1、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2、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3、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、4、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5、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6、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150KP7、a,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16000KPa8、,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0.02m0.005m140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0.02m0.01m140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9、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0.02m0.015m140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1.0m1.0m 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0.02m0.01m4m140元/m3=0.1110、2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1.5m1.5m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0.02m0.01m2.7m140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2.0m2.0m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0.02m0.01m2m140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11、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12、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/100 m2在1.5m1.5m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/100 m2在1.5m1.5m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13、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/100 m2在1.5m1.5m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/100 m2在1.5m1.5m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14、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15、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/100 m2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/100 m2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/100 m2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16、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10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10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17、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/118、00m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10mm19、宽闭孔聚苯板条施工现场04.2804.30张 超3分格条间距分格条间距1.51.5m分格条弹线偏差1采用经纬仪精确投测与弹线形成1.51.5m方格网施工现场05.0405.06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05.0705.10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05.1106.08张 林6保20、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06.0906.13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06.1306.27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21、8深度成缝施工现场06.2806.30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31.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07.0107.06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222、0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5020%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23、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1.5m1.5m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1.5m1.5m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1mm1.0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24、条 照片3、分格条间距1.51.5m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00符合要求陈 耿标高501.5mm0.5符合要求陈 耿水平位移501.5mm1.5符合要求刘国强侧向弯曲501.5mm1.0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 25、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26、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4mm4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27、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、耐候油膏嵌缝通过对屋面水泥砂浆保护层覆盖塑膜后，经日照4h无凝结水时，采用空压机吹洗干净分格缝内的灰尘等杂物，电风吹风烘干分格缝，然后由嵌缝专业人员使用嵌缝枪进行耐候油膏嵌缝（见照片9）。实施效果1、7月6日对耐候油膏嵌缝质量检查50点，耐候油膏与分格缝界面粘结牢固，表面光滑，符合目标要求；2、同时对耐候油膏嵌缝缝格平直检测50点，偏差28、均3，符合目标值要求。 照片7、薄膜矿棉毡养护 照片8、热熔分格条成缝 照片9、耐候油膏嵌缝八、总体效果检查（一）质量效果1、8月10日，由建设、监理和施工单位联合对屋面水泥砂浆保护层分项工程进行验收，保护层平整度和缝格平直合格率分别为94%和96%，达到目标值要求。实测汇总如下表：屋面水泥砂浆保护层允许偏差项目检测汇总表 表11序号实测项目目标合格率规范允许偏差实测点数合格点数实测合格率1表面平整度90%41009494%2缝格平直90%31009696%制表人：张 超 日期：2015年8月10日2、目标值与实测值柱状图图8、柱状图 制图人：贾华远 日期：2015年8月10日3、同时对屋面水29、泥砂浆保护层一般项目进行检查，表面密实光滑，无裂缝、脱层、麻面和起砂现象；经历最炎热时段阳光辐射膨胀作用后无拱起、开裂现象。达到目标要求。（二）社会效益本次活动解决了屋面水泥砂浆保护层裂缝、脱层、麻面、起砂和经历炎热时段阳光辐射膨胀作用后拱起、开裂的全国性技术难题，取得了显著的社会效益。本QC成果施工过程不产生建筑垃圾和其他环境污染，符合节能环保的绿色施工要求。九、巩固措施本施工技术已于2015年12月24日申报屋面保护层防控裂施工方法国家发明专利，获得发明专利受理通知书，编号为201510997774.0，并编制企业工法已获批准，编号为WXGF-2015-08。十、总结及今后打算 1、通过本30、次创新活动，使小组成员收获颇丰：一是意识到质量问题不仅影响观感效果，而且降低使用功能和社会效益；二是提高了质量缺陷内在原因的诊断能力；三是采用科学计算与模拟试验手段提高了解决问题与改进能力；四是通过QC活动培育了参与意识与团队精神；五是提高了统计工具等QC知识应用能力。综合评价见雷达图。序号项目活动前活动后1质量意识75902发现问题80953解决问题70874团队精神75855QC知识60866创新能力7588 制图表人：贾华远 日期：2015年8月12日2、下一步我们将以超长楼盖混凝土后浇缝设计与施工技术创新为课题，解决传统的后浇带施工不仅削弱楼盖承载力、抗震性能与温度应力释放功能，而且工序繁琐，施工周期长，综合费用高的全国关键性技术难题。附件1、屋面面层防控裂施工方法国家发明专利受理通知书附件2、屋面水泥砂浆保护层分项工程质量验收记录表1