一种种植屋面非固化复合防水系统

刘欢佳 王春澎 沈 龙 胡居中 朱传琦

中建八局华北分公司 河北 雄安新区 071799

相对于一般屋面，种植屋面的防水施工为屋面防水与密封子分部工程中的施工难点。传统的种植屋面防水常采用2层SBS改性沥青防水卷材进行防水施工。而该方法在实际应用中存在较为严重的质量通病。受限于单一材料特性，该方法在施工中常出现卷材空鼓、渗漏，施工缝后浇带处理不足，且渗漏点难以处理。而随着近几年国家实施JC/T 2428—2017《非固化橡胶沥青防水涂料》[1]行业标准以及编制《热熔橡胶沥青防水涂料》行业标准，非固化防水涂料的施工方法和施工要求被更加明确定义，这为非固化复合防水系统的施工提供了强力的支持。

根据GB 50345—2012《屋面工程技术规范》[2]，复合防水层是由彼此相容的防水卷材与防水涂料组合而成的防水层。而非固化复合防水系统在基于复合防水系统的定义基础上，要求防水涂料不可反应成膜，从而保持永久蠕变性以满足其非固化的物理性能要求。非固化复合防水系统具有黏结性能强、延伸性强、自愈性强、施工方便的特点。同时，非固化复合防水系统结构适应性强，可适用于各种复杂结构。相对于传统种植屋面屋面防水做法，非固化复合防水系统具有更好的防水性能以及防水表现。基于行业趋势，非固化复合防水系统作为一种防水新工艺被迅速推广，并广泛地应用于各种非外露防水工程，种植屋面防水工程，地下结构防水工程，道桥铁路防水工程，堤坝防水工程以及变形缝等缝隙防水工程。本文将探讨不同非固化复合防水系统的相关特点，同时结合雄安商务服务中心三标段项目讨论种植屋面非固化复合防水系统的实际施工方法，施工质控难点及相关应对措施。

1 种植屋面非固化复合防水系统方案选择

相对于普通屋面，种植屋面对屋面防水系统具有更高的物理特性及化学特性要求。种植屋面需直接接触泥土，同时由于植物生长其根部会刺透屋面层。因此，种植屋面防水层需有耐受植物根部穿刺的特性，即不会因植物根部生长而丧失其防水性能。同时，防水层需可耐受化学腐蚀与霉菌腐蚀。因此，种植屋面防水层在选材上相对于一般屋面防水层有所区别。根据定义，复合防水层由防水涂料与防水卷材共同组成。因此，针对种植屋面，需从涂料及卷材两方面讨论其材料选择方案并判断其复合效果以获得最终的复合方案。

1.1 涂料选择

种植屋面非固化防水层与普通屋面非固化屋面防水层对防水涂料要求相同，即防水涂料不能反应成膜，并保证永不固化。其中，永不固化的标准是要求防水涂料长期保持黏膏状和优异持久的蠕变特性。同时，防水涂料还需满足JC/T 2428—2017《非固化橡胶沥青防水涂料》规范的相关要求。目前，被广泛应用的蠕变型防水涂料主要有非固化橡胶沥青防水涂料与热熔橡胶沥青防水涂料。其涂料特点见表1。

表1 蠕变型防水涂料特点

1.2 卷材选择

区别于普通屋面，种植屋面的防水卷材在满足其相容性、化学稳定性及防水性的基础上，其基本性能还需满足GB 18242—2008《弹性体改性沥青防水卷材》[3]标准，同时该卷材需通过化学阻根形成该卷材耐根穿刺的特性。同时，该卷材的应用性能和化学性能需符合JC/T 1075—2008《种植屋面用耐根穿刺防水卷材》[4]规范要求，并且其环保安全性需得到FLL认证。目前，常见的防水卷材主要分为沥青基防水卷材与合成高分子类防水卷材。其中，沥青基防水卷材包括热熔聚合物、冷粘和自粘改性沥青防水卷材，在施工中常用的SBS改性沥青防水卷材可视为热熔聚合物改性沥青防水卷材。而合成高分子防水卷材主要包含橡胶类防水卷材与塑料类防水卷材。各卷材特点见表2。

表2 防水卷材特点

1.3 防水系统复合效果标准

防水卷材与防水涂料需根据二者的复合效果选择相应的复合方案。复合效果需根据2种材料的相容性与复合后防水层的耐久性进行判断。材料的相容性要求防水卷材与防水涂料间不能产生不良的物理和化学作用，同时材料之间具有较好的黏结性能。而防水层的耐久性要求防水层在使用过程中，在内、外部因素作用下，经久不破坏，依旧保持其良好的防水功能的性质。材料的相容性可通过观察应用过程中是否存在卷材变色，析出有害油分或小分子物质以及黏结困难的情况。而针对复合防水系统的耐久性需对防水层分别进行加热、紫外线以及浸水等老化处理。处理要求是在材料黏合后标干燥箱，紫外线箱以及23 ℃水中老化处理21 d，最后对比测试防水层的剥离强度。

实际上，复合防水系统的相容性以及耐久性一直以来是业内学者的研究方向。张陆阳等[5]通过测试不同材料复合后的附着力后发现，高分子防水卷材与水性高分子防水涂料相容性较好，而与沥青防水涂料相容性较低。胡冲等[6]分别对SBS改性沥青防水卷材与热熔性沥青基防水涂料复合防水系统和SBS改性沥青防水卷材与非固化橡胶沥青防水涂料复合防水系统进行上述耐久性测试发现，非固化橡胶沥青防水涂料与SBS改性沥青防水卷材的相容性更好，其复合体系的耐久性更佳。

因此，综合材料选择方向和试验复合结果，非固化橡胶沥青防水涂料与SBS改性沥青防水卷材组成的非固化复合防水系统在满足材料要求与复合效果要求的基础上，可以作为种植屋面的防水层施工方案。然而，种植屋面非固化复合防水系统缺少相关规范对其施工进行规范与指导，同时现场施工情况复杂，这也导致即使复合防水系统满足要求，在现场实际应用过程中依旧无法达到预期效果。因此，种植屋面的非固化防水系统的具体应用方法、施工难点及应对措施应结合施工实际情况进行讨论。本文将以雄安商务服务中心三标段项目为案例进行相关的讨论研究。

2 种植屋面非固化复合防水系统应用研究

2.1 工程概况

雄安商务服务中心三标段项目位于雄安新区容东片区西部，雄安市民服务中心北侧。其建筑面积为104 000 m2，建筑功能集办公、酒店、商业等众多业态于一体。该项目主体由地下2层、地上3栋塔楼以及2栋4层裙楼组成，其中B座塔楼为16层，最大建筑高度达到80 m。雄安商务服务中心三标段主体结构为雄安第一高楼，建成后将极大程度上代表雄安新区的城市形象，同时，其地处雄安新区，建成后为新区前期建设提供急需的商务配套功能，因此，该项目政治定位起点高。同时，该项目工期紧，质量要求高，需确保“安济杯”，争创“鲁班奖”。

2.2 种植屋面防水设计

雄安商务服务中心三标段项目的裙楼屋面设计为花园式种植屋面。其防水层应用种植屋面非固化复合防水系统，并采用倒置式屋面防水结构。在非固化防水系统中，相对于正置式屋面，其施工难度较低，同时倒置式屋面防水系统直接接触结构层，通过形成致密的防水层抵御结构层的细小变形、裂缝。同时，其优异的蠕变和自愈性可防止窜水现象发生。因此，在种植屋面非固化防水系统施工过程中，倒置式屋面防水是一个更加合理的选择。

雄安商务服务中心三标段项目裙楼种植屋面防水设计等级为Ⅰ级，同时采用耐根穿刺防水卷材与非固化橡胶沥青防水材料复合防水设计，屋面具体做法如图1所示。

图1 屋面做法

2.3 施工工艺

项目基于屋面工程防水设防等级要求，严格落实GB 50207—2012《屋面工程质量验收规范》[7]、GB/T 50378—2019《绿色建筑评价标准》[8]及相关规定。该项目种植屋面非固化复合防水系统的具体施工工艺流程为：基层处理→涂料加热→节点部位加强处理→弹线、定位→卷材预铺→防水涂料施工→铺贴耐根穿刺防水卷材→自检、验收。

2.3.1 基层清理

施工前需清除基层上的尘土、杂物、油污和浮浆等。针对施工区域扬尘、风沙较多的情况，需采用高压空气吹尘或吸尘器吸尘。为达到涂料与基层满粘的效果，对基层明显缺陷部位需采用1∶3水泥砂浆进行补强处理。同时，基层阴角处需做成半径≥50 mm的圆弧或45°坡脚，阳角处需做成半径为20 mm的圆弧。当基层条件较差时，可在基层上用滚筒均匀涂刷基层处理剂，如水性乳化沥青等。同时，在涂刷过程中保证先远后近，先里面后平面的原则，保证基层无麻点、露底现象。

2.3.2 涂料加热

非固化橡胶沥青防水涂料在施工使用前需放于加热罐系统中，并设置油温在160～180 ℃范围内，持续加热1～2 h，期间不断搅拌使涂料溶解为液态。待非固化橡胶沥青防水涂料达到特定温度时方可进行施工，其中，喷涂方法要求防水涂料温度不低于140 ℃，刮涂方法要求防水涂料温度不低于120 ℃。实际上，非固化涂料加热温度不宜过高，以防聚合物分解，影响到材料性能。同时，施工时的涂料温度不宜过高，以防止防水涂料一次无法成形。在施工过程中若遇到涂料温度降低，应再次加热以达到指定温度要求。

2.3.3 节点部位加强处理

在屋面防水层大面积施工前，需对屋面结构细部节点进行加强处理。处理结构种类主要有管根、阴阳角、预埋件、施工缝及后浇带等易渗漏部位。为保证加强节点的防水施工效果，对细部节点需手工刮涂2 mm厚非固化橡胶沥青防水涂料后再铺贴SBS改性沥青防水卷材作为加强层，其宽度需超过500 mm。同时，在大面积防水层施工完成后，对细部节点的薄弱防水部位也需对卷材做加强处理。

2.3.4 弹线定位及卷材预铺

基于防水卷材的铺设方向与卷材卷度，在基层上依据工作面的情况，以分格的方式依次弹出控制线，从而确定非固化橡胶沥青防水涂料的喷涂或刮涂区域。其中，每个分格长度为5 000 mm，宽度为920 mm，面积为4 600 000 mm2。弹线定位后需根据放线区域形状对卷材进行裁剪，完成后方可进行实际铺贴，以保证卷材铺贴顺直。同时，在大面积铺贴前，需将防水卷材自然松弛地摊开，释放卷材内部应力，并按照控制线摆放、试铺。在试铺过程中需保证长短边搭接宽度均为100 mm，相邻卷材的短边搭接缝应错开500 mm且不小于幅宽的1/3。在确定卷材铺贴位置后需将防水卷材由两端向中间回卷。

2.3.5 防水涂料施工

根据施工结构部位的不同，针对非固化橡胶沥青防水涂料，可分为喷涂和手工刮涂。其中，喷涂适用于屋面平立面部位，而手工刮涂适用于狭窄区域及细部节点。对于种植屋面，无论采用喷涂施工或是手工刮涂，非固化橡胶沥青的涂布厚度均需达到2 mm，用量在2.5～2.8 kg/m2范围内。对于手工刮涂施工，工人在作业时需做好安全防护措施，将防水涂料用涂料专用器皿倒在既定的弹线区域内。工人需用刮板刮涂均匀，保证防水涂料无流淌、鼓包现象。而对于喷涂施工，应在防水涂料温度达到140 ℃时，用喷枪将涂料均匀地喷涂在平立面基层上，喷嘴与基层面应呈90°夹角，保证一次喷涂成膜，并达到既定的喷涂厚度。防水涂料涂布完成后应采用针测法检测涂层厚度，对于不达标的工作区域应进行加强处理。

2.3.6 铺贴耐根穿刺防水卷材

在非固化防水涂料施工完成后的3 min内需立即进行4 mm厚耐根穿刺防水卷材施工。在铺设过程中应沿着定位线采用热熔法滚动铺设防水卷材，使卷材与防水涂料黏结在一起，形成整体，以确保防水效果。在大面积防水卷材铺贴时，卷材需保持顺直、平整、无褶皱。在铺贴过程中，卷材的搭接要求需满足预铺时的搭接要求，同时搭接缝应顺水流方向，并应减少卷材短边搭接。卷材搭接缝处应采用热熔黏结，作业人员需用喷灯充分烘烤将卷材涂盖层熔融，并采用金属压辊缓压卷材搭接边以使卷材粘贴牢固。压辊后需保证边缘挤出熔融沥青并形成宽2～5 mm的均质非固化沥青条，从而达到封闭接缝口的目的。封边完毕后，可采用非固化橡胶沥青防水涂料沿卷材接缝处涂刷宽100 mm以进行加固。针对防水卷材密封收口处需用金属压条和钢钉进行固定，并使用密封膏进行密封。

2.3.7 自检、验收

防水层施工完毕后，首先需进行自检，自检要重点检查卷材的完整性以及细部节点如水落口、出屋面管道等的施工完整性。自检合格后需上报监理单位，并组织建设单位和监理单位进行验收。同时，再进行淋水试验，检查无渗漏和滴水现象，保证验收合格后再进行下一道工序的施工。

2.4 施工难点及应对措施

虽然非固化复合防水系统作为一种防水新工艺被广泛应用，但是由于其缺少准确的行业规范对其施工进行指导，同时对于复合防水系统还处于研究阶段，这意味着，该施工工艺并不完全成熟。因此，在施工过程中非固化复合防水系统存在一定的施工难点和质量通病。本文结合雄安商务服务中心三标段项目实际施工情况，讨论该项目中存在的施工难点以及相应的应对措施。

2.4.1 防水卷材滑移

非固化沥青防水涂料因其优异的蠕变性与永不固化的特性，在外部应力作用下会发生流动，从而产生一定的位移。同时，该项目现场屋面防水层施工是在室外环境中进行的，太阳会对防水层进行直接照射，而在这种情况下，阳光直射会增强防水涂料的蠕变性，从而增大其位移。因此，防水卷材在种植屋面施工过程中存在滑移现象[9-17]。

针对这种现象，作业人员在防水层施工过程中应提高施工效率，同时加强防水层保护工作，保证保护及时、保护措施到位。同时，针对已发生滑移的卷材，作业人员应剔除，在接缝处重新铺贴卷材，并在外露3 m范围内加设压条，并用宽度不小于15 cm的SBS卷材于压条上满粘覆盖。

2.4.2 卷材缩边

雄安商务服务中心三标段项目种植屋面施工正值冬季。当气温回暖，积雪融化，屋面所处环境潮湿并与水直接接触，水蒸气会留存于结构层中。温度升高，结构层潮湿气体膨胀会引起屋面卷材受拉开裂。同时，屋面作业是在室外环境中进行的，阳光直射会提高防水涂料的蠕变性。

在一定情况下，外部活动会导致卷材接缝处产生集中应力，其中卷材长边为应力释放方向，卷材短边为应力的作用方向。因此，在应力作用下，防水卷材沿短边方向逐步开裂，即缩边现象。

一旦在现场施工中出现卷材缩边现象，可以将接缝处理方式改为先长边焊接，短边搭接加宽并放空，3 d后再进行短边焊接，同时，卷材在铺设前应张开以充分释放应力。同时针对已缩边脱口的卷材，应在其短边进行增宽搭接处理，并在短边搭接处满粘铺贴1道宽度不小于30 cm并延伸过长边不小于30 cm的SBS防水卷材。

3 结语

传统的种植屋面防水常采用2层SBS改性沥青防水卷材进行防水施工。该方法质量通病严重，常导致卷材空鼓渗漏，施工缝后浇带处理不足，且渗漏点难以处理。非固化复合防水系统作为一种屋面防水新工艺，以其黏结性能强、延伸性强、自愈性强、施工方便的特点被广泛应用。在种植屋面防水层施工方面，非固化复合防水系统相比于传统做法有更好的防水性能及防水表现[18-19]。

本文从防水涂料、防水卷材以及二者的复合效果，讨论种植屋面非固化复合防水系统的选材方案。根据本文分析讨论结果发现，对于种植屋面的非固化复合防水系统，选用非固化橡胶沥青防水涂料以及SBS改性沥青防水卷材的复合方案具有更好的相容性与耐久性，更加符合种植屋面防水层的实际使用需求。

针对非固化复合防水系统的实际应用，本文结合雄安商务服务中心三标段项目进行讨论并提供了详细的施工工艺流程。同时，本文结合该项目的施工实际阐述了种植屋面防水层施工发生防水卷材滑移与防水卷材缩边的原因并提供了相应的应对措施。