海南国际会展中心异形屋面防水、保温、GRC饰面工程系统做法宋敦清1、徐新生2、林志伟2(1,广西青龙化学建材有限公司,广西南宁;2,中山市青龙防水补强工程有限公司,广东中山【摘要】介绍了海南国际会展中心钢结构异形屋面防水、保温、GRC饰面工程系统做法,并对防水材料、EVB保温材料、GRC饰面材料、以及施工工艺、施工难点作了详细的说明。【关键词】钢结构异形屋面,防水、EVB保温、GRC饰面材料,施工。一、工程概况1、海南国际会展中心工程是海南省和海口市两级政府的重点建设项目,工程分为展览中心和会议中心两部分,建成后将成为海南省举办国际化公务和商务活动的高端服务平台,同时也是市民和旅游者日常休闲、旅游、参观、体育等活动的大型综合会展中心,将是海口独具特色的“城市名片”。2、本工程屋面为不规则钢结构异形屋面,其钢结构工程的网架和网壳均属双向弯扭结构,屋顶面积约为12万㎡,为目前世界最大的此类型屋面。屋顶最高点三十多米,最低点仅十几米,整体呈波浪形,造型奇特美观。但对屋面系统工程施工来说,存在着施工难度大,工程进度紧,质量要求高等特点。所以不但要求施工单位要材料优良、技术过硬,而且必须具有快速施工的能力。
二、编制依据(或参考文献1、《海南国际会展中心钢结构屋面防水保温施工技术条例》2、《公共建筑节能设计标准》-20053、《轻珠混凝土技术规程》DBJ15-62-20084、《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-20025、《玻璃纤维增强水泥外墙板》-20076、《建筑节能工程施工质量验收规范》-20077、《耐碱玻璃纤维网格布》-20078、预制混凝土产品玻璃纤维增强水泥工厂生产控制总规则9、中国建筑设计研究院“设计补充、更改图纸通知单”QM/II-08-R21三、材料及施工方法选择1、由于会展中心靠近海边,受到当地海洋气候的影响,防水层、保温层及GRC饰面层所选材料应充分考虑到所处环境的因素,保证屋面工程安全、耐用、经济、美观。2、本屋面为钢结构异形结构,所以防水材料选用涂料;保温隔热材料选用青龙牌EVB保温砂浆;GRC饰面层采用进口材料现场浇筑(只天窗部位采用现场预制构件后安装的方法。3、由于屋面整体呈波浪形,整个屋面只有不到十分之一的面积是平面,其余部位都是斜面,所以本工程的施工方法必定不能采用传统的浇筑方法:即用斗车装好材料通过提升系统运送至屋面,再由人力推到施工位置。
我公司项目部通过对现场实际情况的勘察、研究及结合以往的施工经验,决定本工程的保温层及饰面层采用专用机械喷涂作业,工作面上使用的材料均在地面搅拌,然后采用管道从地面压力输送至屋面,直接喷涂于施工部位,最后再由人工收抹,从而达到降低成本,加快施工速度,和保证施工质量。四、方案确定1、15mm厚现浇GRC装饰面层,表面做无色保护剂。分隔缝投影尺寸约为1800*1800,缝宽10mm,内填耐候密封胶;2、2mm厚聚合物水泥基复合防水涂层;3、8mm厚抗裂砂浆层,中间压入1层耐碱玻纤网格布;4、130mm厚EVB保温隔热无机复合保温层(导热系数≤0.12W/m●K,干密度600kg/m3,抗压强度≥1.5MPa,内置16号热镀锌钢丝@50双向钢丝网(与钢筋头绑扎,分块浇筑(投影尺寸约3600×3600,分隔缝宽25mm,沥青砂填缝,缝内通长埋设排气PVC导管(排气口做到防倒水处理。5、1.5mm厚单组份聚氨酯防水涂料6、结构钢板(焊接钢栓钉高120mm五、材料及设备介绍(一、单组份聚氨酯防水涂料简介1、材料介绍单组份聚氨酯防水涂料是反应固化成膜的高弹性防水材料,涂刷后与空气或基层中的水份反应后形成橡胶状的高弹性防水涂膜。
可广泛应用于各种构筑物防水防潮及防腐、装饰等工程。2、主要特点①属反应固化型产品:涂刷后与空气中的水份反应成型,干固后的涂膜长期浸泡在水中,不会软化、起泡、龟裂,即不会发生物理性还原反应。②真正的环保产品:涂料无溶剂挥发,固化后无毒无异味,不污染环境,且适用于食品储存库及饮用水工程。③物理力学性能优良,具有抗拉强度高、延伸性能好、高回弹、抗疲劳、耐热、耐寒(-40℃-95℃、耐化学腐蚀、耐老化,能适应炎热和寒冷地区的气候变化。④具有良好的粘结性能,能与混凝土、钢板、铁皮等各种基面粘结牢固,可应用于各种建筑工程的防水,也可做为化工厂、电厂各种管道的防腐。⑤施工安全方便,一次施工可达成所需厚度,防水层整体性好,即使基面发生大的变形(膨胀或收缩,涂膜也不会剥离开裂,有利于复杂变形施工,大面积也可采用机械喷涂施工。⑥其它特点:a、可以在涂膜表面刷上各种颜色,涂膜基本颜色为白色,也可以根据用户要求做成各种颜色以达到防水装饰效果。b、可以通过添加橡胶粉沫做成防渗漏密封剂:添加砂子做成防滑层,也可以添加轻的空心填料做成隔热保温涂层,且不会降低其防水能力。c、维修容易,省时,省力,省费用。(二、聚合物水泥基复合防水涂料简介1、材料介绍聚合物水泥基防水涂料是一种由有机液料和无机粉料复合制成的无机环保型高科技双组份防水材料。
与饰面层主材属同一属性材料,可保证饰面层不产生空鼓现象。2、主要特点①、湿面施工,涂层坚韧高强,耐候性高;②、加入颜料可做成彩色装饰层;③、无毒、无味,可用于食用水池的防水;④、适用于有饰面材料外墙、斜屋面的防水,立面、斜面和顶面上施工,能与基面及饰面砖、屋面瓦、水泥砂浆等各种外层材料牢固粘结;⑤、耐高温(140℃,尤其适用于道路及桥梁防水;⑥、调整配合比,可制作瓷砖粘结材料和密封材料。(三、青龙牌EVB保温隔热干粉砂浆材料简介1、EVB颗粒:是用无机玻璃质矿物材料,经过特殊生产工艺技术加工而成,呈不规则球状全颗粒,内部呈多孔空腔结构,表面玻化封闭,光泽平滑,理化性能稳定,具有质轻、隔热、防火、耐高低温、抗老化、吸水率小、无放射性、无污染等优异特性,是一种新型无机轻质绝热材料。2、EVB保温隔热干粉砂浆:是采用EVB微珠、无机保温胶结料、聚合物改性剂、高强或普通型水泥、抗裂纤维等混合生产而成的一种干粉功能性砂浆,使用时现场加水搅拌。3、材料特点:①、品质稳定:全系列产品均采用工业化生产,对原材料进行优化配比,严格控制生产程序,从根本上确保材料的一致性、稳定性及可靠性。②、整体性好:隔热保温系统与基层全面粘接,形成连续无空腔整体,现场施工可随意造型,特别适用于异型部位。
③、寿命长:优良的防火、耐水、耐候、耐冻融性能,无机材料的稳定性可确保体系与建筑物同寿命。 ④、综合性能好:容重轻,隔热保温性能好,不空鼓开裂,附着力强,粘结性好,环保无毒,是一种真正的绿色环保建材。⑤、施工操作方便:采用机械喷涂工艺和人工抹光工艺施工 4、EVB保温隔热干粉砂浆的性能指标(按GB/-2006 标准检测 性能指标 检测项目 Ⅰ型Ⅱ型本工程设计要求 干密度(kg/m3240∽300 301∽400 600 浆料密度(kg/m3≤680 ≤880 导热系数(w/m.k≤0.07 ≤0.085 ≤0.12 抗压强度(Mpa≥0.2 ≥0.4 ≥1.5 抗拉强度(Kpa≥120 ≥120 粘结强度(Kpa≥100 ≥100 (四、聚合物柔性抗裂防水砂浆材料简介: 1、材料介绍 青龙牌聚合物柔性抗裂防水砂浆是以进口高分子聚合物改性材料和高模高弹性耐碱玻璃纤维复合而成的单组份干混料。 2、聚合物柔性抗裂防水砂浆的特性: ①、优异的抗裂、防渗性能,耐候性能好。 ②、附着强度高,与各种墙面基材有很好的亲和性。③、具有很好的整体抗裂效果与防渗性能,在保温面上形成了很好的界面层,便于后序施工质量稳定。
3、聚合物柔性抗裂防水砂浆主要性能指标: 性能名称指标要求 柔韧性(28d 压折比≤3 抗裂性厚度5mm以下无裂纹 (五、青龙牌GRC 装饰材料简介: 1、材料介绍 ①、GRC 是玻璃纤维强化水泥(GLASS-FIBER 的简称,是采用低碱硫(铁铝酸盐特种水泥为胶凝主材料、以含高氧化锆的抗(耐碱玻璃纤维布、纤维丝为主增强材料、辅以其它配方材料,通过机械喷射、预混、铺网抹浆、混合等工法一次喷射成型的一种高强度抗老化的复合材料 ②、本工程所使用的GRC 材料是引进美国配方及原材料,针对海南高温、高湿、台风多发地区等气候特点精制而成的,在国际上都是处于领先水平。 2、GRC 材料的构成: ①、高强度特种水泥:要求常温下水化生成的液相PH值低的水泥,符合《JC714标准》生产标号42.5#以上的水泥。 ②、玻璃纤维:具有耐水泥碱性蚀的含氧化锆ZrO2 成分的特种玻璃纤维。符合《JC/T572 标准》生产的抗碱性玻璃纤维无捻粗纱(二氧化锆含量16.7%。和符合JC/T841 的耐碱玻璃纤维网格布。 ③、砂:符合 GB/-2001 标准规范之石英砂。
④、外加剂:依据-1997 标准添加。 3、GRC 材料的特点: ①、28 天后,抗折强度>5Mpa 抗压强度>35Mpa。 ②、GRC 制品中采用了抗拉强度极高的耐碱玻璃纤维作为增加材料,强度极高,达8-11Mpa。 ③、GRC 制品耐冲击性能优越。抗冲击强度10-25Mpa。 ④、耐久性好,抗老化:玻璃纤维在低碱水泥中安全使用期>50 年、强度半衰期>80 年。 ⑤、GRC 制品中均匀分布着玻璃纤维能够有效的防止制品的龟裂。 ⑥、GRC 制品为无机材料的复合材料,阻燃、无异味、对人体及环境均无伤害,是理想的绿色建材。 4、GRC 材料的物理性能指标:(可按JC/T940-2004 标准的预混工艺检测。按1800*1800 分 格每500 块做组成同一受检批,每次由同种原材料用相同工艺制成的制品送检。 检测项目性能指标 抗压强度MPa ≥40 抗弯极限强度MPa ≥10 (六、EVB保温砂浆喷涂设备简介 1、设备介绍:本设备是吸收国外先进技术开发研制而成的一种新型的、多功能、多用途的搅拌喷涂一体机,它由配料系统、搅拌系统、输送系统、喷射系统组成,一次设定可连续作业,工作效率高、适用范围广,可用于保温砂浆、抗裂砂浆、GRC 砂浆的喷涂作业。
2、主要特点: ①、先进的配料系统,计量精准、可预存多组配方,可同时对多单元的物料进配比控制。 ②、强制式搅拌系统,具有搅拌功力大、拌筒容量大、拌合效率高、拌合均匀、零部位不易磨损、清洗容易等特点,设计精良,安全性能高。 ③、压力输送系统和传统的输送泵有截然不同的工作原理,对粘度大、流体杂质大、轻质的材料输送具有极大的优势,扬程高、输送距离远,应用范围广。 ④、特有的无密封结构,无任何泄漏,具有极强的输送压力并具有自清理能力,安装维修简单,维修费用低,操作简单,流量可进行调节。 ⑤、特有的喷枪结构设计,喷涂流量可进行调节,适用于不同的材料,可保证雾化效果;使用过程中不堵枪,保证施工的连续性,提高工作效率;清洗简单、容易保养、使用寿命长。 六、施工工艺流程 钢结构板(焊接钢栓钉验收合格 ↓ 单组分聚氨酯防水涂料搅拌 ↓ 刮涂1.5 厚单组分聚氨酯防水涂料↓ 第一道保温砂浆层施工(80mm厚 ↓ 铺设16 号热镀锌钢丝@50 双向钢丝网 ↓ 第二道保温砂浆层施工(50mm厚 ↓ 切割分格缝 ↓ 20#排汽管铺设、填沥青砂 ↓ ↓ 第一道抗裂砂浆层施工(4mm ↓ 铺耐碱网格布 ↓ 第二道抗裂砂浆层施工(4mm厚 ↓ 搅拌聚合物水泥基防水涂料↓ 刮涂防水涂料(分三遍施工 ↓ 铺设GRC 分隔条 ↓ 第一道GRC 砂浆层施工(7mm厚 ↓ 铺耐碱玻纤网格布 ↓ 第二道GRC 砂浆层施工(8mm厚 ↓ 分隔缝耐候密封胶密封 ↓ 做无色保护剂 ↓ 验收 七、屋面工程施工方法: (一、施工作业安排:将本工程屋面划分为若干个施工区,每天安排班组完成一至两个施工区:保温砂浆施工队紧随防水施工队的作业完成面进行施工,抗裂砂浆施工队紧随保温砂浆施工队进行,第二道防水层施工队紧随抗裂砂浆施工队进行,GRC 饰面层施工队随第二道防水层后进行,环环相扣,流水作业。
施工区划分考虑到设备的最大输送距离,及输送管的布置,确保每次设备安装后都可以完成每个施工区内的施工任务,保证以最少的移动次数来完成最大的工作量,减少设备安装时间,提高施工速度。 (二、基面要求:在结构钢板上钢网壳钢管节点或檩条对应位置焊接d8,栓钉。动力、防雷等屋面预埋管线完成并验收合格。每道工序施工时应将基面上的灰尘、垃圾清理干将。 (三、聚氨酯防水层施工: 1、聚氨酯防水涂料搅拌:打开容器,用手动搅拌机将容器内的聚氨酯防水涂料搅拌均匀。 2、节点部位增强处理:对屋面结构钢板的焊接部位、落水口、天窗天沟阴阳部位先涂刷一道防水涂层做加强处理。 3、刮涂聚氨酯防水层:将搅拌均匀的防水涂料倒在施工基面上,用刮板将涂料均匀的刮涂在基面上,第一道涂刮厚度控制在0.7mm,待防水层干固后(以不粘手时为宜涂刮第二道防水层,第二道涂刮方向与第一道相垂直。 (四、保温层施工: 1、输送管道布置:根据施工面积合理布置管道,采用从高往低、从远往近的施工方法,边施工边拆管。布管时立管用钢扣固定在钢架上,平管的接口部位用木方垫起,防止泵送材料时输送管损坏防水层。 2、保温材料配制:按配比设定好配料系统,通过配料系统将计量准确的材料传送至搅拌机提升系统,然后进入搅拌容器中,搅拌时间为 3-5min,使料浆成均匀膏状体,然后投放至输送设备的储料容器中。
3、第一道保温层施工:将搅拌好的浆料压力输送至屋面,用压缩空气喷枪喷射至预定施工区域,喷射过程中注意控制保温层的厚度,第一层控制在80mm厚即可,不平整部位用人工刮抹平整。 4、铺设钢丝网:待保温层达到一定强度,将16 号热镀锌钢丝网(@50 双向钢丝网与栓钉绑扎(与天窗交接部位应预留搭接长度。 5、第二层保温砂浆施工:钢丝网铺设完成后,再喷涂50 mm厚保温砂浆覆盖钢丝网和栓钉,栓钉部位做成凹形,以增加GRC 饰面层的粘结力。保温层的厚度可根据预焊栓钉的高度控制。保温层稍待干燥后,用大圆杠压搓平,使厚度、平整度均达到设计和规范质量要求。 6、分格缝施工:在保温层施工抹平后半小时内,按3600*3600 投影间距,用宽25mm高30mm的方木条压入保温层内形成分格缝,待保温层达到一定强度后,在分格缝内通长安放20mm 的排气槽,排气槽外包专用滤网并用码扣固定,缝内填沥青砂。出气口设置在天窗侧壁、天沟侧壁、屋面平板处四个角上及屋面避雷针分布轴线上,出气口伸出饰面层200mm,管口处设180 度的弯管,防止雨水倒灌。 (五、抗裂层施工:保温层干固可上人后(12 小时以后,同样将抗裂砂浆按比例搅拌成均匀膏状体,然后将搅拌好的浆料压力输送到屋面直接喷射于保温层表面。
先喷涂4mm高,随即铺贴一道耐碱玻纤网格布,再喷涂第二道4mm高的抗裂砂浆(高度采用在施工区域钉高度控制钉并拉线控制,表面人工收光。 (六、聚合物水泥基防水层施工: 1、防水涂料配制:按比例将液料与粉料进行配比,液料和粉料计量以后,首先将液料倒入到胶桶内,再向桶内慢慢加入粉料,一人向桶内加入粉料,另一人开动手提式搅拌机进行搅拌,使液料和粉料充分搅拌均匀,直至桶内无团粒为止。 2、涂刷防水层:a、用毛刷将已搅拌好的防水涂料均匀涂刷在抗裂层上。b、待第一遍干固后不粘手即可涂刷第二遍,第二遍涂刷方向应与第一遍涂刷方向相垂直,每遍涂膜厚度控制在0.7mm左右。 c、在第二遍涂膜干固后,即可涂刷第三遍涂膜,每一遍涂膜涂刷方向应互相垂直。涂刷三遍以后,可达到设计厚度2 mm厚。 (七GRC 饰面层施工: 1、GRC 分格缝的制作:采用聚合物水泥在防水层上直接粘贴10*15mm挤塑板分格条固定于防水面上,布置间距为*。 2、GRC 饰面层施工:GRC 饰面层材料按最终试验最佳结果配比进行调配,搅拌时间为4-5min,使料浆成均匀膏状体,然后将预混好的砂浆通泵送机的压力输送至屋面,并采用高强空压喷枪连续喷射至屋面已干透的防水层上(不同材料的喷涂施工中应注意材质的不同调整输送压力及流量。
连续喷射到7mm压入一层160g 耐碱玻璃纤维网格布,继续喷射边喷射边用扛子扛压密实喷涂至15mm厚,紧跟其后采取人工抹压抛光。 3、分格缝嵌缝:GRC 饰面层施工结束后,将分格条内的垃圾清理干净,内填耐候胶密封。 4、无色保护层施工:将饰面层上的垃圾清理干净后涂刷一道无色保护层。 (八、施工难点处理方法: a、坡度大于60 度的屋面:在防水层施工完成后,搭设间距为1m*1m的防护脚手架,钢管脚垫胶垫以防止破坏防水层。用模板做成800*800 的方框分隔成块,泵送保温砂浆时,在输送管口增设一台小泵用于添加速凝剂,缩短保温砂浆的初凝时间,防止砂浆流动。待GRC 面层施工完成且具有一定强度后,采用后退法拆架,拆架后即刻修补。 b、天窗:保温层及抗裂砂浆层施工至天窗底部,经过几天养护后,在天窗侧壁先铺设一道钢丝网,钢丝网与平面钢丝网绑扎搭接,后安装根据现场测量预制的GRC构件,用安装干挂法固定(用钢筋头将预制件与天窗结构钢板焊接牢固,预制件之间也焊接牢固,与结构钢板焊接部位补上防锈漆及防水层,补缝后用保温砂浆填充密实。 八、结语:这么大面积的异形钢结构屋面工程,在目前国内还没有同类工程施工经验借鉴的前提下能在短短四个月时间内完成,且不出现空鼓开裂现象,说明本工程从选材到施工的一系列过程是可行的,可为同类异形屋面工程施工提供借鉴。
25cm宽分格缝@3600*3600 内填沥 青砂，缝内通长埋设 20 排气管 分隔缝 、 屋面构造做法 15 mm厚 GRC 饰面层，设分 隔缝，间距1800*1800 2 mm厚聚合物水泥基防水层 4 mm厚抗裂砂浆层 耐碱网格布 4 mm厚抗裂砂浆层 50mm厚EVB保温砂浆 16 号热镀锌钢丝网@50 80 mm厚 EVB保温层 1.5mm厚单组份聚氨酯防水层 结构钢板 11 20 排气管@3600*3600 铨钉 铨钉处构造做法 出汽口做法 耐候密封胶 GRC 预制构件（采用 干挂 固定法固定） 130 厚保温砂浆层 （ 采用灌注法施工） 16 号热镀锌双向 钢丝网@50 GRC 饰面层 水泥基防水层 8 厚抗裂砂浆 层 （内夹网格布） 130 厚保温砂浆层 （内置钢丝网） 聚氨酯防水层 结构钢板 天窗构造做法 12 耐候密封胶 GRC 饰面层 2 厚水泥基防水层 8 厚抗裂砂浆层（内夹网格布） 130 厚保温砂浆层（内置钢丝网） 1.5 厚聚氨酯防水层 结构钢板 天沟构造做法 15厚 GRC 饰 面 层 2 厚 聚 合 物 水 泥 基 复 合 防 水 层 8 厚 抗 裂 砂 浆 层 （ 内 夹 网 格 布 ） 130 厚 保 温 砂 浆 层 （ 内 置 钢 丝 网 ） 1.5 厚 单 组 份 聚 氨 酯 防 水 层 结构钢板 雨水口构造做法 13
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