一种自修复防根穿刺混凝土防水结构及其施工方法

摘要

本发明涉及一种自修复防根穿刺混凝土防水结构及其施工方法。一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，其特征在于它包括自修复刚性防水层和阻根层，阻根层为在自修复刚性防水层上喷涂一层阻根剂形成。所述的自修复刚性防水层由水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂组成，各原料所占质量份数为：水泥1份、砂1.2～1.8份、细石3～4份、水0.37～0.48份、水泥基渗透结晶型防水剂0.008～0.015份。阻根层具有防根穿刺功能，是在自修复刚性防水层上喷涂一层阻根剂形成，喷洒量为0.3～0.8kg/m

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑物绿化种植屋面的防水、防植物根穿刺混凝土结构及其施工方法。

背景技术

所谓绿化种植屋面，是指铺以种植土种植植物的建筑屋面(包括屋顶、天台、阳台等)或地下建筑顶板。绿化种植屋面是提高城市绿化覆盖率、减缓“热岛效应”、降低大气污染、节省能源、延长防水层使用寿命、改善生态环境和美化城市景观的有效途径。但是目前在我国，绿化种植屋面并没有得到大力推广，其主要原因是在防根穿刺、防水处理上仍存在技术上的困难。在屋面上种植植物，屋面所面临的水源较多，所处环境也比较复杂，特别是由于植物的根系具有很强的穿透能力，会对屋面的防水功能造成破坏作用。绿化种植屋面一般是在传统屋面柔性防水层之上，增设一层刚性保护层，即将防水性能较好的柔性防水层和坚固的刚性防护层复合使用。

柔性防水层一般采用聚合物改性沥青防水卷材或高分子防水卷材。因沥青中含有一种植物亲和物质——蛋白酶，该种物质对植物来讲是一种营养物质，当植物根系接近该种物质后，根系会穿入沥青来吸收该成分，结果导致采用聚合物改性沥青防水层的种植屋面，植物根系第一年就已经穿入了防水层，接下来很短的时间内就造成了防水系统的破坏。高分子防水卷材不含有植物的亲和物—蛋白酶，植物不会主动攻击防水系统，但是，所有植物根系都有同样的生长特性—向水性及向下性，植物根系的穿透压力是巨大的，小草和小树可在岩石的缝隙中茁壮生长即为明证，实验证明高分子防水卷材也会在1～2年内被植物根系所破坏。刚性保护层一般采用水泥砂浆或细石混凝土铺筑，但水泥砂浆和混凝土均是非均质多孔的脆性材料，其内部存在着大量的孔隙，受热胀冷缩和结构应力等影响易出现裂缝，一旦水泥砂浆或细石混凝土开裂渗水，植物根系会沿着裂缝向内生长，这样，刚性保护层下方的柔性防水材料就要遭受植物根系的破坏，导致种植屋面渗漏。

为提高柔性防水层抗植物根系的破坏能力，专利CN200920097701.6提出了一种种植屋面用自粘耐根穿刺防水卷材，该卷材由下隔离膜、下涂抗根型自粘胶膜、耐根穿刺防水卷材、上涂抗根型自粘胶膜和上隔离膜由下至上顺序组成，采用聚乙烯隔离膜、聚酯隔离膜、聚氯乙烯隔离膜、聚丙烯隔离膜、尼龙隔离膜、硅油纸膜中的一种作为上、下隔离膜，耐根穿刺防水卷材是金属胎基(铅锡锑合金、复合铜胎基、铜箔胎、铝胎)防水卷材、SBS或APP改性沥青耐根穿刺防水卷材、耐根穿刺聚乙烯胎高聚物改性沥青防水卷材和耐根穿刺聚乙烯复合防水卷材中的一种。专利CN201120019958.7提出了一种三元乙丙单面复合耐根穿刺防水卷材，采用复合制板技术，包括上三元乙丙防水层与下三元乙丙防水层，上下三元乙丙防水层之间夹芯铝胎基，下三元乙丙防水层外侧为增强涤纶无纺布；上下三元乙丙防水层和铝胎基组成三元乙丙铝胎基防水层；三元乙丙橡胶层在聚合过程中添加增塑剂。这些柔性防水卷材虽具有良好的耐植物根系穿刺性能，但材料成本和加工费用大幅度提高，导致价格昂贵，严重限制了其推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于建筑物绿化种植屋面的自修复防根穿刺混凝土防水结构及其施工方法，该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，其特征在于它包括自修复刚性防水层和阻根层，阻根层为在自修复刚性防水层上喷涂一层阻根剂形成（即阻根层喷涂在自修复刚性防水层上）。

所述的自修复刚性防水层由水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂组成，各原料所占质量份数（配比）为：水泥1份、砂1.2～1.8份、细石3～4份、水0.37～0.48份、水泥基渗透结晶型防水剂0.008～0.015份。

所述的自修复刚性防水层的厚度为30～50mm。

所述的水泥为P.O 32.5普通硅酸盐水泥或P.O 42.5普通硅酸盐水泥。

所述的砂的粒径为0.3～0.5mm，含泥量不大于5%（质量）。

所述的细石的粒径为5～15mm，含泥量不大于2%（质量）。

所述的水泥基渗透结晶型防水剂为市售粉状，可使刚性防水层中宽度小于0.4mm的裂缝自愈合。

所述的阻根剂为双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.3～0.8kg/m²。

所述的双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物的制备，它包括如下步骤：

1）在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝管的反应釜中，加入聚乙二醇（聚乙二醇的平均分子量为1000）、催化剂三乙胺和溶剂乙醇，聚乙二醇、三乙胺、乙醇的摩尔比为1:2:38，加热至50℃；

2）预先将2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸溶于乙酸乙酯中，2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸与乙酸乙酯的摩尔比为1:8，得到溶液；

3）将步骤2）所得到的溶液置于恒压滴液漏斗中，边搅拌边向步骤1）的反应釜中滴加，控制2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸与聚乙二醇的摩尔比为2:1；滴加完毕后，在50℃温度下搅拌反应10h，待反应完成后，制得双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法，其特征在于包含如下步骤：

1）在施工现场成型自修复刚性防水层：按各原料所占质量份数（配比）为：水泥1份、砂1.2～1.8份、细石3～4份、水0.37～0.48份、水泥基渗透结晶型防水剂0.008～0.015份，选取水泥、砂、细石、水和水泥基渗透结晶型外加剂，备用；

将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型外加剂和水加入到搅拌机中，搅拌4～6分钟，得到自修复混凝土；

将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，浇筑后采用平板振荡器将表面整理平整，初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，初凝后用喷雾器喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

2）在自修复刚性防水层上均匀喷涂一层阻根剂，阻根剂的喷涂量为0.3～0.8kg/m²，得到自修复防根穿刺混凝土防水结构。

本发明的有益效果如下：

1. 本发明采用在细石混凝土中掺加水泥基渗透结晶型防水剂形成自修复刚性防水层，并在其表面喷涂阻根层形成自修复防根穿刺混凝土防水结构，该结构能够有效提高绿化种植屋面的抗渗和抗植物根穿刺性能，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。因混凝土是一种非均质多孔的脆性材料，普通细石混凝土的内部存在着大量的孔隙，易受热胀冷缩和结构应力等影响而出现裂缝，在细石混凝土中掺加水泥基渗透结晶型防水剂，该防水剂中含有具有催化作用的活性物质可促使未水化的水泥与混凝土中的游离钙在混凝土的内部孔隙和裂缝中反应形成针状晶体，堵塞混凝土孔隙，实现混凝土裂缝自愈合，从而可显著提高混凝土的抗渗性能。同时，本发明在自修复刚性防水层的表面喷涂一层植物阻根剂，当植物根的尖端生长到涂层时，植物根与阻根剂发生生物化学反应，根在阻根剂的作用下角质化，从而抑制植物根系继续生长，实现了防植物根穿刺的目的，可有效阻止植物根的穿刺，延长绿化种植屋面的使用寿命。

2. 本发明以2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸与聚乙二醇合成制备的双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物作为阻根剂，利用[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]可与植物根发生生化反应，使植物根角质化，从而抑制了植物根继续生长，同时借助聚乙二醇较大的分子量及其与混凝土良好的相容性，使阻根剂能在混凝土表面形成一层稳定的涂膜，以避免[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]被雨水冲走，使阻根作用长久有效。

3. 本发明制得的绿化种植屋面的自修复防根穿刺混凝土防水结构的成本低、施工简便、使用寿命长。本发明适用于建筑物绿化种植屋面。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

以下实施例中所述的阻根剂为双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物的制备，它包括如下步骤：

1）在装有搅拌器、温度计、恒压滴液漏斗和冷凝管的反应釜中，加入平均分子量为1000的聚乙二醇、催化剂三乙胺和溶剂乙醇，聚乙二醇、三乙胺、乙醇的摩尔比为1:2:38，加热至50℃；

2）预先将2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸溶于乙酸乙酯中，2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸与乙酸乙酯的摩尔比为1:8，得到溶液；

3）将步骤2）所得到的溶液置于恒压滴液漏斗中，边搅拌边向步骤1）的反应釜中滴加，控制2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸与聚乙二醇的摩尔比为2:1；滴加完毕后，在50℃温度下搅拌反应10h，待反应完成后，制得双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物。

实施例1：

一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，它由自修复刚性防水层和阻根层组成。自修复刚性防水层厚度为40mm，阻根层为在刚性防水层上喷涂植物阻根剂，其喷涂量为0.5kg/m²。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法（制备方法），它包括如下步骤：

1）按各原料所占质量份数（配比）为：1份水泥（P.O 32.5普通硅酸盐水泥）、1.43份砂（粒径0.3～0.5mm，含泥量3质量%）、3.35份细石（粒径5～15mm，含泥量1.5质量%）、0.43份水、0.01份水泥基渗透结晶型防水剂（SKB-202，上海渗克防水材料有限公司生产，渗克宝SKB－202渗透结晶型防水掺合剂），称取水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂，备用；

2）将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型防水剂和水加入到搅拌机中，搅拌5分钟，出料，得到自修复混凝土；

3）将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，采用平板振荡器，将表面整理平整后，在混凝土初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，厚度为40mm，初凝后用喷雾式方法喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

4）在上述自修复刚性防水层养护14天（即上述喷水养护14天）后，在表面均匀喷涂双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.5kg/m²，得到自修复防根穿刺混凝土防水结构。

在上述自修复防根穿刺混凝土防水结构表面覆盖种植土并种植植物后，5年内种植屋面未出现渗漏现象。说明该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。

实施例2：

一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，它由自修复刚性防水层和阻根层组成。自修复刚性防水层厚度为30mm，阻根层为在刚性防水层上喷涂植物阻根剂，其喷涂量为0.6kg/m²。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法（制备方法），它包括如下步骤：

1）按各原料所占质量份数（配比）为：1份水泥（P.O 42.5普通硅酸盐水泥）、1.23份砂（粒径0.3～0.5mm，含泥量2质量%）、3.04份细石（粒径5～12mm，含泥量1.5质量%）、0.39份水、0.012份水泥基渗透结晶型防水剂（SKB-202，上海渗克防水材料有限公司）称取水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂，备用；

2）将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型防水剂和水加入到搅拌机中，搅拌4分钟，出料，得到自修复混凝土；

3）将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，采用平板振荡器，将表面整理平整后，在混凝土初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，厚度为30mm，在自修复刚性防水层初凝后用喷雾式方法喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

4）在上述自修复刚性防水层养护14天（即上述喷水养护14天）后，在表面均匀喷涂双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.6kg/m²。

在上述自修复防根穿刺混凝土防水结构表面覆盖种植土并种植植物后，5年内种植屋面未出现渗漏现象。说明该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。

实施例3：

一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，它由自修复刚性防水层和阻根层组成。自修复刚性防水层厚度为50mm，阻根层为在刚性防水层上喷涂植物阻根剂，其喷涂量为0.4kg/m²。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法（制备方法），它包括如下步骤：

1）按各原料所占质量份数（配比）为：1份水泥（P.O 32.5普通硅酸盐水泥）、1.78份砂（粒径为0.3～0.5mm，含泥量3质量%）、3.9份细石（粒径5～15mm，含泥量1.6质量%）、0.48份水、0.015份水泥基渗透结晶型防水剂（SKB-202，上海渗克防水材料有限公司），称取水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂，备用；

2）将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型防水剂和水加入到搅拌机中，搅拌6分钟，出料，得到自修复混凝土；

3）将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，采用平板振荡器，将表面整理平整后，在混凝土初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，厚度为50mm，初凝后用喷雾器喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

4）在上述自修复刚性防水层养护14天（即上述喷水养护14天）后，在表面均匀喷涂双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.4kg/m²。

在上述自修复防根穿刺混凝土防水结构表面覆盖种植土并种植植物后，5年内种植屋面未出现渗漏现象。说明该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。

实施例4

一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，它由自修复刚性防水层和阻根层组成。自修复刚性防水层厚度为30mm，阻根层为在刚性防水层上喷涂植物阻根剂，其喷涂量为0.3kg/m²。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法（制备方法），包括的步骤如下：

1）按各原料所占质量份数（配比）为：1份水泥（P.O 32.5普通硅酸盐水泥）、1.2份砂（粒径为0.3～0.5mm，含泥量不大于5质量%）、3份细石（粒径5～15mm，含泥量不大于2质量%）、0.37份水、0.008份水泥基渗透结晶型防水剂，称取水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂（上海渗克防水材料有限公司，渗克宝SKB－202渗透结晶型防水掺合剂），备用；

2）将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型防水剂和水加入到搅拌机中，搅拌4分钟，出料，得到自修复混凝土；

3）将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，采用平板振荡器，将表面整理平整后，在混凝土初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，厚度为30mm，初凝后用喷雾器喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

4）在上述自修复刚性防水层养护14天（即上述喷水养护14天）后，在表面均匀喷涂双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.3kg/m²。

在上述自修复防根穿刺混凝土防水结构表面覆盖种植土并种植植物后，5年内种植屋面未出现渗漏现象。说明该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。

实施例5

一种自修复防根穿刺混凝土防水结构，它由自修复刚性防水层和阻根层组成。自修复刚性防水层厚度为50mm，阻根层为在刚性防水层上喷涂植物阻根剂，其喷涂量为0.8kg/m²。

上述一种自修复防根穿刺混凝土防水结构的施工方法（制备方法），包括的步骤如下：

1）按各原料所占质量份数（配比）为：1份P.O 42.5水泥、1.8份砂（粒径为0.3～0.5mm，含泥量不大于5质量%）、4份细石（粒径5～15mm，含泥量不大于2质量%）、0.48份水、0.015份水泥基渗透结晶型防水剂称取水泥、砂、细石、水、水泥基渗透结晶型防水剂（上海渗克防水材料有限公司，渗克宝SKB－202渗透结晶型防水掺合剂），备用；

2）将水泥、砂、细石、水泥基渗透结晶型防水剂和水加入到搅拌机中，搅拌6分钟，出料，得到自修复混凝土；

3）将制得的自修复混凝土在屋面进行连续浇筑，采用平板振荡器，将表面整理平整后，在混凝土初凝前用混凝土面层压光机将面层压实磨平，厚度为50mm，初凝后用喷雾器喷水养护14天，制得自修复刚性防水层；

4）在上述自修复刚性防水层养护14天（即上述喷水养护14天）后，在表面均匀喷涂双[2-（4-氯－2－甲基苯氧基）丙酸]与聚乙二醇的酯类聚合物，喷涂量为0.8kg/m²。

在上述自修复防根穿刺混凝土防水结构表面覆盖种植土并种植植物后，5年内种植屋面未出现渗漏现象。说明该防水结构可有效阻止植物根的穿刺，避免绿化种植屋面的渗漏，延长绿化种植屋面的使用寿命。