裝配式建筑外墻防水技術(shù)研究

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裝配式建筑是將建筑如墻體、樓板、梁柱等主要構(gòu)件在工廠內(nèi)進(jìn)行預(yù)制和裝配，然后將這些構(gòu)件以模塊化的方式運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)，最終在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝和安裝的建筑類型與建筑施工方式[1]。相較于傳統(tǒng)建筑及其施工方式，裝配式建筑具有以下4 個(gè)特點(diǎn)：

1）工程周期短。裝配式建筑采用預(yù)制構(gòu)件，在工廠內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn)和裝配。由于在制造預(yù)制構(gòu)件的同時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)可以進(jìn)行地基和基礎(chǔ)的施工，從而實(shí)現(xiàn)并行工作，加快項(xiàng)目進(jìn)度，縮短工程周期。

2）質(zhì)量可控。裝配式建筑的預(yù)制構(gòu)件在工廠內(nèi)進(jìn)行制造，能夠嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量和加工精度，減少施工中因人為操作或環(huán)境因素引起的質(zhì)量問題，提高了建筑的質(zhì)量。

3）節(jié)約資源。裝配式建筑采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠準(zhǔn)確計(jì)算所需的材料數(shù)量，減少了材料浪費(fèi)。此外，工廠內(nèi)生產(chǎn)還能有效利用資源，減少建筑過程中對(duì)水、電、燃料等能源的消耗。

4）施工安全性高。裝配式建筑的大部分工序在工廠內(nèi)完成，減少了現(xiàn)場(chǎng)施工的危險(xiǎn)性。然而，由于是在現(xiàn)場(chǎng)通過使用預(yù)制構(gòu)件、連接件、密封材料、支撐結(jié)構(gòu)、防水材料、隔熱材料等進(jìn)行的模塊化處理，在整體的結(jié)構(gòu)功能方面存在密封、連接不緊密的情況，容易出現(xiàn)防水方面的問題[2]。因此，對(duì)防水技術(shù)的研究與應(yīng)用，成為裝配式建筑研究中的重點(diǎn)內(nèi)容。本文借助一項(xiàng)典型案例，重點(diǎn)對(duì)裝配式建筑外墻防水方面的問題和相應(yīng)的技術(shù)進(jìn)行分析，以期能夠建立滿足裝配式建筑外墻防水需求的技術(shù)體系。

1 工程概況

武漢市某房建項(xiàng)目的總建筑面為26 萬m2，均為高層住宅，樓層為18 ～26 層。工程施工主要采用裝配式建筑施工方式，項(xiàng)目的外墻、內(nèi)墻、疊合板、樓梯及空調(diào)板等構(gòu)件均采用預(yù)制裝配式構(gòu)建[3]。施工中，通過現(xiàn)場(chǎng)灌漿套筒連接的方式進(jìn)行快速組裝。

該建筑的外墻主要包括5 部分。第1，室內(nèi)墻面層。這是室內(nèi)空間的墻壁，是建筑的涂料、墻紙等內(nèi)裝飾部分。第2，內(nèi)墻預(yù)制構(gòu)件。這是預(yù)制的內(nèi)墻構(gòu)件，內(nèi)墻預(yù)制構(gòu)件之間通過連接件連接在一起。第3，保溫隔熱層。保溫隔熱層在內(nèi)墻構(gòu)件外，主要用于提高建筑的隔熱性能。第4，外墻預(yù)制構(gòu)件。這是預(yù)制的外墻構(gòu)件，主要包括外墻保溫材料、裝飾層等，同樣通過連接件連接起來。第5，防水層。這是外墻的最外層部分，用于防止雨水滲透到建筑內(nèi)部，主要使用防水涂料[4]。

在施工過程中，主要采取以下外墻防水措施：第1，使用防水涂料。施工階段，通過在外墻涂刷防水涂料，形成一層防水屏障，阻止雨水滲透到建筑內(nèi)部。第2，防水處理。施工過程中，采用防水條處理連接處，確保連接處的密封性能。同時(shí)，使用防水膠填補(bǔ)外墻的縫隙，防止水分滲透。第3，構(gòu)建外墻排水系統(tǒng)。在外墻中加入雨水槽和排水板等排水設(shè)施，將雨水迅速排出，減少水分在墻面的停留時(shí)間。

通過采取上述措施，該項(xiàng)目在交付后3 年內(nèi)沒有出現(xiàn)外墻滲水情況，但是2022 年6 月在外墻檢查和業(yè)主反饋中發(fā)現(xiàn)有2 棟建筑出現(xiàn)不同程度的外墻防水問題。

2 裝配式建筑外墻出現(xiàn)滲漏的原因

在對(duì)項(xiàng)目建筑的外墻滲漏進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，主要存在接縫滲漏的情況。對(duì)相關(guān)情況取證分析后發(fā)現(xiàn)，包括水平接縫滲漏、豎向接縫滲漏、穿孔滲漏和窗框邊緣滲漏4 種情況[5]。針對(duì)這種情況，進(jìn)行了差異化的滲漏原因分析。

2.1 水平接縫滲漏的原因

外墻根部接縫做法不合理。項(xiàng)目的預(yù)制外墻與樓板交界處形成的水平接縫由于長(zhǎng)度較長(zhǎng)且接近開間寬度，導(dǎo)致后期交付后出現(xiàn)水平滲漏。同時(shí)，在前期施工中，并沒有對(duì)項(xiàng)目中使用的預(yù)制外墻的類型進(jìn)行細(xì)化區(qū)分，導(dǎo)致不同類型的預(yù)制外墻使用相同的水平接縫做法，造成部分外墻水平接縫出現(xiàn)滲漏。

灌漿不密實(shí)。項(xiàng)目中預(yù)制外墻的底部采用灌漿的方式連接，而其中部分連接處的灌漿存在不充分、不飽滿的情況，使得一段時(shí)間后，水平接縫變得不夠密實(shí)，形成了滲漏區(qū)域。造成這種問題的主要原因：施工中未確保灌漿充分填滿縫隙，或者灌漿材料的性能不足以確保密實(shí)性。

外墻材料選擇不合理。項(xiàng)目在外墻材料選用中使用了與墻體使用預(yù)期不匹配的分倉(cāng)材料，導(dǎo)致外墻的墻體出現(xiàn)了局部老化，影響了墻體之間的密實(shí)度，從而引發(fā)滲漏問題[6]。

2.2 豎向接縫滲漏的原因

預(yù)制外墻板豎向接縫處理不合理。在分析該項(xiàng)目出現(xiàn)滲水的接縫位置時(shí)發(fā)現(xiàn)，該建筑的預(yù)制外墻板的豎向接縫主要采用了齊縫做法，并且沒有設(shè)置防水措施，使得外墻板的豎向接縫處沒有有效的防水層。遇到降雨等情況時(shí)，水容易通過接縫滲透到墻內(nèi)部，導(dǎo)致外墻滲漏。

預(yù)制墻板粗糙面及填充墻的防水構(gòu)造存在問題。粗糙面存在粗糙度不足的問題，導(dǎo)致防水層與外墻板之間存在微小的空隙甚至裂縫，這些裂縫成為水分滲透的途徑[7]。在降雨等情況下，水分可能進(jìn)入裂縫內(nèi)，逐漸滲透到墻體內(nèi)部，增加了外墻滲漏的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在與現(xiàn)澆部分的接觸面存在光滑的地方，雖然使用了防水條，但由于存在邊緣構(gòu)件箍筋等因素，防水條被破壞，從而導(dǎo)致防水效果較差，增加了外墻滲漏的風(fēng)險(xiǎn)[8]。

2.3 穿孔滲漏的原因

首先，穿孔施工不當(dāng)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目外墻上的部分穿孔在施工過程中存在操作不當(dāng)，孔洞的位置、大小、形狀不合適，并且孔洞位置沒有采取合適的防水措施，導(dǎo)致穿孔區(qū)域發(fā)生滲漏。其次，穿孔作業(yè)不規(guī)范。在前期的穿孔作業(yè)中，穿孔后并沒有及時(shí)對(duì)周邊區(qū)域進(jìn)行密封處理，導(dǎo)致孔洞周邊的密封性不好，出現(xiàn)滲漏。最后，結(jié)構(gòu)變形。通過數(shù)據(jù)測(cè)量和分析發(fā)現(xiàn)，部分外墻穿孔區(qū)域的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了變形，外墻板出現(xiàn)膨脹和收縮，并且有些地方的混凝土也出現(xiàn)了收縮，導(dǎo)致原本密封的部位發(fā)生開裂或變形，從而造成滲漏。

2.4 窗框邊緣滲漏的原因

首先，窗框安裝作業(yè)不合理。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分樓層的窗框安裝并不規(guī)范，存在未正確安裝密封膠條、未充分固定窗框的情況，導(dǎo)致窗框邊緣出現(xiàn)了裂隙或間隙，從而使水分滲透。其次，密封材料損壞。雖然只交付2年，但調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目部分樓層的窗框邊緣使用的密封膠存在破損和失去彈性的情況，無法保持良好的密封效果，從而導(dǎo)致一些部分出現(xiàn)滲漏。再次，結(jié)構(gòu)變形。部分樓層的窗框和建筑結(jié)構(gòu)之間存在變形的情況，致使窗框與墻體之間產(chǎn)生間隙，使水分得以滲透。最后，窗框施工材料不當(dāng)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目在密封窗框邊緣使用的密封膠防水性能并不好，不具備足夠的耐久性和防水功能，導(dǎo)致使用過程中出現(xiàn)失效的情況。

3 裝配式建筑外墻的防水技術(shù)

結(jié)合調(diào)查分析結(jié)果可以看出，造成該裝配式建筑項(xiàng)目外墻防水出現(xiàn)問題的原因既有設(shè)計(jì)不合理，又有施工不規(guī)范。因此，對(duì)裝配式建筑外墻防水技術(shù)的研究應(yīng)當(dāng)從設(shè)計(jì)階段、施工階段、后期維護(hù)維修階段入手，分別進(jìn)行探索，以建立完善的裝配式建筑外墻防水技術(shù)體系[9]。

3.1 裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)階段的防水技術(shù)

裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)階段的防水技術(shù)指的是設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)考慮和使用的技術(shù)措施，其目的是在裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)中充分兼顧防水的要求，并根據(jù)設(shè)計(jì)方案確定最佳的防水技術(shù)方案。具體來說，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)重點(diǎn)使用以下7 種防水技術(shù)：

1）合理設(shè)計(jì)裝配式建筑外墻的構(gòu)造。在此次項(xiàng)目研究中發(fā)現(xiàn)，雖然前期設(shè)計(jì)中加入了防水層，但由于對(duì)外墻結(jié)構(gòu)尤其是接縫處結(jié)果缺乏必要的關(guān)注，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)失誤。鑒于此，在裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮外墻的構(gòu)造，合理規(guī)劃接縫、穿孔和窗框等部位，避免長(zhǎng)接縫、大穿孔等容易引發(fā)滲漏的構(gòu)造。同時(shí)，設(shè)計(jì)階段應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)慕涌p做法，例如采用搭接、折疊、嵌縫等，以減少滲漏風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。

2）選材考慮防水性能。在材料選擇上，設(shè)計(jì)師應(yīng)選擇具有優(yōu)異防水性能的材料。

3）預(yù)制構(gòu)件處理。對(duì)于預(yù)制外墻板，應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮確定合適的連接方式，確保接縫的密實(shí)性。例如，可以設(shè)計(jì)為粗糙面或凹凸接合的方式，以提高防水性能，并在設(shè)計(jì)中考慮設(shè)置防水層。

4）設(shè)置有效的防水層。設(shè)計(jì)中要充分考慮防水層的設(shè)置，特別在接縫、穿孔、窗框等部位，要確保設(shè)置的防水層能夠有效避免水分滲透。

5）規(guī)范密封材料的選用。設(shè)計(jì)過程中，要選擇優(yōu)質(zhì)的密封膠材料，確保其具備良好的耐候性、耐老化性、粘接性能。

6）關(guān)注細(xì)節(jié)。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意處理細(xì)節(jié)部位，如窗框、門洞、墻角等。對(duì)于窗框邊緣，應(yīng)設(shè)計(jì)合適的密封膠條和連接方式，以防止水分從窗框邊緣滲透。

7）開展防水實(shí)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)階段應(yīng)制訂相應(yīng)的防水計(jì)劃，包括淋水實(shí)驗(yàn)和其他防水性能測(cè)試，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的防水措施是否有效。

3.2 裝配式建筑外墻施工階段的防水技術(shù)

施工是按照既定的裝配式建筑外墻設(shè)計(jì)方案，開展相應(yīng)的施工作業(yè)，以實(shí)現(xiàn)預(yù)期的建設(shè)目標(biāo)。在對(duì)某項(xiàng)目的研究中發(fā)現(xiàn)，雖然施工方和施工人員能夠按照方案中明確的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行作業(yè)，但也存在施工不當(dāng)而引發(fā)防水問題的情況[10]。因此，在實(shí)際的施工過程中，施工主體要注意掌握和運(yùn)用以下6 方面的防水技術(shù)：

1）接縫處理技術(shù)。在預(yù)制外墻板的接縫處理中，要根據(jù)不同類型的接縫選擇適當(dāng)?shù)姆浪椒?。?duì)于水平接縫，應(yīng)采用防水膠條、防水膠等材料填充，以確保接縫處的密封性能。在豎向接縫處理中，可以考慮設(shè)置粗糙面，增加防水層的附著力，避免水分滲透。此外，還可以在接縫處設(shè)置排水斜坡，引導(dǎo)雨水迅速排出，減少積水的機(jī)會(huì)。

2）密封處理技術(shù)。在窗框、門洞等細(xì)節(jié)部位，應(yīng)盡可能選擇具有良好耐候性和粘接性的密封膠材料，對(duì)墻體與構(gòu)件之間的空隙進(jìn)行嚴(yán)密填充，避免水分滲透。此外，在涂抹密封膠的過程中，要確保涂抹均勻，密封膠與墻體表面緊密貼合，形成有效的防水層。

3）穿孔處理技術(shù)。在穿孔作業(yè)時(shí)，要在穿孔位置周圍使用防水膠、防水涂料等防水材料，并對(duì)穿孔處進(jìn)行嚴(yán)密封閉。同時(shí)，在電線、管道穿透處設(shè)置防水套管或防水套帽，確保穿孔處的防水性能。

4）加強(qiáng)施工質(zhì)量控制。在安裝預(yù)制外墻板的過程中，施工主體要確保連接處的灌漿密實(shí)，避免出現(xiàn)灌漿不足或空隙的情況。同時(shí)，可以采取振搗或震動(dòng)的方法，確保灌漿材料填滿縫隙，提高連接處的密封性。

5）規(guī)范預(yù)制構(gòu)件安裝。在預(yù)制構(gòu)件的吊裝、安裝過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照防水要求進(jìn)行操作，避免過度擠壓防水材料或損壞連接處的密封層。在施工中，要確保預(yù)制構(gòu)件的安裝位置準(zhǔn)確，以減少后續(xù)施工中的修補(bǔ)和調(diào)整，確保防水層的一致性。

6）質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)。施工過程中要做好材料驗(yàn)收和抽查工作，確保使用的防水材料符合規(guī)范要求。同時(shí)，為確保防水效果符合預(yù)期要求，應(yīng)進(jìn)行水密性實(shí)驗(yàn)和滲水實(shí)驗(yàn)。

3.3 裝配式建筑外墻維護(hù)維修階段的防水技術(shù)

在裝配式建筑項(xiàng)目驗(yàn)收合格并交付使用后，相關(guān)主體要定期開展防水方面的檢查和調(diào)試，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決存在的防水問題[11]。具體來說，要對(duì)裝配式建筑外墻的不同組成部分分別采取相應(yīng)的維修檢測(cè)技術(shù)。

1）接縫維護(hù)技術(shù)。發(fā)現(xiàn)接縫防水問題后，首先應(yīng)清理接縫，確保表面干凈，然后選擇適當(dāng)?shù)姆浪牧咸畛浣涌p，使其恢復(fù)密封性能。為了進(jìn)一步強(qiáng)化防水性能，可以在接縫周邊增加防水條、防水涂料等，以提高整體的抗?jié)B性能。

2）窗框維護(hù)技術(shù)。針對(duì)窗框邊緣老化的情況，應(yīng)及時(shí)更換密封膠條，確保窗框與墻體之間的嚴(yán)密性，阻止水分進(jìn)入建筑內(nèi)部。對(duì)于存在間隙的地方，重新涂抹密封膠可強(qiáng)化密封效果，防止?jié)B漏問題再次出現(xiàn)。

3）穿孔維修技術(shù)。對(duì)于破損的穿孔，應(yīng)重新使用防水材料進(jìn)行封閉處理，確保穿孔處的防水層完整性，有效防止雨水通過穿孔進(jìn)入建筑內(nèi)部，保障室內(nèi)環(huán)境干燥。

4）局部修補(bǔ)技術(shù)。在維護(hù)過程中，如果發(fā)現(xiàn)局部滲漏問題，應(yīng)該及時(shí)清理滲漏部位，確保其表面干凈。對(duì)于存在缺陷的區(qū)域，為恢復(fù)防水性能，應(yīng)該使用合適的防水材料進(jìn)行涂抹、填補(bǔ)。

5）涂層維護(hù)技術(shù)。定期檢查涂層狀態(tài)，如有問題，及時(shí)進(jìn)行重新涂刷，補(bǔ)充涂層的厚度，延長(zhǎng)其耐用性。

6）修復(fù)老化材料技術(shù)。針對(duì)防水膠條失去彈性、密封膠變質(zhì)等情況，應(yīng)及時(shí)更換新材料，確保使用的材料具備良好的防水性能，以保障整體的建筑防水效果。

4 結(jié)語

綜上所述，良好的外墻防水技術(shù)可確保建筑內(nèi)部干燥、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，防止?jié)B漏引發(fā)的損害、腐蝕以及劣化問題，維護(hù)建筑的可持續(xù)性和使用壽命。近年來，雖然裝配式建筑的外墻防水性能不斷提升，但通過對(duì)某建筑項(xiàng)目的實(shí)際研究發(fā)現(xiàn)，防水方面仍然存在很多不足。對(duì)于由不同原因引起的外墻防水問題，要從設(shè)計(jì)階段、施工階段、后期維護(hù)維修階段分別采取相應(yīng)的防水技術(shù)措施，盡可能降低外墻防水問題的發(fā)生。