金属屋面TPO防水系统施工技术

金属屋面 TPO防水系统施工技术

孟慧敏

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摘要 :本文以高铁站站房金属屋面TPO防水系统施工为背景，讲述了TPO防水系统的特点及TPO防水系统施工技术在金属屋面中的实际应用。通过TPO防水卷材是采用机械固定螺钉和固定垫片与基层钢结构屋面板固定的特点，解决了传统防水材料与金属板难以有效连接的难点；上下层卷材搭接、阴阳角附加层、天沟、出屋面的管道等细部节点构造处理采用热空气焊熔接，其焊接的接缝强度高于母材，使卷材连接成一个整体密封的防水层，提高了金属屋面的防水质量；采用专用的施工机具即加快了施工速度的同时减少了劳动力投入，降低施工成本；为同类型钢结构金属屋面防水工程施工积累经验。

【关键词】金属屋面 TPO防水机械固定 施工技术

引言:随着我国社会经济的高速发展，越来越多的大型化工厂、高铁站及机场等公共设施应运而生，由于大型化工厂及公共设施一般空间和跨度较大，其结构 80% 以上多采用钢结构或钢混结构，屋面多采用钢结构金属屋面，其屋面的彩钢板之间采用直立锁边密封搭接，具有一定的自防水性能，但钢结构金属屋面受温度变化影响产生形变，随着时间的推移，其密封性能逐渐减弱，最终导致出现渗漏情况；其次，钢结构屋面在细部节点难以有效密封，在大雨等恶劣天气极易出现溢水渗漏情况，从而影响正常的生产或运营。结合钢结构屋面的现状，近年来出现较多的卷材防水施工技术应用在钢结构金属屋面中，就此本文以高铁站房金属屋面TPO防水系统施工为例，对TPO防水系统施工技术在金属屋面应用进行详细介绍。

1、TPO防水系统简介

1.1、定义

防水卷材TPO即热塑性聚烯烃类防水卷材，以石油树脂及乙烯、乙酸、乙烯树脂为基料，加入抗氧剂、防老剂、软化剂、及表面附以织物纤维、铝膜而制成的高分子防水卷材。

1.2、特点

TPO防水卷材具有三元乙丙（EPDM）优良的耐腐蚀性能、耐自然老化性能；具有聚丙烯材料的柔韧性、易施工安装性能；产品中不添加任何增塑剂，无PVC增塑剂迁移之害，比较环保；可热风焊接；材料搭接通过热风焊接，施工搭接工艺简单，可靠性极高；卷材强度高—特别是中间采用尼龙网格布增强后具有非凡的强度，可实现高强机械固定；延伸率高-未增强的TPO卷材的断裂延伸率大于500%；洁净材料—不吸附灰尘，无有害物质挥发、迁移，建筑屋顶光洁鲜艳；节能—浅色表面、反射太阳光，降低屋面能耗；TPO防水卷材同时具有三元乙丙和PVC两种材料的优点，是该两种高分子防水卷材的升级产品。

1.3、工艺原理

TPO卷材防水层采用固定螺钉、固定垫片或套管，以点式固定的方式将卷材防水（层）固定在压型钢板上，能够承受外荷载力（荷载、收缩变形荷载等）的作用，TPO卷材搭接部位热风焊接后，使整个防水层形成一个封闭的整体，到达良好的防水效果。

2、站房屋面构造简介

屋面设计构造层次由上至下为：

1. 屋面板：1.0mm厚PVDF铝镁锰合金金属屋面板；

2. 防水层：1.5mm厚TPO防水卷材；

3. 保温层：50+40mm厚保温岩棉，容重180Kg/m³，错缝搭接；

4. 隔音层：50mm玻璃丝吸音棉，容重24Kg/m³；

5. 隔汽层：0.25mm聚丙烯隔汽膜；

6. 钢底板：0.8mm厚HV-125压型钢底板，腹侧穿孔，穿空率17%，孔径3mm；

3. 施工机具

3.1自动热空气焊接机

焊接压力500-550N，温度为500C°-550C°，焊接速度为1.5-2m/min，主要用于整个金属屋面TPO防水卷材搭接部位焊接。

3.2手持热空气焊接机

焊枪温度控制在250C°-450C°，焊接速度控制在0.2-0.5m/min，手持热空气焊接机将卷材预热后，铺设在屋面防水天沟、出屋面管根及其他细部构造等节点部位。

在细部节点处理及局部修理接缝时，通常使用手持焊接机，随焊随压。

3.3硅酮辊

硅酮辊主要用作大平面卷材和细部节点接缝处理。

3.4电动螺丝刀

功率满足施工要求即可。

3. 施工工艺

工艺流程：

施工准备→基层处理→铺设PE隔汽层→机械固定岩棉保温层→机械固定TPO卷材→热空气焊接TPO卷材→细部构造节点处理→检查验收

4.1、施工准备

1）材料准备

施工前提前将TPO卷材、保温板、聚丙烯隔汽膜及其他辅助材料准备齐全；材料进场后必须执行见证取样送检制度，经有资质的第三方检测机构检验合格后方可使用。TPO 卷材需堆放在阴凉处，避免太阳暴晒，在雨天要用防雨布覆盖避免雨淋。

岩棉保温板应按照施工图纸要求进行购置，购置前查询技术规格满足设计要求，对容重、导热系数、规格参数等进行核验，做好材料计划与进场验收工作。材料进场后，码放整齐，现场需要时直接吊装至屋面，布置防下滑及倾覆措施，并用 PE 膜遮盖，避免雨淋及雨水浸泡。

2）施工机具准备

施工前提前备好自动热空气焊接机、手持热空气焊接机、硅酮辊、电动螺丝刀及其他小型手工具，并检查其是否能正常使用。

3）技术准备

施工前应先画出卷材排版图，表明接缝位置、搭接宽度，保证施工方案符合设计及规范要求。工程部提前下发技术交底，保证现场工人对隔气层、隔音层、保温层、防水层的构造做法及施工要求吃透。技术交底应写明合格标准、主要施工工艺、质量通病及预防措施等等。

4）天气条件

卷材施工应在气温和气候良好的条件下铺贴，雨、雪天气和五级及其以上大风天气下禁止施工。由于屋面底板为压型钢板，施工时还需考虑防滑措施，工人穿安全鞋。同时，禁止夜间作业。

4.2、基层处理

施工前，清理屋面板基层杂物及修整压型钢板间的尖锐突出物、毛刺等，用专用工具检查平整度，满足要求后在其上铺设聚炳烯隔气膜。隔气膜厚度应满足设计及图纸、规范要求，铺设顺序及搭接位置的收边应执行技术交底要求。

在铺放隔汽层、保温、卷材以前，基层上的碎屑和杂物清理干净，并装袋运至现场垃圾房，由专业环保清洁工收纳遮盖运出场外，做定点处理。

4.3、铺贴隔汽层

基层处理完毕并经监理工程师验收合格后，铺设 PE 膜隔汽层，铺设时注意保持横平顺直。 相邻两幅交接处，材料搭接宽度不小于100mm，接缝处采用专用胶带固定，然后用压辊从一头向另一头按照顺序碾压密实，防止出现气泡。如出现气泡，将鼓包部位用专用工具切开，用相同材料打设补丁。女儿墙、吐出屋面设备等细部节点部位的PE膜同样采用胶带固定，保证密封良好。隔绝室内空气，避免室内水蒸汽进入保温层，遇冷凝结成水珠，弱化保温性能的同时影响屋面整体工程质量。

【细部节点用定基胶带粘接密封严实】

4.4、机械固定保温层

岩棉板安装铺设采用物理固定工艺。本工程采用50+40mm厚两层岩棉板保温层，容重180Kg/m³。保温层平行于屋脊方向铺贴，层间错缝搭接，搭接宽度必须符合设计及规范要求，避免形成通缝影响屋面结构的整体性、影响屋面整体保温效果。岩棉安装与TPO防水卷材施工须间隔时间短，防止岩棉沾水受潮，进而影响工程质量。若岩棉板块边角存在受损情况，须二次切割整齐后再铺设。搬运岩棉工人需佩戴劳动保护手套，穿工作服，避免短袖，以免岩棉与肌肤摩擦发痒。

本工程的保温板（标准板）固定件数量配置合理，节约材料，经设计计算每块板 2 个符合要求。对固定件，工程技术人员应进行材料进场验收，保证与保温板固定的牢固性，同时，做好固定件与保温板接缝的处理。打胶时，采用耐候硅酮密封胶。

下层保温板铺设完毕经监理工程师验收合格后，再进行上层板施工。上下层保温板须错缝搭接，拼缝应错开半幅板宽，保证保温层的整体性。为避免形成通缝，上下层保温板缝不应贯穿。螺钉应采用含铬量在12%以上的304不锈钢材质，螺钉力学性能及工艺性能应满足设计要求。同时，螺钉从压型钢板波峰处垂直钉入，控制好螺钉长度，禁止接触到防水卷材，造成渗水。垂直钉入的螺钉更有利于屋面板抵御水平风荷载，在边角处、波峰处保证屋面板的稳定性。本工程使用的岩棉保温较为松软，允许岩棉有轻微变形，避免套管垫片使保温板出现裂纹。其次固定螺钉须穿透压型钢板，外露不小于 20～25mm。

4.5、卷材的铺设及固定

根据屋面的实际尺寸及卷材的宽幅测量放线，进行卷材预铺，减少边角卷材的裁剪量，卷材的铺设方向应按照排版方案进行，平整顺直，不得扭曲，纵向搭接宽度不小于140mm，横向搭接不小于80mm，螺钉距离卷材边缘的距离为 30mm。卷材运送至屋面后，让其自然舒展，释放材料内应力。卷材施工搭接时，注意搭接宽度、接缝等质量符合要求。另外，在女儿墙、天沟、出屋面管道、设备基础等处，采用垫片或压条对卷材进行固定，密封膏封堵收口。

1）固定件沿卷材长边进行固定，卷材固定件中心间距应为 300mm，固定件离阴/阳角的位置应在 150mm-230mm 之间；屋面周边、檐口和角部等部位的固定件需按设计方案、规范要求进行加密布置；

2）固定件安装时，应注意外侧边缘距离卷材边缘不应小于 10mm。如果距离较小，则容易引起卷材外边线撕裂，引发质量隐患。

3）中心区域固定点行距应根据水平风荷载计算值确定，固定点间距应根据压型钢板的波峰间距确定，且应为波峰间距的整数倍数。

4） 加密区域宽度应根据卷材的幅宽确定，为卷材幅宽的倍数，固定点间距应根据压型钢板的波峰间距确定，且应为波峰间距的倍数。

4.6、热空气焊接

1）施工机具的选择

根据卷材施工工艺结合工程本身对质量、工期、安全的要求综合确定。

2）温度设定

焊接温度随环境温度及时调整。喷枪温度随高温、低温等气候温度进行调节，控制在卷材施焊允许范围。正式焊接前，执行首件制，经相关单位验收后再进行大范围焊接作业。本工程采用自动焊接机，焊接前，先预热，根据环境温度调整焊接方案。

3）卷材的焊接

准备热空气焊接机，首先进入预热程序，将卷材稍微软化。

机械准备就位后，将卷材摊开。搭接处做好防烧伤措施，严禁在同一位置长时间加热。

搭接处应使用专用滚压设备反复碾压，排走多余的空气。在附加层部位，应注意每层的搭接方向、顺序、长度和宽度符合规范要求。

焊接完毕的卷材部位，严禁二次施焊，必须保证一次焊接成型。当搭接区出现折皱时，需切掉二次焊接处理，对切掉部位进行补焊。

4）手持焊接机的设定

手持焊接机应按照厂家的出厂说明书进行设定，严禁私自设定。

5）接缝检查

焊接完毕后，先使用专用工具进行自检，然后再邀请监理工程进行检查，如有漏焊部位，及时补焊。

4.7、细部节点处里

1）女儿墙、设备基础、烟道等阴阳角按设计及规范要求做附加层，附加层成圆弧角或倒角，根据各部位实际形状折叠、裁剪后手动焊接，每边宽度不小于150mm，附加层焊接完毕再铺设大面卷材进行焊接。

2）出屋面管道部位加铺两道附加层，附加层采取“套圈”做法，将附加层折叠后根据略小于管道外径尺寸裁剪，两道附加层错位铺设焊接，上层防水铺设完毕后上端采用金属紧固件禁锢，最后用密封材料密封。

3）天沟防水卷材从沟底开始铺设，顺天沟落水口向流水方向铺设，本工程采用天沟节点采用无穿孔施工方法，两道U型压条及螺钉固定，穿透卷材后在用TPO卷材裁剪成200mm宽覆盖在紧固件上，四周与大面防水卷材进行焊接，形成完整的防水体系。

3. 施工注意事项

1）在女儿墙较低的屋面周边应设置防护栏杆，确保施工安全。

3）卷材表面潮湿时发滑，应小心行走，避免摔倒。

4）胶粘剂及卷材清洗剂应严格按说明书的要求贮存和使用。

5）螺钉、垫片等金属物件不应随意丢弃在卷材上，避免划伤卷材。

6）屋面卷材铺设完毕后，应静置一定时间，确保卷材粘贴紧固。

7）卷材、保温板在屋面分散堆放，禁止集中堆放，避免损伤卷材表面造成渗水。

8）隔汽层的施工应符合屋面相关规范要求，在预先设定位置布设纵横向管道，留好排气口，排走多余水汽。

9）按照施工图纸要求做好无组织排水及有组织排水的相关材料和技术准备。

10）施工完毕的卷次及时采取成品保护措施，以免造成意外损毁。

11）在完成屋面防水保温铺设后，如其他专业进行施工，必须由相关专业人员做好对屋面的防护。

6结语

TPO防水卷材作为一种新型的绿色环保节能的高分子防水卷材，其材料本身的耐腐蚀性能、耐自然老化性能、柔韧度均优于传统的防水卷材；其机械固定、热风焊接工艺即解决传统防水卷材难以与金属屋面板有效连接的难题，也能更好的使防水层形成一个封闭的整体，提高了金属屋面防水层的抗风揭能力，整体防水效果稳定，减少后期维修成本；在高机械化施工快捷、高效节约人工成本的同时，还能避免传统防水卷材使用喷灯热熔连接所存在的安全隐患。TPO防水系统施工技术在传统防水施工技术基础的又一次革新，为金属屋面防水施工提供了先进的施工方法，提高了建筑工程质量。

参考文献

1. 宁波,席新雅. 某大型机场屋面TPO防水技术应用解析[J]. 中国建筑防水,2018(19):1-5.

2. 《屋面工程技术规范》GB50345-2012

3. 《热塑性聚烯烃（TPO）防水卷材》GB27789-2011

4. 《高分子防水卷材》18173.1

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