一種阻根防水混凝土及綠色屋面結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于建筑材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種阻根防水混凝土及使用該混凝土的 綠色屋面結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 綠色屋面，是指鋪以種植土種植植物的建筑屋面(包括屋頂、天臺(tái)、陽(yáng)臺(tái)等)或地下 建筑頂板。它具有既不占用土地資源，又可增加城市綠化面積、改善空氣質(zhì)量、美化城市景 觀，同時(shí)緩解城市熱島效應(yīng)、冬季保暖夏季隔熱、減小屋面所承受溫度波動(dòng)范圍從而延長(zhǎng)屋 面壽命、降低室內(nèi)空調(diào)能耗等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑發(fā)展的新方向，引起了國(guó)內(nèi)外 眾多研究者的重視。
[0003] 在我國(guó)，綠色屋面并沒(méi)有得到大力推廣，其主要原因是材料、和施工與一些發(fā)達(dá)國(guó) 家比都有一定的差距。在屋面上種植植物，由于各種植物的澆灌用水極為頻繁，使屋頂增加 了產(chǎn)生漏水的水源。而且所有植物根系都有向下性的生長(zhǎng)特性，植物的穿刺會(huì)對(duì)屋面整體 結(jié)構(gòu)造成破壞而引發(fā)一系列的問(wèn)題。
[0004] 我國(guó)種植屋面基本構(gòu)造層次由下至上依次為:結(jié)構(gòu)層、保溫層、找坡層、找平層、防 水層、耐根穿刺防水層、保護(hù)層、排(蓄）水層、過(guò)濾層、種植土層。這種傳統(tǒng)的綠色屋面系統(tǒng) 不僅施工周期長(zhǎng)，屋面荷載大，而且一旦發(fā)生滲漏，將導(dǎo)致無(wú)法查清滲漏點(diǎn)并難以維修，最 終可能需要重新制作整個(gè)綠色屋面系統(tǒng)。
[0005] 中國(guó)專利CN104553170A公開(kāi)了 "一種耐根穿刺防水卷材及其制備方法"，使用銅 箱，在垂直于卷材方面可以達(dá)到防根穿刺的效果，但是它有一個(gè)比較弱的地點(diǎn)，就是卷材搭 接部位，銅箱是不起作用的，根系很可能通過(guò)搭接縫的地方，破壞防水層的防水效果。
[0006] 中國(guó)專利CN102995843B公開(kāi)了 "一種低養(yǎng)護(hù)生態(tài)型斜坡屋面綠化方法"，該專利是 在傳統(tǒng)屋面柔性防水層之上，增設(shè)一層保護(hù)層和阻根層，保護(hù)層一般采用細(xì)石混凝土鋪筑， 與防水層和阻根層的膨脹系數(shù)和延伸性有較大差異，受熱脹冷縮和結(jié)構(gòu)應(yīng)力等影響易出現(xiàn) 裂縫，一旦開(kāi)裂滲水，植物根系會(huì)沿著裂縫向內(nèi)生長(zhǎng)，導(dǎo)致種植屋面滲漏。而且，這種傳統(tǒng)的 綠色屋面系統(tǒng)一旦發(fā)生滲漏，將導(dǎo)致無(wú)法查清滲漏點(diǎn)并難以維修，最終可能需要重新制作 整個(gè)綠色屋面系統(tǒng)。
[0007] 中國(guó)專利CN102817445A公開(kāi)了"一種自修復(fù)防根穿刺混凝土防水結(jié)構(gòu)及其施工方 法"，該專利在自修復(fù)剛性防水層上噴涂一層有機(jī)阻根劑達(dá)到阻根作用，但是阻根高分子材 料成本及施工費(fèi)用高，而且不符合混凝土耐久性的要求，不能做到與建筑物同壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種具有阻 根、防水、防裂功能，使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)成本低的阻根防水混凝土。
[0009] 本發(fā)明提供一種使用了上述阻根防水混凝土的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、檢修方便，排水順暢，并 且降低屋面承重壓力，阻根、防水和保溫性能優(yōu)異的綠色屋面結(jié)構(gòu)。
[0010] 所述阻根防水混凝土是由下列重量百分?jǐn)?shù)的組分組成，
[0011] 水泥 12%-26%，砂23·0%-25·0%，水4·0%-5·0%，碎石42·0%-48·0%，減水劑 0.034%-0.039%，活性催化劑0.085%-0.104%，纖維4.0%-7.0%，疏水沸石1.0%-3.0 %，阻根劑0.34 % -0.65 %，上述組份合計(jì)100 %。
[0012] 所述水泥為初凝時(shí)間為3-4h、終凝時(shí)間為7-8h、28天強(qiáng)度2 45MPa的抗硫酸鹽水 泥。
[0013]所述砂的細(xì)度模數(shù)為2.2-3.7，含泥量不大于3 % ;所述碎石為5-15mm粒徑的天然 巖石或卵石。
[0014] 所述減水劑為所述減水劑為醚系聚羧酸減水劑或酯系聚羧酸減水劑。
[0015] 所述活性催化劑為六偏磷酸鈉，硅酸鈉和十二水硫酸鋁鉀混合而成，混合質(zhì)量比 為1:2-3:0.5〇
[0016] 所述纖維為碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料。
[0017] 所述纖維為棒材，長(zhǎng)度為40mm-45mm，寬度為1.2-1.4mm，厚度為0.10-0.13mm。
[0018] 所述阻根劑由氫氧化銅和N，N_二乙基-2-(1-萘氧基)丙酰胺組成。
[0019] 針對(duì)【背景技術(shù)】中存在問(wèn)題，發(fā)明人對(duì)現(xiàn)有的混凝土進(jìn)行了改進(jìn)，包括以下內(nèi)容：
[0020] (1)組分中添加了疏水沸石，一方面疏水沸石可以促進(jìn)水泥水化反應(yīng)，堵塞水泥毛 細(xì)孔縫，改善材料微結(jié)構(gòu)，同時(shí)沸石還能與水泥水化后產(chǎn)生的氫氧化鈣發(fā)生二次反應(yīng)，進(jìn)一 步填充水泥石微孔隙使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密；另一方面，混凝土中摻入沸石可推遲熱峰產(chǎn)生的 時(shí)間，明顯降低水泥水化熱，減小溫差收縮;疏水沸石為經(jīng)表面處理后的沸石，自身表面張 力降低，可以減小孔隙的負(fù)壓，從而減小水泥石的干縮;沸石中的化學(xué)物質(zhì)之間的反應(yīng)時(shí)間 介于3d~60d，時(shí)間上的合理性延緩，使混凝土降溫、降濕時(shí)同步產(chǎn)生連續(xù)均勻的微膨脹，合 理發(fā)揮補(bǔ)償收縮效果，保證混凝土體積穩(wěn)定性的良好。所述疏水沸石的添加量?jī)?yōu)選為 1.0%-3.0wt%，過(guò)多會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)度下降，過(guò)少不能有效堵塞混凝土毛細(xì)孔和微裂縫，對(duì)水泥 收縮補(bǔ)償也會(huì)不明顯。
[0021] (2)組分中添加了纖維，在外力作用下，水泥基料(水泥、沙和碎石）與纖維共同承 受外力，而前者是外力的主要承受者，而當(dāng)基料發(fā)生開(kāi)裂后，橫跨裂縫的纖維成為外力的主 要承受者。若纖維的體積摻量大于某一臨界值，整個(gè)復(fù)合材料可繼續(xù)承受較高的荷載，阻礙 水泥基料中裂縫的擴(kuò)展。所述纖維優(yōu)選碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料具有抗 拉增韌的作用。所述纖維為棒材，長(zhǎng)度為40mm-45mm，寬度為1.2-1.4mm，厚度為0.10-0.13mm，發(fā)明人經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，上述參數(shù)下的纖維具有質(zhì)量輕、分布均勻的優(yōu)點(diǎn)。
[0022] (3)組分中添加了活性催化劑，所述活性催化劑優(yōu)選為六偏磷酸鈉、硅酸鈉和十二 水硫酸鋁鉀三者的混合。混凝土在干燥狀態(tài)時(shí)，活性催化劑以固態(tài)形式存在，處于"休眠"狀 態(tài)。在水的條件下，十二水硫酸鋁鉀能溶于水生成不溶性沉淀物，堵塞孔隙和填充裂縫。以 此同時(shí)，為硅酸鈉和六偏磷酸鈉提供水環(huán)境，硅酸鈉能夠與混凝土中的鈣離子生成沉淀繼 續(xù)堵塞孔隙，實(shí)現(xiàn)混凝土裂縫自修復(fù);六偏磷酸鈉能夠與混凝土中的鈣離子發(fā)生絡(luò)合作用， 形成可溶性絡(luò)合物，當(dāng)這類鈣絡(luò)合物遇到未水化水泥、活性二氧化硅等時(shí)，鈣離子就會(huì)被硅 酸根、鋁酸根、碳酸根等原子團(tuán)奪取，發(fā)生化學(xué)轉(zhuǎn)換，生成更穩(wěn)定的不溶物沉淀，六偏磷酸根 又會(huì)形成新的自由基，隨水溶液在混凝土內(nèi)發(fā)生擴(kuò)散和滲透，當(dāng)遇到Ca(0H)2的高濃度區(qū) 時(shí)，又會(huì)與鈣離子發(fā)生絡(luò)合作用。如此循環(huán)作用，可提高混凝土自身整體的防水性能和抗裂 性能。。所述六偏磷酸鈉、硅酸鈉和十二水硫酸鋁鉀三者的混合質(zhì)量比優(yōu)選為1:2-3:0.5，任 一種含量過(guò)高會(huì)影響混凝土的穩(wěn)定性，過(guò)低會(huì)導(dǎo)致自修復(fù)功能壽命有限。
[0023] (4)組分中添加了阻根劑，優(yōu)選所述阻根劑為氫氧化銅和化學(xué)阻根劑N，N_二乙基- 2-(1-萘氧基)丙酰胺組成，兩者的混合質(zhì)量比優(yōu)選為2.4-5.5:1。由于加入了金屬銅離子和 化學(xué)阻根劑，具有雙重阻根性能。首先，利用金屬銅離子具有阻礙根系生長(zhǎng)的性能，抑制防 水層附近植物根系頂端的分生組織，控制其不向防水層生長(zhǎng);其次，加入可以抑制植物根系 生長(zhǎng)的化學(xué)阻根劑，該化學(xué)阻根劑的環(huán)保及安全性能已經(jīng)通過(guò)認(rèn)證，化學(xué)阻根劑不會(huì)揮發(fā)， 也不會(huì)隨著時(shí)間的推移而向土壤迀移，具有可持續(xù)性強(qiáng)及高效等優(yōu)點(diǎn)。在防水抗裂混凝土 制備過(guò)程中添加阻根劑，解決搭接處阻根效果薄弱的問(wèn)題，還可以節(jié)約施工時(shí)間，理論耐用 年限與屋面結(jié)構(gòu)混凝土使用年限接近，從而減少后