屋面防水层〔8〕，其中钢筋〔9〕为冷拔钢丝，按纵横两个方向均匀布置，配筋率为0.10～0.2%，并位于截面中部偏上;混凝土为细石高标号混凝土，石子粒径为5～12mm;在分仓缝处，将防水层厚度加高用油膏〔7〕填充，顶部做成龟背状，以便排水。

参照图3，由兼作边模的角钢〔10〕和兼作防水层伸出圈梁外的底模角钢〔12〕焊接组成张拉台座的主体，在角钢〔12〕上焊上形成滴水线的扁钢〔11〕，为增加台座钢度，在角钢〔10〕与〔12〕间加支撑圆钢〔13〕，角钢〔10〕上设圆孔板〔14〕，以备穿入升降杆升降支座使用，冷拔钢丝穿过角钢〔10〕上所设圆孔〔15〕。

参照图4，连接卡头〔16〕是用来固定张拉器使用的。施工时可以卡在台座角钢〔10〕上，尾架〔17〕用来调整张拉器缸体〔23〕水平，当通过手动油泵经过输油管接头〔21〕向张拉器供油时，则活塞〔22〕向前移动，带动张拉夹具架〔19〕和夹住钢丝的半自动夹具〔18〕一起移动，钢丝所受拉力由液压泵上的压力表控制，把手〔20〕供拆装张拉器使用。

参照图5，升降杆〔24〕穿过圆孔板〔14〕拧在支撑螺栓〔27〕上的螺栓孔〔25〕上，并用定位螺栓〔26〕固定住其位置。同时支撑螺栓〔27〕顶住檐沟〔3〕外边。张拉台座角钢〔12〕上的扁铁顶面，与圈梁顶面平齐。

参照图6，这种带有女儿墙的平屋面张拉台座组装方法与带檐沟平屋面的组装方法基本相同，其不同点只是支撑螺栓〔27〕改为反向穿入预凿的墙孔，在内墙孔口处设铁垫板〔28〕，拧紧螺栓定位后，即可张拉钢丝。

其具体施工步骤是：

铺设屋面结构层-板缝间灌注细石混凝土-填充保温层-找平层-隔离层-安装台座-张拉钢丝-安装分隔条-灌注高标号混凝土-养生、拆分隔条-剪丝-拆台座-油膏嵌缝

参照图1采用本发明的屋面实例A块57.51m²，B块83.60m²，C块85.94m²，AB和BC间设分仓缝。

保温隔热层：1∶10石灰煤渣厚150mm;

找平层：1∶4水泥砂浆，压实抹光厚15mm;

隔离层：涂皂化隔离剂两度;

防水层：厚40cm，其中：

分仓缝用油膏填塞，顶面高出屋面成龟背状;

防水板块用425号普通硅酸盐水泥，配合比1∶1.4∶3.12∶0.46，陷度2～3cm的300级细石混凝土;

板内配双向预应力φ^b4冷拔低碳钢丝，间距200mm，配筋率0.16%，纵向筋在截面中心，横向筋位于纵向筋之上;控制应力为钢丝极限强度的70%。

张拉设备：由10T液压千斤顶改制。

成本对比：和江西省（1978年）建筑施工安装定额对比，张拉机具按50次摊销计算。

防水层：本发明防水层造价4.21元/m²，比细石混凝土防水层造价低12%，比油毡沥青防水层低15～33%;

隔热保温层：利用本发明每m²屋面比用钢筋混凝土隔热板和珍珠岩混凝土造价低4～6元。

Claims (7)

1、一种由钢筋混凝土和隔热材料组成用于平屋面的保温隔热刚性防水屋面，其中包括：

由冷拔钢丝在纵横两个相互垂直方向上按一定间距均匀布置的钢筋网，

由石子粒径为5～12mm混合的混凝土，

厚度为30～40mm的钢筋混凝土防水层，

在混凝土防水层板块门用防水油膏填塞的分仓缝，

刚性屋面防水层延伸到墙外的滴水线；

其特征在于：

在混凝土防水层与保温隔热层之间设置找平层和隔离层；

所用的冷拔钢丝在灌注混凝土前在纵横两个方向上预施应力，并布置于混凝土截面中心偏上，

在混凝土防水层板块间用防水油膏填塞的分仓缝，可以连续跨越承重的墙或梁，每个板块面积最大可达110m²，

防水层所灌注的混凝土是高标号混凝土，

用炉渣等废料做保温材料经压实所形成的隔热层，放在刚性防水屋面的下面。

2、根据权利要求1所述的屋面，其特征是所说的找平层由水泥砂浆所构成，所说的隔离层是在找平层上涂刷两度皂化剂。

3、根据权利要求1所述的屋面，其特征是所说的在纵横两个方向上预施应力为钢丝极限强度的70～75%。

4、根据权利要求1所述的屋面，其特征是所说的冷拔钢丝布置于混凝土截面中心偏上，是将纵向预应力钢丝，布置于混凝土截面中心，横向预应力钢丝放在纵向钢丝之上。

5、一种张拉钢筋用的台座和张拉器，其特征在于能在屋面上张拉混凝土防水层中钢丝的张拉台座和张拉器。

6、根据权利要求5所述的张拉台座，其特征在于所说能在屋面上张拉钢丝的张拉台座，主要由固定张拉器位置并且兼作周边模板用的角钢〔10〕，顶在钢筋混凝土圈梁上并焊有形成滴水线的扁钢〔11〕，同时还当作底模用的角钢〔12〕，升降杆〔24〕和顶撑连接杆〔27〕所构成。

7、根据权利要求5所述的张拉器，其特征在于所说能在屋面上张拉钢丝的张拉器，上面安装有固定位置的连接卡头〔16〕，套在活塞顶端的张拉夹具架〔19〕，半自动夹具〔18〕和调整张拉器水平的尾架〔17〕等装置。

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