建筑施工之刚性防水屋面

刚性防水屋面是指利用刚性防水材料作防水层的屋面。主要有普通细石混凝土防水屋面、补偿收缩混凝土防水屋面、纤维混凝土防水屋面、预应力混凝土防水屋面等。尤以前两者应用最为广泛。

与卷材及涂膜防水屋面相比，刚性防水屋面所用材料易得，价格便宜，耐久性好，维修方便，但刚性防水层材料的表观密度大，抗拉强度低，极限拉应变小，易受混凝土或砂浆的干湿变形、温度变形和结构变形的影响而产生裂缝。因此刚性防水屋面主要适用于防水等级为III级的屋面防水，也可用作I、II级屋面多道防水设防中的一道防水层；不适用于设有松散保温层的屋面、大跨度和轻型屋盖的屋面，以及受振动或冲击的建筑屋面。而且刚性防水层的节点部位应与柔性材料复合使用，才能保证防水的可靠性。

16-3-1 材料要求

16-3-1-1 水泥和骨料1．水泥

宜采用普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥；当采用矿渣硅酸盐水泥时应采取减少泌水性的措施；水泥的强度等级不低于32.5MPa，不得使用火山灰质硅酸盐水泥。水泥应有出厂合格证，质量标准应符合国家标准的要求。

2．砂（细骨料）

应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（JGJ 52-92）的规定，宜采用中砂或粗砂，含泥量不大于2%，否则应冲洗干净。如用特细砂、山砂时，应符合《特细砂混凝土配制及应用技术规程》（DBS1/5002-92）的规定。

3．石（粗骨料）

应符合《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》（JGJ 53-92）的规定，宜采用质地坚硬，最大粒径不超过15mm，级配良好，含泥量不超过1%的碎石或砾石，否则应冲洗干净。

4，水

水中不得含有影响水泥正常凝结硬化的糖类、油类及有机物等有害物质，硫酸盐及硫化物较多的水不能使用，pH值不得小于4。一般自来水和饮用水均可使用。

5．混凝土及砂浆

混凝土水灰比不应大于0.55；每立方米混凝土水泥最小用量不应小于330kg；含砂率宜为35%~40%；灰砂比应为1：2~1：2.5,混凝土强度等级不应低于C20；并宜掺入外加剂。普通细石混凝土、补偿收缩混凝土的自由膨胀率应为0.05%~0.1%。

16-3-1-2 外加剂刚性防水层中使用的膨胀剂、减水剂、防水剂、引气剂等外加剂应根据不同品种的适用范围、技术要求来选择。常用的外加剂品种、性能及掺量范围参见表16-47~表16-50。

常见膨胀剂主要品种 表16-47

名称　 掺量　 主要成分　 生产或研制单位

明矾石膨胀剂　 15%~20%　 天然明矾石、无水石膏或二水石青　 安徽庐江县水泥厂

CSA膨胀剂　 8%~10%　 无水铝酸钙、无水石膏、游离石灰、β-C2S　 中国建筑科学研究院

U型膨胀剂　 10%~14%　 C4A3S、明矾石、石膏　 中国建筑科学研究院

石灰膨胀剂　 3%~5%　 生石灰　 冶金建筑研究总院

FS膨胀剂　 6%~10%　 　 北京利力新技术开发公司
咸阳同心减水剂制造公司

TEA膨胀剂　 8%~12%　 膨润土　 　常用防水剂主要品种 表16-48

名称　 一般掺量　 主要性能、用途　 主要生产厂

氯化物
金属盐类
防水剂　 2.5%~5%
（占水泥重，下同）　 提高密实性、堵塞毛细孔，切断渗水通道，降低泌水率，具有早强增强作用，用于防水混凝土　 上海建筑涂料厂
陕西宝鸡秦晋建材化工厂
武汉新型防水材料厂
浙江东阳红旗微沫剂厂
南京防水材料研制厂

金属皂类
防水剂　 水溶性　 混凝土：0.5%~2%
砂浆：1.5%~5%　 形成憎水吸附层，生成不溶于水的硬脂酸皂填充孔隙，防水抗渗；可溶性金属皂类有引气和缓凝作用，用于防水、防潮工程　 上海建筑涂料厂
长沙华南建筑材料厂
哈尔滨蜚克图化工厂
河北南皮莲花池防水粉厂
四川蓬溪鸣凤防水粉厂

油溶性　 5%

无机铝盐防水剂　 3%~5%　 产生促进水泥构件密实的复盐，填充混凝土和水泥砂浆在水化过程中形成的孔隙及毛细通道　 北京建筑工程研究院
广西大新建材化工总厂
沈阳苏家屯东风防水剂厂
石家庄永固特种防水建材厂

有机硅防水剂　 混凝土：
0.05%~0.2%
砂浆：
0.02%~0.2%　 形成防水膜包围材料颗粒表面。具有僧水防潮、抗渗、抗风化、耐污染性能，可用于防水砂浆、防水混凝土，以及建筑物外立面的防水处理　 北京建材制品总厂
上海树脂厂
沈阳洪盟建筑防水材料公司
哈尔滨雪佳防水材料厂
杭州有机硅研究所　常见引气剂主要品种 表16-49

名称　 一般掺量　 主要性能、用途　 主要生产厂

PC-2
引气剂　 0.6‰
（占水泥重，下同）　 具有引气、减水作用。适用于有防冻、防渗要求的混凝土工程，含气量3%~8%，强度降低　 交通部第一航务局第二工程公司综合加工厂

CON-A
引气减水剂　 0.5‰~1.0‰　 具有引气、减水、增强作用。适用于有防冻、防渗耐碱要求的混凝土工程，含气量8%　 山西省万荣县荣河城南化工厂

烷基苯
磺酸钠
引气剂　 0.5‰~1.0‰　 改善混凝土和易性，提高抗冻性。适用于有抗冻、抗渗要求的混凝土工程，含气量3.7%~4.4%　

OP乳化剂　 5.0‰~6.0‰　 改善混凝土和易性，提高抗冻性。适用于防水握凝土工程，含气量4%，减水7%　 上海助剂厂
天津助剂厂

烷基苯
磺酸钠
（AS）　 0.8‰~1.0‰　 具有引气作用，适用于防冻、防渗要求的水工混凝土工程。含气量4%左右　 　常见减水剂主要品种 表16-50

名称　 一般掺量　 主要性能、用途　 主要生产厂

木质素
磺酸盐
减水剂
（M型减水剂）　 0.2%~0.3%
（占水泥重，下同）　 普通减水剂，有增塑及引气作用；缓凝作用，推迟水化热峰出现；减水10%~15%或增加强度10%~20%。适用于一般防水混凝土，尤其是大体积混凝土和夏季施工。缺点是混凝土强度发展慢　 开山屯化学纤维浆厂
广州造纸厂
上海新华造纸厂
水电部十局施工研究所

萘系
减水剂　 NNO　 0.5%~1.0%　 高效减水剂，显著改善和易性；提高抗渗性；减水12%~25%，提高强度15%~30%，MF、JN有引气作用，抗冻性、抗渗性较NNO好，适用于防水混凝土工程，尤其适用于冬季气温低时施工。缺点是MF引气气泡较大，需高频振动排汽　 江都县减水剂厂
天津合成材料厂
天津市第二有机化工厂
湛江外加剂厂
黄石建材外加剂厂
上海五四助剂厂
湘潭市潭建减水剂厂
沈阳有机化工厂

MF　 0.2%~1.0%

JN　 0.3%~1.0%

FDN　 0.2%~1.0%

UNF　 0.3%~1.0%

树脂系减水剂
（SM减水剂）　 0.5%~1.5%　 高效减水剂，显著改善和易性；提高密实度；早强、非引气作用；减水20%~30%，增加强度30%~60%。适用于防水混凝土，尤其是要求早强高强混凝土　 江苏省姑苏混凝土外加剂厂
南京栖霞山树脂厂　16-3-1-3 配筋配置直径为4~6mm、间距为100~200mm的双向钢筋网片，可采用乙级冷拔低碳钢丝，性能符合标准要求。钢筋网片应在分格缝处断开，其保护层厚度不小于10mm。

16-3-1-4 聚丙烯抗裂纤维聚丙烯抗裂纤维为短切聚丙烯纤维，纤维直径0.48μm，长度10~19mm，抗拉强度276MPa，掺入细石混凝土中，抵抗混凝土的收缩应力，减少细石混凝土的开裂。掺量一般为每m细石混凝土中掺入0.7~1.2kg。

16-3-1-5 密封材料及背衬材料分格缝及其他节点处嵌填的密封材料要求见“16-4屋面接缝密封防水”的有关内容。

16-3-2 细石混凝土防水屋面节点构造

各节点设计和构造除要求合理、可靠外，还要求施工方便。以下各节点构造供施工参考，如图16-27~图16-33所示。

16-3-3 细石混凝土防水层施工

16-3-3-1 施工准备工作1．屋面结构层为装配式钢筋混凝土屋面板时，应用细石混凝土嵌缝，其强度等级应不小于C20；灌缝的细石混凝土宜掺膨胀剂。当屋面板缝宽度大于40mm或上窄下宽时，板缝内应设置构造钢筋。灌缝高度与板面平齐。板端应用密封材料嵌缝密封处理。

2．由室内伸出屋面的水管、通风管等须在防水层施工前安装，并在周围留凹槽以便嵌填密封材料。

3．刚性防水层的混凝土、砂浆配合比应按设计要求，由试验室通过试验确定。尤其是掺有各种外加剂的刚性防水层，其外加剂的掺量要严格试验，获得最佳掺量范围。

4．按工程量的需要，宜一次备足水泥、砂、石等需要量，保证混凝土连续一次浇捣完成。原材料进场应按规定要求对材料进行抽样复验，合格后才能使用。

5．施工前应准备好施工机具，并检查是否完好。

6．檐口挑出支模及分格缝模板应按要求制作并刷隔离剂。

16-3-3-2 施工环境条件1．刚性防水层严禁在雨天施工，因为雨水进入刚性防水材料中，会增加水灰比，同时使刚性防水层表面的水泥浆被雨水冲走，造成防水层疏松、麻面、起砂等现象，丧失防水能力。

2．施工环境温度宜在5~35℃，不得在负温和烈日暴晒下施工，也不宜在雪天或大风天气施工，以避免混凝土、砂浆受冻或失水。

16-3-3-3 隔离层施工刚性防水层和结构层之间应脱离，即在结构层与刚性防水层之间增加一层低强度等级砂浆、卷材、塑料薄膜等材料，起隔离作用，使结构层和刚性防水层变形互不受约束，以减少因结构变形使防水混凝土产生的拉应力，减少刚性防水层的开裂。

1．粘土砂浆隔离层施工

预制板缝填嵌细石混凝土后板面应清扫干净，洒水湿润，但不得积水，将按石灰膏：砂：黏土=1：2.4：3.6配合比的材料拌合均匀，砂浆以干稠为宜，铺抹的厚度约10~20mm，要求表面平整，压实、抹光，待砂浆基本干燥后，方可进行下道工序施工。

2．石灰砂浆隔离层施工

施工方法同上。砂浆配合比为石灰膏：砂=1：4。

3．水泥砂浆找平层铺卷材隔离层施工

用1：3水泥砂浆将结构层找平，并压实抹光养护，再在干燥的找平层上铺一层3~8mm干细砂滑动层，在其上铺一层卷材，搭接缝用热沥青玛蹄脂盖缝。也可以在找平层上直接铺一层塑料薄膜。

因为隔离层材料强度低，在隔离层继续施工时，要注意对隔离层加强保护，混凝土运输不能直接在隔离层表面进行，应采取垫板等措施，绑扎钢筋时不得扎破表面，浇捣混凝土时更不能振酥隔离层。

16-3-3-4 分格缝留置分格缝留置是为了减少因温差、混凝土干缩、徐变、荷载和振动、地基沉陷等变形造成刚性防水层开裂，分格缝部位应按设计要求设置。如设计无明确规定时，可按下述原则设置分格缝。

1．分格缝应设置在结构层屋面板的支承端、屋面转折处（如屋脊）、防水层与突出屋面结构的交接处，并应与板缝对齐。

2．纵横分格缝间距一般不大于6m，或“一间一分格”，分格面积不超过36m为宜。

3．现浇板与预制板交接处，按结构要求留有伸缩缝、变形缝的部位。

4．分格缝宽宜为10~20mm。

5．分格缝可采用木板，在混凝土浇筑前支设，混凝土浇筑完毕，收水初凝后取出分格缝模板。或采用聚苯乙烯泡沫板支设，待混凝土养护完成、嵌填密封材料前按设计要求的高度用电烙铁熔去表面的泡沫板。

16-3-3-5 钢筋网片施工1．钢筋网配置应按设计要求，一般设置直径为4~6mm、间距为100~200mm双向钢筋网片。网片采用绑扎和焊接均可，其位置以居中偏上为宜，保护层不小于10mm。

2．钢筋要调直，不得有弯曲、锈蚀、沾油污。

3．分格缝处钢筋网片要断开。为保证钢筋网片位置留置准确，可采用先在隔离层上满铺钢丝绑扎成型后，再按分格缝位置剪断的方法施工。

16-3-3-6 细石混凝土防水层施工1．浇捣混凝土前，应将隔离层表面浮渣、杂物清除干净；检查隔离层质量及平整度、排水坡度和完整性；支好分格缝模板，标出混凝土浇捣厚度，厚度不宜小于40mm。

2．材料及混凝土质量要严格保证，经常检查是否按配合比准确计量，每工作班进行不少于两次的坍落度检查，并按规定制作检验的试块。加入外加剂时，应准确计量，投料顺序得当，搅拌均匀。

3．混凝土搅拌应采用机械搅拌，搅拌时间不少于2min。混凝土运输过程中应防止漏浆和离析。

4．采用掺加抗裂纤维的细石混凝土时，应先加入纤维干拌均匀后再加水，干拌时间不少于2min。

5．混凝土的浇捣按“先远后近、先高后低”的原则进行。

6．一个分格缝范围内的混凝土必须一次浇捣完成，不得留施工缝。

7．混凝土宜采用小型机械振捣，如无振捣器，可先用木棍等插捣，再用小滚（30~40kg，长600mm左右）来回滚压，边插捣边滚压，直至密实和表面泛浆，泛浆后用铁抹子压实抹平，并要确保防水层的设计厚度和排水坡度。

8．铺设、振动、滚压混凝土时必须严格保证钢筋间距及位置的准确。

9．混凝土收水初凝后，及时取出分格缝隔板，用铁抹子第二次压实抹光，并及时修补分格缝的缺损部分，做到平直整齐；待混凝土终凝前进行第三次压实抹光，要求做到表面平光，不起砂、起皮、无抹板压痕为止，抹压时，不得洒干水泥或干水泥砂浆。

10．待混凝土终凝后，必须立即进行养护，应优先采用表面喷洒养护剂养护，也可用蓄水养护法或稻草、麦草、锯末、草袋等覆盖后浇水养护，养护时间不少于14d，养护期间保证覆盖材料的湿润，并禁止闲人上屋面踩踏或在上继续施工。

16-3-3-7 小块体细石混凝土防水层施工小块体细石混凝土防水层是在混凝土中掺入密实剂，以减少混凝土的收缩，避免产生裂缝。混凝土中不配置钢筋，而实施除板端缝外，将大块体划分为不大于1.5m×1.5m分格的小块体的一种防水层。

设计和施工要求与普通细石混凝土要求完全相同，不同点只在15~30m范围内留置一条较宽的完全分格缝，宽度宜为20~30mm，1.5m的分格缝，缝宽宜为7~10mm，分格缝中应填嵌高分子密封材料。

1．为防止小块体混凝土产生裂缝，细石混凝土中应掺入密实剂，也可以掺入膨胀剂、抗裂纤维等材料。

2．小块体细石混凝土的分格缝应根据建筑的开间和进深均匀划分，7~10mm的缝宽，采用定型钢框模板留设，使分格缝位置准确、顺直，缝边平整；在15~30m范围内留设一条较宽的完全分格缝，20~30mm缝宽，采用木模留设。

3．分格缝中应嵌填合成高分子密封材料。密封材料的嵌填施工参见“16-4屋面接缝密封防水”的有关内容。

1-6-3-4 质量要求和验收

16-3-4-1 质量要求1．刚性防水屋面不得有渗漏和积水现象。

2．所用的混凝土、砂浆原材料，各种外加剂及配套使用的卷材、涂料、密封材料等必须符合质量标准和设计要求。进场材料应按规定检验合格。

3．穿过屋面的管道等与屋面交接处，周围要用柔性材料增强密封，不得渗漏；各节点做法应符合设计要求。

4．混凝土、砂浆的强度等级、厚度及补偿收缩混凝土的自由膨胀率应符合设计要求。

5．屋面坡度应准确，排水系统应通畅。刚性防水层厚度符合要求，表面平整度不超过5mm，不得起砂、起壳和裂缝。防水层内钢筋位置应准确。分格缝应平直，位置正确。密封材料应嵌填密实，盖缝卷材应粘贴牢固，无脱开现象。

6．在施工过程中要做好如下隐蔽工程的检查和记录：

（1）屋面板细石混凝土灌缝是否密实，上口与板面是否齐平；

（2）预埋件是否遗漏，位置是否正确；

（3）钢筋位置是否正确，分格缝处是否断开；

（4）混凝土和砂浆的配合比是否正确；外掺剂掺量是否正确；

（5）混凝土防水层厚度最薄处不小于40mm；

（6）分格缝位置是否正确，嵌缝是否可靠；

（7）混凝土和砂浆养护是否充分，方法是否正确。

16-3-4-2 质量验收细石混凝土刚性防水层的质量，关键在于混凝土的本身质量、混凝土的密实性和施工时的细部处理，因此，将混凝土材料质量，配合比定为主控项目，对节点处理和施工质量，采取试水办法来检查，同时对防水首要功能，不渗漏亦作为主控项目。混凝土的表面处理、厚度、配筋，分格缝和平整度均列为一般质量检查项目来控制整体防水层的质量。

细石混凝土刚性防水层质量检验的项目、要求和检验方法见表16-51。

细石混凝土刚性防水层质量检验的项目、要求和检验方法 表16-51

检验项目　 要求　 检验方法

主控项目　 1．细石混凝土的原材料　 必须符合设计要求　 检查出厂合格证、质量检验和现场抽样复验报告

2．细石混凝土的配合比和抗压强度　 必须符合设计要求　 检查配合比和试块试验报告

3．细石混凝土防水层　 不得有渗漏或积水现象　 雨后或淋水检验

4．细石混凝土防水层在天沟、檐沟、檐口、水落口、泛水、变形缝和伸出屋面管道的防水构造　 必须符合设计要求　 观察检查和检查隐蔽工程验收记录

一般项目　 1．细石混凝土防水层表面　 应密实、平整、光滑、不得有裂缝、起壳、起皮、起砂　 观察检查

2．细石混凝土防水层厚度和钢筋位置　 必须符合设计要求　 观察和尺量检查

3．细石混凝土防水层分格缝的位置和间距　 必须符合设计要求　 观察和尺量检查

4．细石混凝土防水层表面平整度　 允许偏差为5mm　 用2m靠尺和楔形塞尺检查其他质量要求及检验参见“16-1卷材防水屋面”、“16-2涂膜防水屋面”及“16-4屋面接缝密封防水”的有关内容。