装配式混凝土建筑防水技术概述

预制装配式混凝土结构，是目前住宅产业化的主流，其关注的 重点在于预制外墙板接缝的密封防水处理。采用材料密封和构造防 排水措施相结合的方法，可以获得良好的密封防水效果。密封材料 是实现接缝密封防水的物质基础，应当予以高度重视。通过引入住 宅产业化的理念，防水材料供应商可望在接缝密封及新型屋面系统 推广中有所斩获。

一、制装配式结构的现状

预制装配式住宅建筑体系主要由主体结构、室内装修和设备安 装等三大系统组成。其中，主体结构体系起主导作用，它是工业化 住宅的核心内容;而装修和设备系统是受主体结构体系约束的。

在世界范围内，预制装配式结构可大体分为木结构体系、轻钢 结构体系(LGS)和预制混凝土结构(PC)体系三大类。在我国，受土地、 森林资源限制，木结构体系在现代建筑中采用的不多;轻钢结构体 系虽然有所发展，但从标准规范和配套部品开发等方面来看，还处 在不断完善之中;研究最为深入、技术成熟度最高、配套部品生产 最为完善的，当属装配式混凝土结构。

装配式混凝土结构根据结构体系特点又分为装配整体式混凝土 框架结构、装配整体式剪力墙结构，两者又根据梁、板、柱等受力 构件的特征分为装配整体式型钢混凝土框架结构、预应力叠合楼板 装配整体式剪力墙结构、装配整体式夹心保温剪力墙结构、主体结 构现浇外挂墙板体系等形式。研究的重点包括:受力部件的优化设 计、分割，部件(特别是竖向受力钢筋)的连接，装饰、保温及(非)承 重墙板体系的开发等。

装配式混凝土结构由于采用模数化设计，梁、板、柱、楼梯、 阳台等部件实现在工程内的制造和检测，运输到现场后再行组装。 在墙板设计制造时，通过采用瓷砖反打等饰面技术，实现装饰、保 温、承重功能的一体化;加上门窗洞口预留或门窗(框)预装等措施， 有效地保证了安装精度，最大幅度地降低了门窗洞口部位的渗漏水 风险。综合来看，装配式混凝土结构具有施工速度快、装配精度高、 质量稳定、安全快捷、防水性良好等特点。

早期的装配式大板结构体系，构件之间多数为机械连接，构件 的钢筋不直接接触，连接受力以螺栓和预埋件为主，这种连接方式 整体性差，隔音、防水性能不足;而装配式混凝土结构构件之间的连接则以现浇节点为主，将预制 PC 构件的钢筋伸人现浇构件中进 行锚固连接，有效保证了建筑物的整体性。

与当前主流的工地现浇施工方式相比，理想状态下，装配式建 筑的现场垃圾量可减少 83%，材料损耗减少 60%，差错率可降低到 0.01%，外墙渗漏率可低于 0.01%，建造人员可减少 89%，而建造 周期缩短近 70%，同时每 m2 可节约能耗 20%、节约水耗 63%。

装配式混凝土结构在国内的发展和研究已不是新鲜话题，但其 推广却并不是一帆风顺，主要的原因在于技术标准滞后(表现为不同 结构体系、不同用途建筑物设计、施工及质量验收的技术规范缺乏， 各部品生产质量控制等标准缺失，专业的信息化软件不足)、建造成 本偏高(在现行工程管理体制下，协调、运输、安装等环节费用高)、 产业链脱节(表现为整体设计与局部和单体设计脱节，建筑结构与部 品部件设计脱节，新材料与传统大宗建材综合应用设计脱节，前期 施工与后期装修设计脱节，还有木结构、钢结构、PC 结构互补性综 合设计脱节，生产与施工脱节等)。解决这些难题，有必要从现行建 筑行业管理体制人手，整合资源，打通设计、制造、运输、安装等 产业链各个环节，最终实现住宅产业化的初衷。

二、装配式混凝土建筑的防水

从防水工程的角度来看，装配式混凝土建筑关注的重点主要在 建筑物的地上部分，通常从地上二层开始，一层及以下仍采取与现 浇结构完全相同的方式建造;屋面如不采用 PC 结构，其构造与施 工与现行 GB50345—2012《屋面工程技术规范》的规定基本一致; 室内由于采用 PC 构件加节点现浇(或灌浆连接)的工艺，防水功能比 较容易得到保证。因此，如果要探讨装配式混凝土建筑中防水工程 的特点，除去与地下、屋面和室内等与现浇混凝土结构完全相同的 环节之外，需要重点关注及难点主要是预制外墙板接缝的密封防水。

装配式混凝土建筑的预制外墙板的种类很多，按是否承受荷载 分为承重和非承重两类，前者如装饰保温承重一体化夹芯复合预制 墙板(与梁、板、柱等承重构件通过现浇混凝土连接)，后者如预制 非承重外挂板以及预制外挂模板(先挂后浇)等。按预制墙板自身构 造分为装饰保温承重一体化夹芯复合墙板、不带保温层的预制外挂 墙板以及带装饰、带饰面层和保温层的预制外挂模板(PCF)等;按与 主体结构的连接方式分为现浇混凝土(高强无收缩灌浆料)连接和预 埋螺栓机械式连接。其中，以装饰保温承重一体化夹芯复合墙板和 预制非承重外挂板两者的应用比较广泛。前者主要用在装配整体式剪力墙结构中，后者则主要用在装配整体式框架结构以及现浇混凝 土框架结构中。

墙板缝分为水平缝和垂直缝，两者都是在墙板拼接过程中自然 形成的。接缝迎水面(室外)的一次密封防水主要是在墙板上下两端 预留形成的高低缝、企口缝等不同构造形式的接缝内嵌填密封胶， 在接缝的背水面一侧(室内)，可根据墙板的构造、功能不同，采取 粘贴定型密封条(预制非承重外挂板)或现浇混凝土连接(装饰保温承 重一体化夹芯复合墙板)，形成二次密封，两道密封之间形成空腔。 每隔 2~3 层，在水平缝和垂直缝相交的十字缝部位的竖直缝上端， 设置导水管作引水处理，即便一次密封出现局部破损，漏入空腔中 的水或水汽也能通过彼此连通的空腔构造和导水管排走。故以材料 密封防水为主、空腔构造排水为辅，是预制外墙板接缝密封防水的 基本设防原则。

至于门窗，因安装精度大幅提高，除了在门窗框与基层之间采 取密封措施之外，其余构造措施还包括上沿设置滴水(鹰嘴)、窗户 内外两侧窗台内高外低以利排水等。下面就两种典型的预制外墙板 接缝的密封防水措施分别展开叙述。

(一)装饰保温承重一体化夹芯复合预制墙板接缝密封防水

装饰保温承重一体化夹芯复合预制墙板主要用于装配整体式剪 力墙结构中，垂直缝宜选用结构防水与材料防水结合的两道防水构 造，水平缝宜选用构造防水与材料防水结合的两道防水构造(图 1、
图 2)。这里的构造防水是指在板边缘利用企口缝或高低缝(水平缝)、 直缝(垂直缝)形成的排水空腔构造，材料防水则是指在接缝迎水面 用密封胶的密封处理，结构防水则是指板的四边与现浇梁板柱相接 部位预留干净的粗糙面，尽量消除新旧混凝土之间的施工缝可能带 来的渗漏风险。

  (二)预制非承重外挂板接缝密封防水

无论预制非承重外挂板是否带夹芯保温层，其与主体结构之间 的连接方式及板间的接缝处理相同。图 3 给出了带夹芯保温层的非 承重装饰外挂板的水平缝、垂直缝及预埋导水管的构造。不难看出， 其接缝密封防水与装饰保温承重一体化夹芯复合预制墙板基本一致， 不同之处在于接缝的背水面添加了一道定型密封材料进行封堵，以 增加防水的可靠性。这道定型密封材料的施工通常在预制墙板出厂 前粘贴完毕，原因可能与外挂墙板安装完毕后，板的背水面缺乏可 供缝隙密封的操作面有关。

图 1 水平缝两道防水构造

图 2 垂直缝两道防水构造

竖缝

水平缝

垂直缝 1—背衬材料:2—外挂墙板;3—耐候建筑密封胶;4—密封条;

5—排水管;6—空腔;7—无机保温砂浆(层间防火封堵);8—内叶板; 9—外叶板;10—绝热材料;1l—室内标高地面

图 3 预制保温夹芯外挂墙板竖缝、水平缝、垂直缝防水构造

三、接缝密封材料的选择

密封材料是保证装配式混凝土建筑外墙防水工程质量的物质基 础之一，其性能优劣关乎工程质量及装配式混凝土建筑的推广和普 及。根据 PC 板的应用部位特点，选用密封胶时应关注的性能包括: 1)抗位移性，预制板接缝部位在应用过程中，受环境温度变化会出 现热胀冷缩现象，使得接缝尺寸发生循环变化，密封胶必须具备良 好的抗位移能力;2)耐候性，部分使用部位长期处于外露条件，采 用的密封胶必须具有良好的耐候性;3)粘结性，PC 板主要结构组 成为水泥混凝土，为保证密封效果，采用的密封胶必须与水泥混凝 土基材良好粘结;4)防污染性，密封胶若作为外露密封使用，为整 体美观需要还应具备防污染性，即避免对接缝两侧的基层造成污染; 5)蠕变性，作为 PC 板的密封胶应具备一定的蠕变性，这样即便粘 结面长期受力也不易发生粘结破坏;6)涂装性，现代装饰为追求整 体的美观度，常对表面进行喷漆处理，可涂装性也是一项重要的性 能指标;7)可维修性，密封胶在使用过程中难免出现破损、局部粘 结失效情况，因此需对密封胶进行及时修补，避免漏水。

部分满足以上要求的密封胶品种包括硅酮建筑密封胶(SR 胶)、 聚氨酯建筑密封胶(PU 胶)及硅烷改性聚醚类建筑密封胶(MS 胶，尚 缺乏相关标准)，其中以 MS 建筑密封胶综合性能最佳。通常，非暴 露部位可使用低模量聚氨酯密封胶，而暴露使用的部位宜使用低模 量 MS 密封胶，硅酮密封胶虽然耐候性优良，但无法涂装，加上后 期修补困难，使用较少。

四、展望

住宅产业化是传统建筑业转型升级，改变粗放式发展模式，向 绿色建筑这一目标迈进的途径之一。装配式混凝土结构住宅体系是 根据建筑工业化要求，在住宅建筑主体结构工程中大量采用尺寸精 确、做工细致、符合建筑模数化和标准化的预制构配件，不仅质量 稳定、能减少现场湿作业、缩短施工周期和提高工效并节省材料和 保护环境，而且还可以大幅度提高住宅工程整体建造水平与质量。

从保证工程整体建造水平和质量、缩短施工周期及节约材料保 护环境等目标和特征出发，虽然现阶段在相关技术标准中防水工程 关注的重点被放在了接缝密封方面，但以单层防水卷材屋面、冷屋 面、种植屋面、压型金属板屋面、通风瓦屋面等为代表的新型屋面 技术依然契合这一目标和特征。展望未来，密封材料供应商在住宅 产业化市场中可获得可观的发展，防水材料企业亦大有可为。至于 地下工程，因其条件特殊(如空间有限、地质条件复杂、施工工艺及 支护方式多样等)，在建筑领域内短期尚难见有这方面的研究和突破。 但施工性能优良、针对地下工程的系统化防水体系在住宅产业化市 场中也将有不小的用武之地。住宅产业化对工程质量、环境保护及 资源节约终极追求的理念，也可以成为引领地下工程防水体系技术 不断进步的旗帜。