基于建筑构造中的问题分析与研究

建筑构造的主要任务就是根据建筑物的功能要求, 充分考虑影响建筑构造的各种因素, 正确选择材料, 运用材料, 提供符合适用、安全、经济、美观的构造措施和具体做法, 以最大限度地满足建筑的使用功能, 提高建筑物抵御自然界各种不利影响的能力,延长建筑的使用年限。加强结构耐久性研究, 提高设计质量, 延长结构使用寿命,是摆在我们面前的一个很重要的现实课题和任务, 研究提高结构耐久性措施是非常必要的。

一、建筑物构造造成结构损伤分析研究

一是防水构造不良产生渗漏会加速结构耐久性损伤的发生。以下部分常会因为防水构造不良产生渗漏: 地下建筑部分由于水文地质资料不准, 防水材料质量差, 卷材防水施工不合规范、铺贴不严密、搭接不良管道处和拐弯处不按加强措施操作,止水带在施工处破损, 监理不力等原因造成防水层构造措施不可靠, 从而使地下建筑部分产生渗漏; 另外, 散水不作坡、宽度不够、沿长度方向不设分格缝, 散水与勒脚连接处的缝隙内油膏设置过浅并不连续等也会致使雨水存积, 致使地下建筑墙体部分发生渗水。屋面防水分柔性卷材防水和刚性防水两种情况。对柔性卷材防水来说, 由于卷材质量差, 卷材粘贴不牢而张口, 天沟由于找坡不准, 水斗四周卷材粘贴不好山墙或女儿墙与屋面连接处理不当、保温层湿气排不出去致使防水层破损等原因造成防水层构造措施不力, 按照屋面防水等级和设防要求防水层失效, 致使屋面漏雨; 刚性防水由于温度收缩致使防水层开裂, 分格缝中油膏嵌填不实, 嵌缝材料质量差等原因造成防水层构造措施不力, 使屋面漏雨。楼面特别是卫生间、盥洗室、淋浴室、厨房等经常与水接触的地方, 常由于楼板接缝不严, 上下管道穿越处的防水薄弱环节处理不当等造成渗漏, 严重的在外墙立面和楼梯间侧面墙上都可以清楚看到渗漏水迹, 并泛霜、起白毛。墙面常由于装修层抹灰未按规定分层进行而引起开裂脱落, 门窗框与墙连接处理不当, 脚手眼、管道周围堵塞不严, 墙板竖缝防水槽破损, 接缝构造不良, 突出墙面的腰线、门窗、阳台的滴水线处理不当, 屋顶挑檐和阳台根部防水处理不当, 外立面装饰构件如铝合金、不锈钢饰件等与外墙面接触封闭不严等造成渗水。渗漏的结果造成建筑物的结构充分与水接触, 而从前面结构耐久性损伤的成因来看, 大多数混凝土结构的耐久性问题都与水有关。水是氯离子及其他有害化学物质进入混凝土内部的载体。侵蚀物质从外部环境到混凝土中能否与混凝土的组成起反应, 取决于混凝土是否存在气态或液态的水。在构件表面湿润时, 溶于水中的有害化学物质随水进入构件表层。在干燥的周期, 混凝土中的部分水分蒸发, 有害物质却留在混凝土中。混凝土含水率较高时，有害化学物质从构件表面向内部扩散的速度加快; 混凝土含水率低时, 扩散速度较慢。如在干燥环境中, 即使保护层混凝土完全碳化, 钢筋也不会锈蚀。含有同样量氯离子的混凝土构件, 在干燥的环境中, 钢筋锈蚀速度较慢, 在潮湿的环境中, 钢筋锈蚀速度就比较快; 干燥的环境中, 混凝土冻融破坏和碱骨料反应的速度极慢, 而在潮湿的环境中, 混凝土冻融破坏和碱骨料反应的速度就加快。因此, 防水构造的质量如何, 对结构耐久性影响是很大的。

二是保温隔热构造不良造成结露会劣化结构材料的耐久性建筑工程设置保温隔热层目的是满足提供适宜于居住或生产的室内温、湿度。保温隔热构造不良不仅使夏季室内过热, 而且冬季会因为围护结构两侧存在温度差产生的蒸汽渗透使天棚或墙面出现结露。如果蒸汽凝结发生在围护结构的表面, 则称表面凝结; 如果这种现象发生在围护结构的内部, 使结构内部产生凝聚水, 称内部凝结。当围护结构出现表面凝结时, 将会使室内表面装修发生脱皮、粉化甚至生霉。会导致衣、物发霉, 严重时会影响人体健康。当这种凝聚水产生在围护结构中的保温层内时,则会使保温材料内的空隙中充满水分。由于水的导热系数远较空气的导热系数高, 致使保温材料失去保温能力, 于是围护结构保温失败同时, 保温层受潮, 将影响材料的使用寿命。因而将会带来一系列的问题。尤其是通常被称为“冷桥”的钢筋混凝土柱梁、垫块等部位, 最容易产生凝聚水, 往往需要充分考虑保温材料及隔气层的合理放置位置( 保温层一般放在墙体或屋顶的外侧再加保护层, 隔气层则设置在保温层靠高温一侧), 否则, 便会对结构耐久性产生不利影响。同时, 隔热层的设置不当, 会使其他构造层和结构层直接承受气候温度的变化。当混凝土构件在高温状态下工作时, 会加速混凝土碳化、钢筋锈蚀等损伤的速度, 而在低温( 负温)和高温交替状态时, 混凝土又会发生冻融破坏。同时, 混凝土构件在不稳定的温度变化下, 产生热胀冷缩的变形, 当然也会对结构耐久性产生不利影响。

三是防腐构造不良会提供化学侵蚀的机会在常用的水玻璃类, 沥青类和树脂类的防腐蚀工程中往往会因为防腐蚀层空鼓、裂缝, 以防腐蚀材料硬化固结过快、过慢、强度不够、物理化学性能差, 甚至在防腐层与基层之间没有设置必要的隔离层或连接层等原因致使防腐构造不良, 从而为化学侵蚀提供了机会, 尤其在酸碱盐腐蚀状态下, 混凝土会发生化学侵蚀及钢筋锈蚀等耐久性损伤。特别是处于与土壤接触的地下部分结构, 由于各类土壤中腐蚀性盐类的存在, 防腐构造更显得重要。

四是装修构造缺陷对结构耐久性不利主要指装饰层起鼓、脱落、污染裂缝、地面起灰等。根据覆层体系原理, 建筑物本身的构造多层次覆层体系, 是在长期使用中( 有的上百年) , 受大气中含二氧化碳或酸雨等污染源的侵蚀作用(或者偶然受外力的施加与碰撞)。首先, 表面装饰层微裂, 然后发展到断裂进而剥落, 如果不及时维修逐渐波及到维护结构层, 依次是水泥砂浆粘结层、钢筋混凝土的保护层, 进而使混凝土碳化, 最后, 导致钢筋锈蚀, 钢筋锈蚀膨胀, 保护层剥落, 露出生锈的钢筋, 危及建筑物的使用寿命。有外装修的钢筋混凝土结构, 由内向外是: 钢筋的外面包着水泥混凝土成为钢筋混凝土柱子, 其外面是水泥砂浆粘结层, 再外面是围护结构( 如砌块等),最外面是表面装饰层。这样, 自内向外就形成一个多层次的覆层体系。其它如墙体、楼地层等建筑构造, 也都是由包括装饰层在内的多层覆层体系。从建筑装修的作用来讲, 主要是满足舒适美观, 但从覆层体系的角度讲, 建筑装修构造层还有保护构件的作用, 间接地加强了保护层厚度, 延缓了混凝土碳化、钢筋锈蚀的时间等, 从而可以提高结构的耐久性。但是因为装修构造缺陷的存在, 对结构耐久性来说, 是非常不利的。同时, 据刘亚芹、张誉等研究表明, 混凝土表面增大覆盖层厚度和提高覆盖层的密实度对延缓碳化作用的效果是明显的。在提高覆盖层密实度的措施上, 最好选用沥青、涂料、瓷砖等不可碳化物质。

二、影响结构耐久性的建筑构造

根据上述分析, 结合建筑构造的功能, 避免水分侵袭的防水、防潮工程是建筑构造中对结构耐久性影响最大的构造措施。因为大多数的结构耐久性都与水有关。解决环境水问题的主要措施就是减少水分与构件接触的建筑构造——排水、防水、防潮、防结露措施。减少水分与构件接触, 就相当于减少了水在混凝土构件中的渗透几率, 从而也就减少了发生结构耐久性损伤的几率。而在避免低温和高温的建筑构造中, 保温层、隔热层、防火区防火墙等的合理设置将最大限度地延长构件的老化和破损时间。避免缝隙出现的变形缝及节点构造处理如何, 从某种意义上, 也是阻挡了水分、潮气、各种有害物质等侵入的通道。避免混凝土在腐蚀环境中工作的防腐工程则是有效地阻隔了各种化学有害物质对结构的侵害。避免混凝土磨损的建筑构造又是从物理的角度很好地起到保护结构耐久性的作用。

参考文献

[ 1] 李必瑜. 建筑构造( 上) . 北京: 中国建筑工业出版社,2000.

[ 2] 刘建荣. 建筑构造( 下) . 北京: 中国建筑工业出版社,2000.