15屋面水泥砂浆保护层防裂技术创新.docx
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15屋面水泥砂浆保护层防裂技术创新
屋面水泥砂浆保护层防裂技术创新
山东万鑫建设有限公司贾华远QC小组
一、工程概况
山东省淄博市桓台职业中专综合实训楼，框架结构，地下一层，地上五层，建筑面积2.3万㎡。
平屋面面积5200㎡，屋面工程为轻质混凝土找坡层，80㎜厚挤塑聚苯板保温层，两层2mm厚SBS防水层，20㎜厚1:
2.5水泥砂浆保护层。
建设单位要求屋面水泥砂浆保护层经历最炎热时段阳光辐射膨胀作用后的8月上旬进行验收。
二、小组概况
为解决屋面水泥砂浆保护层裂缝、脱层、麻面、起砂和经历最炎热时段阳光辐射膨胀作用后无拱起、开裂的全国性技术难题，公司于2015年4月18日组建本QC小组，并由建设集团总工程师任组长，组员由总工办、分公司、项目部技术人员和施工操作班组人员优选组成，小组成员情况如下表：
小组成员一览表表1
小组
名称
山东万鑫建设有限公司
贾华远QC小组
成立
时间
2015年4月
课题类型
创新型
注册号
SDWX/QCXZ-
2015-01
注册
时间
2015年4月
课题注册号
SDWX/QC-2015-01
课题
名称
屋面水泥砂浆保护层防裂技术创新
课题注册时间
2015年4月
活动
时间
2015年4月18日～2015年8月12日
平均受TQC教育时间
70课时
序号
姓名
性别
职称或工种
学历
所学专业
出勤率
组内职务
1
贾华远
男
研究员
本科
工民建
100%
组长
2
许超
男
工程师
本科
土木工程
96%
副组长
3
张超
男
工程师
本科
土木工程
100%
副组长
4
李国辉
男
工程师
本科
土木工程
100%
组员
5
陈耿
男
工程师
本科
土木工程
98%
组员
6
张林
男
工程师
本科
土木工程
100%
组员
7
张国庆
男
抹灰工
专科
施工技术
100%
组员
8
许光
男
机操作工
专科
施工技术
98%
组员
9
罗乃斌
男
嵌缝工
专科
施工技术
98%
组员
10
刘国强
男
养护工
专科
施工技术
98%
组员
制表人：
张林日期：
2015年4月18日
三、选题理由
（一）工程现状
1、目前屋面水泥砂浆保护层采用的切割分格缝施工方法，当水泥砂浆强度达到切割分格缝要求的5MPa左右时，其内部已形成温差和干缩应力，因此区格板块仍然发生不规则开裂。
2、目前屋面水泥砂浆保护层采用的镶嵌PVC条分格缝施工方法，在夏季阳光辐射膨胀作用下，导致水泥砂浆保护层拱起与开裂。
（二）问题调查
1、对竣工1年的博山客运中心8000㎡屋面水泥砂浆保护层进行调查，本工程屋面保护层采用切割分格缝施工方法，问题调查统计如下表：
屋面水泥砂浆保护层切割分格缝存在问题统计表表1
检查项目
问题部位
问题数量
裂缝、拱起值
耐久性
使用功能
保护层开裂
每个区格内
至少3条裂缝
裂缝宽度0.4㎜
影响耐久性
影响使用功能
保护层拱起
屋面中部
3处拱起
拱起高度30㎜
严重影响耐久性
严重影响使用功能
保护层断裂
屋面中部
10处断裂
裂缝宽度10㎜
影响耐久性
影响使用功能
制表人：
贾华远制表日期：
2015年4月18日
2、对竣工2年的名尚广场20000㎡屋面水泥砂浆保护层进行调查，本工程屋面保护层采用镶嵌PVC条分格缝施工方法，问题调查统计如下表：
屋面水泥砂浆保护层镶嵌PVC条分格缝存在问题统计表表2
检查项目
问题部位
问题数量
裂缝、拱起值
耐久性
使用功能
保护层开裂
每个区格内
4个区格裂缝
0.2㎜
不影响耐久性
不影响使用功能
保护层拱起
屋面中部
10处拱起
拱起高度50㎜
严重影响耐久性
严重影响使用功能
保护层断裂
屋面中部
26处断裂
裂缝宽度15㎜
影响耐久性
影响使用功能
制表人：
贾华远制表日期：
2015年4月18日
综上所述，我们选定《屋面水泥砂浆保护层防裂技术创新》为本小组活动课题。
四、设定目标
（一）目标
屋面水泥砂浆保护层无裂缝、脱层、麻面和起砂；经历最炎热时段阳光辐射膨胀作用后无拱起、开裂现象。
（二）目标值
屋面水泥砂浆保护层表面平整和缝格平直合格率90%。
（三）目标可行性分析
制图人：
张超日期：
2015年4月19日
综上所述，我们有能力和信心实现本次QC活动目标。
五、提出方案，并确定最佳方案
（一）方案的提出
小组成员围绕课题召开会议，运用“头脑风暴法”打破传统思维，集思广益，提出如下9个方案30个子方案，并运用亲和图进行归纳整理如下：
图3、亲和图制图人：
贾华远日期：
2015年4月20日
（二）各种方案对比分析确认
1、分格条材料方案对比分析确认表表1
方案
可操作性
经济合理性
环保情况
应变防裂性能
结论
挤塑聚苯板条
挤塑聚苯板可裁割形成5㎜条状，刚度符合要求
20mm厚度的挤塑聚苯板230元/m3
裁割无脱落颗粒，不需要剔出，不产生建筑垃圾
挤塑聚苯板抗压强度≥150KPa,压缩应变率≤10%，不满足保护层膨胀应变要求
不
选
用
闭孔聚苯板
闭孔聚苯板可裁割形成≥10㎜条状，刚度符合要求
20mm厚度的闭孔聚苯板140元/m3
裁割无脱落颗粒，在水泥砂浆内，无建筑垃圾
闭孔聚苯板抗压强度≤70KPa,压缩应变率≥20%，满足保护层膨胀应变要求
选
用
聚苯板条
聚苯板可裁割成为15㎜条状，但容易破损
20mm厚度的聚苯板75元/m3
裁割产生颗粒飞扬，污染环境
聚苯板抗压强度≤40KPa,压缩应变率≥30%，大于保护层膨胀应变要求
不
选
用
软质木条
软质木条可可裁割形成10㎜厚条状，但容易弯曲
20mm厚度软质白松板材3200元/m3
裁割锯末飞扬污染环境，剔除形成建筑垃圾
软质木条抗压强度≥16000KPa,压缩应变率≤2%，不满足保护层膨胀应变要求。
不
选
用
分格条方案确
认系统图
20mm厚
闭孔聚苯板
制表人：
贾华远日期：
2015年4月21日
2、分格条裁割宽度方案对比分析确认表表2
方案
可实施性
经济合理性
工时影响
应变防裂性能
结论
5㎜宽闭孔聚苯板条
经模拟试验，在铺设水泥砂浆时侧弯≤1.0㎜/m
材料费0.02m×0.005m×140元/m3=0.014元/m
聚苯板条裁割速度120m/h
经屋面水泥砂浆保护层季节温差与干缩变形计算，满足防裂应变值2㎜要求
选
用
10㎜宽闭孔聚苯板条
经模拟试验，在铺设水泥砂浆时侧弯≤0.8㎜/m
材料费0.02m×0.01m×140元/m3=0.028元/m
聚苯板条裁割速度200m/h
经屋面水泥砂浆保护层季节温差与干缩变形计算，大于防裂应变值2㎜要求
不
选
15㎜宽闭孔聚苯板条
经模拟试验，在铺设水泥砂浆时侧弯≤0.5㎜/m，但分格缝太宽影响美观
材料费0.02m×0.015m×140元/m3=0.042元/m
聚苯板条裁割速度260m/h
经屋面水泥砂浆保护层季节温差与干缩变形计算，大于防裂应变值2㎜要求
不
选
分格条裁割宽度方案确认系统图
10㎜宽闭孔聚苯板条
制表人：
贾华远日期：
2015年4月21日
3、分格条布置间距方案对比分析确认表表3
方案
可实施性
经济合理性
工时影响
应变防裂性能
结论
分格条间距1.0m×1.0m
经模拟试验，铺设水泥砂浆产生≤1.0㎜侧弯，满足允许偏差
材料费0.02m×0.01m×4m×140元/m3=0.112元/㎡
粘贴速度230㎡/工日
按照夏季屋面保护层表面温度80℃计算膨胀应力，20㎜厚度1:
2.5水泥砂浆抗剪强度满足要求
不
选
分格条间距1.5m×1.5m
经模拟试验，铺设水泥砂浆时侧弯≤1.5㎜，满足允许偏差
材料费0.02m×0.01m×2.7m×140元/m3=0.076元/㎡
粘贴速度310㎡/工日
按照夏季屋面保护层表面温度80℃计算膨胀应力，20㎜厚度1:
2.5水泥砂浆抗剪强度满足要求
选
用
分格条间距2.0m×2.0m
经模拟试验，铺设水泥砂浆时侧弯≥3㎜，不满足允许偏差
材料费0.02m×0.01m×2m×140元/m3=0.056元/㎡
粘贴速度440㎡/工日
按照夏季屋面保护层表面温度80℃计算膨胀应力，20㎜厚度1:
2.5水泥砂浆抗剪强度不满足要求
不
选
分格条
间距方案
确认系统图
制表人：
陈耿日期：
2015年4月22日
4、分格条粘贴材料方案对比分析确认表表4
方案
可实施性
经济合理性
环境影响
安全可靠性
结论
聚氯乙烯胶黏剂粘贴
分格条不易找平，侧面无法形成护角，侧弯偏差＞3mm，不满足要求
粘贴费用80元/100m
挥发气体影响操作人员健康
分格条粘贴牢固，但有空隙
不
选
用
聚合物胶浆粘贴
操作方便，分格条侧面可以形成护角，侧弯偏差≤1.0mm，满足要求
粘贴费用8元/100m
对环境无影响
分格条粘贴牢固
选
用
聚氨酯粘贴
操作方便，分格条侧面可以形成护角，侧弯偏差≤1.0mm，满足要求
粘贴费用46元/100m
对环境基本无影响
分格条粘贴牢固
不
选
用
分格条粘贴方
案系统图
制表人：
李国辉日期：
2015年4月22日
5、水泥砂浆保护层材料方案对比分析确认表表5
方案
可实施性
经济合理性
工时影响
防裂性能
结论
PP纤维水泥砂浆
适用于机械压光，但表面有纤维毛刺影响美观
掺加PP纤维费用1.2元/㎡
施工PP纤维水泥砂浆保护层效率5工日/100m2
在1.5m×1.5m分格缝间距的PP纤维水泥砂浆保护层上持续4h的80℃加温试验，无裂纹现象
不
选
用
微膨胀水泥砂浆
适用于机械压光，可达到光滑美观效果
掺加膨胀剂费用0.35元/m2
施工微膨胀水泥砂浆保护层效率3.5工日/100m2
在1.5m×1.5m分格缝间距的微膨胀水泥砂浆保护层上持续4h的80℃加温试验，无裂纹现象
不
选
用
防水水泥砂浆
适用于机械压光，可达到光滑美观效果
掺加防水剂费用0.28元/m2
施工防水水泥砂浆保护层效率3.5工日/100m2
在1.5m×1.5m分格缝间距的防水水泥砂浆保护层上持续4h的80℃加温试验，无裂纹现象
选
用
网格布水泥砂浆
不适应机械压光，表面易出现网格布痕迹
水泥砂浆表面铺设防裂网格布费用1.0元/m2
施工网格布水泥砂浆保护层效率6工日/100m2
在1.5m×1.5m分格缝间距的网格布水泥砂浆保护层上持续4h的80℃加温试验，有纤维松弛和裂纹现象
不
选
用
防水保
护层方
案系统图
制表人：
张林日期：
2015年4月23日
6、水泥砂浆保护层压光方案对比分析确认表表6
方案
可实施性
经济合理性
工期影响
观感效果
结论
人工找平压光
人工找平提浆与压光方便操作，但容易产生＞4mm的平整度偏差
提浆与压光需要抹灰工180元/100㎡
提浆与压光工效为30㎡/工日
局部微量凸凹和有压光痕迹
不
选
用
棍子找平人工压光
棍子提浆人工压光平整度偏差＞4mm
提浆与压光需要抹灰工170元/100㎡
提浆与压光工效为45㎡/工日
平整度良好，但有压光痕迹
不
选
用
机械找平压光
机械找平、提浆与压光操作方便，可以实现平整度偏差≤4mm
提浆与压光需要抹灰工80元/100㎡
提浆与压光工效为150㎡/台·日
观感效果平整光滑
选
用
屋面水泥砂浆保护层压光方案系统图
制表人：
张超日期：
2015年4月23日
7、水泥砂浆保护层养护方案对比分析确认表表7
方案
可实施性
经济合理性
工时影响
养护效果
结论
覆盖塑料薄膜养护
在水泥砂浆保护层上洒水粘贴塑料薄膜封闭严密，但不方便补充水分
养护费用12元/100㎡
覆盖养护用工1个/100m2
经现场检测，水泥砂浆保护层表面相对平均湿度70%，局部有裂纹现象
不
选
用
覆盖塑料薄膜和矿棉毡养护
在水泥砂浆保护层上洒水粘贴塑料薄膜封闭严密，矿棉毡保湿
养护费用36元/100㎡
覆盖养护用工2个/100m2
经现场检测，水泥砂浆保护层表面相对平均湿度85%以上，无裂纹现象
选
用
喷涂
养护
液养护
喷涂养护液后，水泥砂浆保护层表面封闭欠本严密，存在毛细孔
养护费用40元/100㎡
喷涂养护用工1个/100m2
经现场检测，水泥砂浆保护层表面平均湿度可达65%，局部有裂纹现象
不
选
用
水泥砂浆保护层养护方案系统图
制表人：
许超日期：
2015年4月24日
8、分格条成缝方案对比分析确认表表8
方案
可实施性
经济合理性
环境影响
应变防裂性能
结论
机械压缩分格条成缝
采用φ10钢筋将分格条压缩10mm深度，操作简单，可以实现
成缝费用3.6元/100m
无环境影响
经压缩后的分格条强度提高，应变能力降低，影响保护层防裂性能
不
选
用
清除分格条成缝
将20mm厚度分格条清除，操作难度较大
成缝费用6元/100m，重新填充φ10聚氯乙烯泡沫棒6元/100m
清除分格条形成聚苯颗粒，污染环境
分格条对应变防裂性能无影响
不
选
用
热熔分格条成缝
采用直径10㎜棒式电烙铁将分格条热熔10mm深度成缝，操作简单，可以实现
成缝费用4.5元/100m
基本无环境影响
分格条对应变防裂性能无影响
选
用
分格条成缝方案系统图
制表人：
贾华远日期：
2015年4月24日
9、分格缝嵌缝方案对比分析确认表表9
方案
可实施性
经济合理性
环境影响
耐冷热性能
结论
耐候硅酮胶嵌缝
采用密封胶枪嵌缝，分格缝平直可以控制在≤3㎜
嵌缝费用80元/100m
无环境影响
-25℃气温环境无脆变，伸缩能力良好；80℃温度环境无流淌，延伸能力良好
不
选
用
耐候油膏嵌缝
采用密封胶枪嵌缝，分格缝平直可以控制在≤3㎜
嵌缝费用30元/100m
无环境影响
-25℃气温环境无脆变，伸缩能力良好；80℃温度环境无流淌，延伸能力良好
选
用
JS防水剂嵌缝
采用油壶灌缝方便，但分格缝平直偏差＞3㎜
嵌缝费用40元/100m
无环境影响
-25℃气温环境有脆变，伸缩能力降低；80℃温度环境无流淌，延伸能力一般
不
选
用
分格缝嵌缝方案系统图
制表人：
陈耿日期：
2015年4月24日
（三）确定最佳方案
图5、最佳方案系统图制图人：
贾华远日期：
2015年4月25日
六、制定对策
对策表表10
序号
方案
对策
目标
措施
地点
时间
负责人
1
分格条材料
20mm厚度闭孔聚苯板
裁割无颗粒脱落，厚度偏差±1mm，应变率≥20%
对20㎜厚的挤塑聚苯板、闭孔聚苯板和普通聚苯板进行裁割试验、厚度检测与150KPa压力条件下的压应变率试验
生产
厂家
04.26
贾华远
许超
2
分格条裁割宽度
裁割10㎜宽聚闭孔苯板条
裁割宽度偏差±1㎜
采用轨道式无齿锯定尺裁割10mm宽闭孔聚苯板条
施工
现场
04.28～04.30
张超
3
分格条间距
分格条间距1.5×1.5m
分格条弹线偏差≤1㎜
采用经纬仪精确投测与弹线形成1.5㎜×1.5m方格网
施工
现场
05.04
～05.06
李国辉
4
分格条粘贴
聚合物胶浆粘贴分格条
粘贴牢固，标高、位移和侧弯偏差≤1.5mm
先粘贴基准分格条作为冲筋，再依据冲筋为基准拉线法粘贴分格条底部准确定位，然后两侧抹5mm高度45°护角加强抗侧弯刚度。
施工
现场
05.07
～05.10
陈耿
刘国强
5
保护层材料
防水水泥砂浆保护层
蓄水100㎜深2h无透水
先在掺加2%防水剂的屋面水泥砂浆保护层样板上进行2h透水试验，合格后展开屋面防水水泥砂浆保护层施工。
施工
现场
05.11
～06.08
张林
6
保护层找平压光
机械找平提浆与压光
无脱层、麻面、起砂，平整度偏差≤4㎜
使用底盘长度2m的抹光机，先安装找平与提浆叶片，平行于分格行驶完成水泥砂浆保护层的找平与提浆工序，待其验收合格初凝前，更换抹光叶片反复三遍压光。
施工
现场
06.09
～06.13
张国庆
许光
7
保护层养护
塑料薄膜矿棉毡养护
保护层表面湿度≥85%，并且无裂缝
待保护层洒水不起砂时，采用洒水法粘贴塑料薄膜，常温12h后覆盖4㎜厚度矿棉毡，每天洒水养护1次,并保湿养护14d
施工
现场
06.13
～06.27
刘国强
8
分格条成缝
热熔分格条成缝
成缝深度8mm，允许偏差±2㎜
沿分格条上平弹10㎜宽度边线，采用无齿锯切割找直，然后采用10㎜直径棒式电烙铁将闭孔聚苯板分格条烙入8㎜深度成缝
施工
现场
06.28
～06.30
罗乃斌
9
分格缝嵌缝材料
耐候油膏嵌缝
粘结牢固光滑，平直偏差≤3㎜
1.保护层盖薄膜日照4h无凝结水；
2.空压机吹洗干净分格缝，电吹风烘干分格缝；
3.嵌缝专业人员采用嵌缝枪进行耐候油膏嵌缝。
施工
现场
07.01
～07.06
罗乃斌
制表人：
贾华远日期：
2015年4月25日
七、对策实施
按照对策表，制定如下对策实施流程图
图6、对策实施流程图制图：
贾华远日期：
2015年4月25日
实施一、20mm厚度闭孔聚苯板
分别对20㎜厚挤塑聚苯板、闭孔聚苯板和聚苯板进行厚度检测、裁割试验与150KPa压力条件下的应变试验，确定采用20mm厚度闭孔聚苯板为分格条原材料（见照片1）。
实施效果
20㎜厚度闭孔聚苯板检测厚度偏差均≤±1mm，裁割时无颗粒脱落，压缩应变率≥20%，满足夏季屋面水泥砂浆保护层膨胀应变率目标值要求。
闭孔聚苯板材质对策目标检测统计表表1
检查项目
样本数量
对策目标要求
最大偏差
检测结论
检查人
板厚度偏差
50
偏差≤±1mm
-1.0㎜
符合要求
许超
颗粒脱落情况
50
无颗粒脱落
无颗粒脱落
符合要求
许超
压缩应变率
50
≥20%
21%（应变率最小值）
符合要求
贾华远
制表人：
许超日期：
2015年4月26日
实施二、裁割10mm宽闭孔聚苯板条
采用轨道式无齿锯定尺裁割10mm宽闭孔聚苯板条（见照片2）。
实施效果
经对裁割成型的闭孔聚苯板条用游标卡尺检测，裁割宽度偏差均≤±1㎜，符合目标值要求。
闭孔聚苯板裁割对策目标检测统计表表2
检查项目
样本数量
对策目标要求
最大偏差
检测结论
检查人
分格条裁割宽度
50
偏差≤±1mm
-0.5㎜
符合要求
张超
制表人：
张超日期：
2015年4月30日
实施三、分格条间距1.5m×1.5m
在验收合格的屋面隔离层上，采用经纬仪精确投测与弹线形成1.5m×1.5m方格网（见照片3）。
实施效果
通过对50点方格网进行精确测量，分格条方格网弹线偏差均≤1㎜，满足目标值要求。
分格条方格网对策目标检测统计表表3
检查项目
样本数量
对策目标要求
最大偏差
检测结论
检查人
分格条方格网
50
偏差≤1mm
1.0㎜
符合要求
李国辉
制表人：
李国辉日期：
2015年5月7日
照片1、20mm厚闭孔聚苯板照片2、10mm宽闭孔聚苯板条照片3、分格条间距1.5×1.5m
实施四、聚合物胶浆粘贴分格条
先粘贴基准分格条作为冲筋，再依据冲筋为基准拉线法粘贴分格条底部准确定位，然后两侧抹5mm高度45°护角加强抗侧弯刚度（见照片4）。
实施效果
经对分格条粘贴样板检测50点，粘结不牢固0，标高、位移和侧弯≤1.5mm，符合目标要求。
分格条粘贴对策目标检测统计表表4
检查项目
样本数量
对策目标要求
最大偏差
检测结论
检查人
分格条粘结
50
粘结不牢固0
0
符合要求
陈耿
标高
50
≤1.5mm
0.5㎜
符合要求
陈耿
水平位移
50
≤1.5mm
1.5㎜
符合要求
刘国强
侧向弯曲
50
≤1.5mm
1.0㎜
符合要求
刘国强
制表人：
陈耿日期：
2015年5月10日
图7、检测偏差折线图制表人：
刘国强日期：
2015年5月10日
实施五、防水水泥砂浆保护层
先在掺水泥用量2%防水剂的屋面水泥砂浆保护层样板上进行2h透水试验，合格后展开屋面防水水泥砂浆保护层施工（见照片5）。
实施效果
6月8日通过对屋面防水水泥砂浆保护层样板进行蓄水100㎜深2h透水试验，保护层无透水现象，符合目标值要求。
实施六、机械找平提浆与压光
使用底盘长度2m的抹光机，先安装找平与提浆叶片，平行于分格条行驶完成水泥砂浆保护层的找平与提浆工序，待其验收合格初凝前，更换抹光叶片反复三遍压光（见照片6）。
实施效果
经观察，屋面水泥砂浆保护层无脱层、麻面和起砂现象，采用2m长度检测尺检测，表面平整度均≤4㎜，符合目标值要求。
机械找平提浆与压光对策目标检测统计表表5
检查项目
样本数量
对策目标要求
最大偏差
检测结论
检查人
表面平整度
50
偏差≤4mm
4㎜
符合要求
许超
制表人：
张国庆日期：
2015年6月13日
照片4、分格图粘贴照片5、防水水泥砂浆施工照片6、机械找平提浆与压光
实施七、塑料薄膜矿棉毡养护
待屋面水泥砂浆保护层洒水不起砂时，采用洒水法粘贴塑料薄膜，常温12h后覆盖4㎜厚度矿棉毡，每天洒水养护1次,并保湿养护14d（见照片7）。
实施效果
1、屋面水泥砂浆保护层养护10d后，将湿度测试仪放置在其养护塑料薄膜与保护层之间进行湿度检测，检测50点湿度均≥85%，符合目标值要求。
2、6月30日撤除保湿养护层3d后，对屋面水泥砂浆保护层仔细观察无裂缝发生，符合目标要求。
实施八、热熔分格条成缝
沿分格条上平弹10㎜宽度边线，采用无齿锯切割找直，然后采用10㎜直径棒式电烙铁将聚苯板分格条烙入8㎜深度成缝（见照片8）。
实施效果
6月30对分格条成缝质量检测50点，成缝深度偏差均≤±2㎜，符合目标值要求。
实施九、耐候油膏嵌缝
通过
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