刚性防水屋面

16-3 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。

与前述的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。

刚性防水屋面的一般构造形式如图16-26所示。

图16-26 刚性防水屋面构造

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 明矾石膨胀剂 CSA膨胀剂 U型膨胀剂 石灰膨胀剂 FS膨胀剂 TEA膨胀剂 掺量 8%~10% 3%~5% 6%~10% 8%~12% 主要成分 生产或研制单位 安徽庐江县水泥厂 中国建筑科学研究院 冶金建筑研究总院 北京利力新技术开发公司 咸阳同心减水剂制造公司 15%~20% 天然明矾石、无水石膏或二水石青 10%~14% C4A3S、明矾石、石膏 生石灰 膨润土 无水铝酸钙、无水石膏、游离石灰、β-C2S 中国建筑科学研究院 常用防水剂主要品种 表16-48

名称 氯化物 金属盐类 防水剂

一般掺量 主要性能、用途 主要生产厂 提高密实性、堵塞毛细孔，上海建筑涂料厂 2.5%~5% 切断渗水通道，降低泌水陕西宝鸡秦晋建材化工厂 （占水泥重，下同） 率，具有早强增强作用，武汉新型防水材料厂

用于防水混凝土 混凝土：0.5%~2% 水溶性 砂浆：1.5%~5% 油溶性 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 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 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 浙江东阳红旗微沫剂厂 南京防水材料研制厂 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 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 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 金属皂类 防水剂 无机铝盐防水剂 3%~5% 有机硅防水剂 混凝土： 0.05%~0.2% 砂浆： 0.02%~0.2% 常见引气剂主要品种 表16-49

名称 PC-2 引气剂 CON-A 引气减水剂 烷基苯 磺酸钠 引气剂 OP乳化剂 烷基苯 磺酸钠 （AS） 一般掺量 主要性能、用途 主要生产厂 具有引气、减水作用。适用于有防冻、交通部第一航务局第二0.6‰ 防渗要求的混凝土工程，含气量工程公司综合加工厂 （占水泥重，下同） 3%~8%，强度降低 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% 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% 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% 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 山西省万荣县荣河城南化工厂 0.5‰~1.0‰ 5.0‰~6.0‰ 上海助剂厂 天津助剂厂 0.8‰~1.0‰ 常见减水剂主要品种 表16-50

名称 木质素 磺酸盐 减水剂 （M型减水剂） 一般掺量 主要性能、用途 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 主要生产厂 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 0.2%~0.3% （占水泥重，下同）

NNO MF 萘系 减水剂 JN FDN UNF 0.5%~1.0% 0.2%~1.0% 0.3%~1.0% 0.2%~1.0% 0.3%~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 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 江苏省姑苏混凝土外加剂厂 南京栖霞山树脂厂 树脂系减水剂 （SM减水剂） 0.5%~1.5% 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m3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。

1．檐沟檐口节点做法（图16-27、图16-28）

图16-27 檐沟

图16-28 无组织排水檐口

2．分格缝（图16-29）

图16-29 分格缝

3．立墙泛水（图16-30）

图16-30 立墙泛水

4．变形缝（图16-31）

图16-31 变形缝

5．伸出屋面管道（图16-32）

图16-32 伸出屋面管道

6．女儿墙压顶及泛水（图16-33）

图16-33 女儿墙压顶及泛水

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36m2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 1．细石混凝土的原材料 2．细石混凝土的配合比和抗压强度 要求 必须符合设计要求 必须符合设计要求 检验方法 检查出厂合格证、质量检验和现场抽样复验报告 检查配合比和试块试验报告 雨后或淋水检验 观察检查和检查隐蔽工程验收记录 主控3．细石混凝土防水层 不得有渗漏或积水现象 项目 4．细石混凝土防水层在天沟、檐沟、檐口、水落口、必须符合设计要求 泛水、变形缝和伸出屋面管道的防水构造 1．细石混凝土防水层表面 2．细石混凝土防水层厚度和钢筋位置 3．细石混凝土防水层分格缝的位置和间距 4．细石混凝土防水层表面平整度 应密实、平整、光滑、不得有裂缝、起壳、起皮、观察检查 起砂 必须符合设计要求 必须符合设计要求 允许偏差为5mm 观察和尺量检查 观察和尺量检查 用2m靠尺和楔形塞尺检查 一般项目 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。