摘要：鑒于鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面在工程中應(yīng)用的普遍性，本文詳細(xì)介紹了鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面的概念、分類、做法;分析各種不同構(gòu)造方式下壓型鋼板的使用要點;論述了擠塑聚苯乙烯泡沫板在鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面中的應(yīng)用、與聚合物砂漿的粘結(jié)機(jī)理，以及擠塑聚苯乙烯泡沫板應(yīng)用的工程條件。

　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面,壓型鋼板,隔汽層,擠塑聚苯乙烯泡沫板(簡稱擠塑板)

　　一.鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面是一種直接在鋼結(jié)構(gòu)屋頂壓型鋼板上鋪設(shè)保溫隔熱材料和柔性防水卷材的屋面做法。與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)屋面相比，直鋪屋面具有施工方便，施工速度快捷，避免冷橋發(fā)生，防止內(nèi)部結(jié)露，屋面防水可靠，檢修方便準(zhǔn)確等特點。在這種屋面中，要求保溫材料具有較高的強(qiáng)度和一定的剛度。

　　鋼結(jié)構(gòu)直鋪屋面可以有很多不同的做法。根據(jù)屋面防水卷材的固定方式不同，可以分為：機(jī)械固定式和鎮(zhèn)重方式，參見圖1、圖2。根據(jù)防水卷材設(shè)置位置的不同，可以分為：正置方式(即防水層正常布置在保溫材料的上部)和倒置方式(即防水層布置在保溫材料的下方)，1.壓型鋼板在機(jī)械固定式直鋪屋面系統(tǒng)中應(yīng)用的技術(shù)要點：壓型鋼板為普通鍍鋅鋼板壓制而成，鋼板厚度不應(yīng)當(dāng)小于0.75mm。如果小于此厚度，一般需要首先進(jìn)行拉拔試驗。如果鋼板厚度小于0.63mm，則固定件不能采用自攻螺釘，而應(yīng)當(dāng)采用拉鉚釘。壓型鋼板的波峰應(yīng)當(dāng)平整，波峰寬度不宜太小，一般建議大于或等于50mm。壓型鋼板的波谷開口寬度一般建議在200mm以下。另外波谷開口寬度也會直接影響到擠塑板的寬度，參見圖4。機(jī)械固定螺釘應(yīng)當(dāng)均勻布置在波峰上，而不是波谷里。機(jī)械固定式直鋪屋面中應(yīng)當(dāng)設(shè)置隔汽層。隔汽層的材料一般為0.3mm厚的PE膜(聚乙烯膜)或鋁膜，參見圖1。隔汽層應(yīng)當(dāng)可靠拼接，密閉不透氣。該隔汽層的作用：(1)防止冷凝水滲入擠塑板板縫中引起保溫效果下降;(2)降低屋面產(chǎn)生冷凝水的風(fēng)險;(3)可以抵御內(nèi)部空氣壓力，降低總風(fēng)載。

　　2.壓型鋼板在鎮(zhèn)重式和倒置式直鋪屋面系統(tǒng)中應(yīng)用的技術(shù)要點：在鎮(zhèn)重式和倒置式直鋪屋面中，屋面恒載一般都比機(jī)械固定式屋面恒載大。例如采用35mm厚鋼筋混凝土預(yù)制板，那么該配重重量就有87.5kg/m²。作為支撐構(gòu)件的壓型鋼板，其厚度一般都比較大，例如BHP的3W樓層鋼板厚度就有1.5mm。另外，在鎮(zhèn)重式和倒置式直鋪屋面中，保溫板和卷材主要靠配重來固定，而不是靠機(jī)械固定螺釘，所以鎮(zhèn)重式和倒置式直鋪屋面中壓型鋼板的厚度一般由屋面結(jié)構(gòu)計算確定，不再規(guī)定與機(jī)械固定螺釘相關(guān)的厚度要求。

　　二.擠塑聚苯乙烯泡沫板(簡稱擠塑板或XPS板)是經(jīng)有特殊工藝連續(xù)擠出發(fā)泡成型的材料，其表面形成的硬膜均勻平整，內(nèi)部完全閉孔發(fā)泡連續(xù)均勻，成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，因此具有高抗壓、輕質(zhì)、不吸水(XPS板的閉孔結(jié)構(gòu)能有效阻止水分子的滲透(包含水蒸氣)，即使在施工時遭到機(jī)械性破壞，XPS板因緊密嚴(yán)緊的蜂窩結(jié)構(gòu)也能有效的維持低吸水性的功能。因有效阻止水分子滲透加上無親水性所以幾乎不可能發(fā)生老化現(xiàn)象，幾乎與建筑物同壽)、不透氣耐磨、不降解的特性，與EPS聚苯乙烯泡沫塑料板相比，其強(qiáng)度，保溫，抗水汽滲透等性能有較大提高。在浸水條件下仍能完整的保持其保溫性能和抗壓強(qiáng)度(在密度不超過40kg每立方情況下抗壓強(qiáng)度可高達(dá)350KPa以上)，特別適合應(yīng)用于建筑物的隔熱(導(dǎo)熱系數(shù)小于等于0.028w/mk)，保溫，防潮處理，是當(dāng)今建筑業(yè)物美價廉的施工材料之一。正是由于擠塑聚苯乙烯泡沫板優(yōu)越的保溫、抗水和抗壓性能，所以目前國內(nèi)多采用XPS擠塑泡沫板作為直鋪屋面系統(tǒng)的保溫材料。

　　1.擠塑板在機(jī)械固定式直鋪屋面中的應(yīng)用：

　　機(jī)械固定法是工程中較常用的固定方式。一般建議：擠塑板的固定與防水卷材的固定要作為兩套獨(dú)立的固定系統(tǒng)，不能合二為一。主要原因是擠塑板的固定螺釘要安裝在板特定的位置上，參見圖1。固定螺釘應(yīng)當(dāng)均勻布置在壓型鋼板的波峰上，而不是波谷里。固定螺釘建議采用專用自攻固定螺釘，有高強(qiáng)度塑料頭(直徑60mm)、平頭自攻螺釘和螺釘頭小蓋板組成。自攻螺釘?shù)闹睆竭_(dá)5.5mm以上，螺紋間距一般為每英寸14個。擠塑板的固定螺釘應(yīng)當(dāng)具有自攻自鎖性能，防止在風(fēng)荷載，風(fēng)振動作用下從鋼板中松動。固定螺釘中心離板邊距離應(yīng)當(dāng)大于100mm，不可設(shè)置在板縫處為幾塊板所共用。

　　板上固定釘?shù)淖饔茫?。防止擠塑板在鋼板上的滑動;2。防止擠塑板的翹曲變形，避免影響屋面整體外觀。

　　機(jī)械固定式直鋪屋面的防水做法：(1)防水卷材應(yīng)當(dāng)選用抗撕裂性強(qiáng)的淺色高分子卷材(反光性好，吸熱性低);(2)在聚合物砂漿上鋪兩層改性瀝青防水卷材。

　　2.擠塑板與聚合物砂漿的粘結(jié)機(jī)理：

　　粘結(jié)作用的基本原理分為：機(jī)械效應(yīng)、吸附效應(yīng)、擴(kuò)散效應(yīng)等。在實際的粘結(jié)或界面處理中通常是幾種效應(yīng)共同作用的結(jié)果。粘結(jié)是由兩材料間分子接觸和界面力產(chǎn)生所引起的。粘結(jié)力的主要來源是分子間作用力包括氫鍵力和范德華力。膠結(jié)劑與被粘結(jié)連續(xù)接觸的過程叫潤濕，實際上獲得良好潤濕的條件是膠粘劑比被粘物的表面張力低，這就是環(huán)氧樹脂膠粘劑對金屬粘接極好的原因，而對于未經(jīng)處理的聚合物，如聚乙烯、聚丙烯和氟塑料很難粘接，這就是簡單的打磨和壓花無法達(dá)到長久和良好的粘接性能的根本原因。采用專用的界面劑來改善擠塑板表面張力，達(dá)到潤濕的目的，使膠粘劑與被粘物緊密接觸，既達(dá)到使擠塑板和聚合物砂漿靠分子間作用力產(chǎn)生永久的粘接。該界面劑是丙烯酸類為主、含有多種有機(jī)組分的水溶性乳液。它的主要作用是改變擠塑板與聚合物砂漿粘接表面的性能。擠塑板表面開鑿處理是為了針對建筑物外墻保溫系統(tǒng)項目專門研發(fā)的墻體專用板，它是通過在板面開槽處理，從而在外墻擠塑板表面的橫向和縱向形成物理性的咬合連接，從而輔助增強(qiáng)面層聚合物砂漿和墻體專用擠塑板之間的粘結(jié)，由于這種做法應(yīng)用于屋面，故此開槽結(jié)構(gòu)所形成例如在外墻上使用所產(chǎn)生的物理性咬合連接的作用非常微弱，只能增加聚合物砂漿的使用量，造成成本的增加。

　　3.擠塑板厚度的確定：一般由三個因素來確定。(1)可以根據(jù)《可以根據(jù)民用建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》JGJ26-95或各地區(qū)的建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)限值來確定，考慮螺釘熱橋和施工缺陷等因素的影響。一般取放大系數(shù)1.1-1.2。(2)屋面壓型鋼板(內(nèi)襯板)的型號也會影響板厚度的確定。波峰開口越大，則要求板越厚。(3)板的接頭位置也會影響其厚度的確定，壓型鋼板波峰跨度越大，板與壓型鋼板越匹配，越容易使擠塑板的接頭位置落在壓型鋼板的波峰上。一般來說，接頭位置在波谷處時應(yīng)當(dāng)比在波峰處時厚10-20mm。

　　三.擠塑板應(yīng)用的工程條件：

　　擠塑聚苯乙烯泡沫板的應(yīng)用在很大程度上受溫度影響。相對于外墻板的使用情況來說，作用于屋面的保溫隔熱板應(yīng)嚴(yán)格控制室內(nèi)溫度。下面附圖引入一工程實例：

　　屋面天窗附近板材發(fā)生起鼓、翹曲變形。分析原因是：廠房內(nèi)部上升至天窗或屋面附近壓型鋼板區(qū)域的熱空氣，把熱量傳遞給壓型鋼板，導(dǎo)致壓型鋼板溫度急劇升高。壓型鋼板通過熱傳導(dǎo)形式，把熱量傳遞給了擠塑板。由于擠塑板本身極低的導(dǎo)熱系數(shù)，加上板與板之間密實的搭接，導(dǎo)致擠塑板內(nèi)表面溫度升高，超出了擠塑板的正常使用溫度，故此天窗周邊出現(xiàn)了起鼓、翹曲的質(zhì)量問題。實踐表明：屋面高溫、高濕的惡劣條件(60゜C以上高溫或濕度大于50%以上都會導(dǎo)致擠塑板產(chǎn)生較大變形)是擠塑板產(chǎn)生較大變形的主要因素。所以，擠塑聚苯乙烯泡沫板在機(jī)械固定式直鋪屋面中的應(yīng)用應(yīng)限于冷軋項目不適于熱軋項目。