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专家解读 | 耐根穿刺防水卷材试验到底是怎么做的

发布日期:2018-09-24 作者: 点击:

随着我国城市化、工业化高速发展,建筑面积在急剧增加,绿地在不断减少,空气质量下降,大气污染越来越严重。因此,种植屋面系统(系指屋顶花园与地下车库顶板种植面)备受人们推崇,并被称为“改善地球气候变暖的十大有效措施之一。”



植物根系的生长具有向地性和向水性,在生长的过程中对处于下部的防水层产生巨大的压力,特别是在防水层的接缝处、重叠部位等侵入、贯穿后而损伤防水层,甚至还会穿透结构层,从而使整个屋面系统失去作用。所以对于种植屋面来说,防水处理的成败直接影响屋顶花园的使用效果及建筑安全,也影响建筑物室内的生产活动及人民生活。种植屋面防水与普通屋面防水不同,要求十分严格,必须保证防水层具有长期耐植物根系穿刺性能,所以种植屋面防水的处理及耐根穿刺防水材料的选择是屋顶花园的技术关键,也是人们最为关注的问题。



上面长草


下面长根

我国应用于种植屋面系统的耐根穿刺防水材料须通过由北京市园林科学研究院组织的耐根穿刺实验,该实验的基本情况如下:



试验原理

耐根穿刺实验在试验箱中进行,并在指定条件下将实验的耐根穿刺卷材置于根的下方。实验卷材的试件安装在6个实验箱中,也就是做6个重复,每个实验箱中的卷材试件都需包含几条指定的接缝(4条立角接缝、2条底边接缝以及一条中心T型接缝)。另外需要2个不安装实验卷材的对照箱,以便在整个实验期间比较植物的生长效率。



(实验箱)


(实验卷材接缝示意图)

实验箱中包含种植土层和密集的植物覆盖层,依靠植物的根系产生来自根部的高度生长应力,为了保证这种高度应力,应适度施肥并浇水灌溉。实验箱和对照箱安防在有空调的温室里。室内实验的期限是2年(在室内条件下,2年的实验期是获得可靠结果所需要的最短时间;在室外自然条件下,所需要的最短时间是4年)。


试验用植物

实验用的植物是火棘,开始实验时的原始高度是(70±10)cm,这是为了保证每株植物的生长势和生命周期基本一致。整个实验期间,6个实验箱中的植物至少达到对照箱中植物平均生长量的80%(高度、干茎直径)。



实验设备和材料

实验箱:实验箱的内部尺寸至少为800mm×800mm×250mm,实验箱内由下向上结构依次为:潮湿层、保护层、实验卷材、种植土层和植物。为了保证潮湿层的水分,需再箱体下部镶上直径35mm注水管,注水管顶端需向上倾斜。这么做目的是为了让潮湿层有足够的水分吸引植物的根系向下生长。


潮湿层:潮湿层由陶粒(颗粒度8~16mm)组成,直接安装在透明的底板上,厚度为(50±5)mm。


保护层:保护层为规格不小于170g/㎡的聚酯无纺布,铺在潮湿层上部、实验卷材下部,要求此种材料与实验卷材相容。


种植土层:种植土层应使品质稳定、均匀一致的混合物,在同一实验室的这种稳定和均一性应保持一致,具有结构上的稳定性并有适宜的水/汽比率;为了保证植物根部最佳的生长状态,还应含薄肥。


肥料:种植土基肥需包含N、P、K元素,氯化物的含量低。


张力计:用张力计控制水分,测量范围为(0~-600)hPa,为控制水分,每个实验箱需配备一个。



1-试验箱 2-潮湿层(陶粒).3-保护层(聚酯无纺布)4-实验卷材

安装


(植物分布方式和张力计安置位置:1—实验植物;2—张力计)

植物养护

种植后3个月内死掉的植物应该替换。为了不干扰保留的植物根系生长,替换只允许在前3个月进行。如果在实验的过程中有超过25%的植物死亡,实验需要重新进行


实验过程

每6个月通过透明底部观察6个实验箱的潮湿层是否有根穿刺现象发生。


每年记录测试箱和对照箱里实验植物的生长量,方法是记录高度和(20±2)cm高度处干茎的直径,并比较实验植物的平均生长量。


实验结果


实验结束后,在每个实验箱中都没有任何根穿刺现象发生,同时满足实验期间试件箱中植物生长量至少达到对照箱植物生长量的平均80%(高度、干茎直径),此卷材可认为是耐根穿刺。


1、当卷材含有阻根剂(如延缓生根的物质)时,植物根侵入卷材平面或者不大于5mm的接缝深度时不属于被根穿刺。


2、当卷材由多层组成时,如带铜带衬里的沥青卷材或带聚酯无纺布的PVC卷材,植物根虽侵入平面里,但若其防止根穿刺作用的那层并没有损害的话,不属于被根穿刺。


目前市场上应用广泛的耐根穿刺防水材料根据其阻根穿刺技术分为物理阻根和化学阻根两种。


物理阻根是将材料中间胎基经过铜蒸汽处理或直接采用金属箔(铜箔或铝箔)来起到抗植物根系穿刺作用,植物根系遇到金属铜离子会改变生长方向,从而阻碍植物根系继续向下生长。


对于物理阻根耐根穿刺防水卷材(如SBS复合铜胎基改性沥青防水卷材)来说,其价格昂贵,自重大,且卷材自身延展性差,难以很好地适应基层的变形,施工起来难度较大。更为重要的是物理阻根类耐根穿刺防水卷材的搭接部位容易形成植物根系穿透的真空地带,因为尽管卷材搭接边表面连接在一起,但卷材中间真正起阻根穿刺作用的金属箔层并未进行有效的连接,从而无法保证整个防水层的耐根穿刺效果。


而化学阻根的作用机理是在普通防水卷材的沥青涂层(SBS)中加入可以抑制植物根系生长的化学阻根剂,由于沥青是比较柔软的有机材料,很容易与阻根剂融合,当植物根的尖端生长到涂层时,根在阻根剂的作用下角质化,不会继续生长以至于破坏下面的胎基,从而保护卷材不被根系破坏。相对来说,化学阻根类耐根穿刺防水材料在价格、施工等方面都具有较大的优势,因此现在应用越来越广泛。


耐根穿刺防水卷材

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