房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水功能一體化研究

文/王娟 山東萬斯達(dá)集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000

文/宋茂磊 山東瑞祥置業(yè)股份有限公司 山東濟(jì)南 250000

房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水功能一體化研究

文/王娟 山東萬斯達(dá)集團(tuán)有限公司 山東濟(jì)南 250000

文/宋茂磊 山東瑞祥置業(yè)股份有限公司 山東濟(jì)南 250000

在長期的社會發(fā)展過程中，各種新型的防水材料也不斷的問世，進(jìn)行房屋建筑時(shí)，要建立一個(gè)可靠有效的防水屏障，已經(jīng)逐漸發(fā)展成了人們的共識。然而這兩個(gè)有著密切關(guān)系的分項(xiàng)工程，因?qū)W科與專業(yè)的不同，在研究方向、標(biāo)準(zhǔn)制定與工程作業(yè)方法上，卻存在諸多矛盾的地方。本文就針對房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水功能一體化進(jìn)行簡單的分析與研究，以供參考。

房屋建筑；混凝土結(jié)構(gòu)；一體化

在土木工程界，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫始終是其最為關(guān)心與重視的研究課題?，F(xiàn)階段，由于普遍使用早強(qiáng)、高強(qiáng)商品混凝土，因此混凝土結(jié)構(gòu)的開裂越來越普遍，其危害程度不容低估。另外，城市環(huán)境污染日甚，氣體、雨水中的侵蝕性介質(zhì)均會加速鋼筋的銹蝕，破壞混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使混凝土開裂時(shí)間提早，如不采取有效防范措施，勢必影響結(jié)構(gòu)的耐久性。

一、目前房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)所面臨的問題

就針對于實(shí)際的房屋建筑來說，混凝土出現(xiàn)裂縫（指寬度在0.2～0.3mm以下的無害裂縫）是不可避免的，并可視為可以接受的事實(shí)。由混凝土裂縫引起的各種不利后果中，滲漏水占60%。從物理概念上說，水分子的直徑約0.3μm時(shí)，可穿過任何肉眼可見的裂縫。所以從理論上講，任何鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程都要對裂縫進(jìn)行防治，這也是防水工程的基本要求。當(dāng)混凝土發(fā)生開裂時(shí)，各種不同形態(tài)的水就會乘虛而入，隨之鋼筋發(fā)生銹蝕、膨脹、造成混凝土剝離與加速老化現(xiàn)象。當(dāng)遇到突發(fā)荷載時(shí)（如結(jié)構(gòu)超載、火災(zāi)、地震等），房屋（含建筑物或構(gòu)筑物，下同）的坍塌就會“不期而遇”長期處于露天、江河湖海等容易引起腐蝕的交通工程，如年久失修引發(fā)垮塌事故造成人員傷亡等案例不勝枚舉。近年來一些新建大橋的質(zhì)量問題和引發(fā)的交通安全事故也值得關(guān)注。從我國長期以來建設(shè)工程實(shí)踐得知，房屋的使用年限與防水工程設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及工程質(zhì)量有對應(yīng)關(guān)系。而房屋滲漏及使用年限的縮短，又與防水材料和主體結(jié)構(gòu)的“結(jié)合”條件有關(guān)：如一些新型防水材料雖然性能優(yōu)異，但因不能適應(yīng)主體結(jié)構(gòu)各種荷載、溫度收縮變形和地基不均勻沉降的影響，過早喪失防水功能而提前報(bào)廢，并造成資源的極大浪費(fèi)，這與當(dāng)前“節(jié)能減排”的基本國策背道而馳。

二、房屋建筑混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水功能一體化策略

（一）“內(nèi)膜防水”

在大部分的地下建筑工程當(dāng)中，普通的混凝土結(jié)構(gòu)自身原本就是布局防水性的，這也是因?yàn)椋诖蟛糠值幕炷林谐錆M著相互連通的毛細(xì)管空隙網(wǎng)絡(luò)，具有透氣性，同時(shí)也可讓水分滲透穿過；甚至，高性能混凝土也不能避免多孔性這一特征和產(chǎn)生裂縫的缺陷。實(shí)踐證明，水對混凝土的侵蝕是幾十年來地下工程不斷滲漏的元兇，同時(shí)也是造成混凝土結(jié)構(gòu)劣化、損壞，進(jìn)而影響到地下工程使用年限的主要原因。保護(hù)混凝土免遭水的侵蝕，傳統(tǒng)做法是用薄膜防水層隔離，可稱為“外膜防水屏障”，即在混凝土表面涂刷液態(tài)防水涂料或粘貼柔性防水卷材。這種方法的弊病是防水材料僅僅附著于混凝土表面，很容易遭到穿刺和剝離，導(dǎo)致防水失效。據(jù)國外有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道：“抵御水對混凝土侵蝕的另一種方法是，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置”，“內(nèi)膜防水屏障”，對這一方法的探索與工程實(shí)踐已有20多年的歷史。其核心技術(shù)是，通過選擇可降低混凝土滲透性的外加劑，在混凝土本體內(nèi)部創(chuàng)建承受高靜水壓力的阻水機(jī)制，形成“內(nèi)膜防水屏障”。建立“內(nèi)膜防水屏障”關(guān)鍵在于結(jié)合工程和所處環(huán)境條件，選用符合要求的外加劑和相應(yīng)的滲透結(jié)晶工藝，這與晶體結(jié)構(gòu)在混凝土中的發(fā)育過程以及形成防水屏障的質(zhì)量有關(guān)[1]。“內(nèi)膜防水屏障”體系具有多樣性，既可選擇滲透結(jié)晶型無機(jī)材料，也可使用具有液態(tài)的改性瀝青有機(jī)材料，以及其它多種材料。

（二）“外膜防水”

現(xiàn)階段，“外膜防水”依然是防水工程所運(yùn)用的一項(xiàng)重要手段。根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水功能一體化研究的思路，在防水工程設(shè)計(jì)、選材、施工和使用的全壽命周期內(nèi)，減少對天然資源消耗和減輕對生態(tài)環(huán)境的影響，并應(yīng)做到“節(jié)能、減排、安全、便利、耐久（即延長防水使用年限）以及保護(hù)主體結(jié)構(gòu)”的要求。例如在屋面工程中，“正置式”是經(jīng)典，但不符合熱傳導(dǎo)原理，外暴露的防水材料容易破損和老化，使用時(shí)間較短，相對維修簡單也算優(yōu)點(diǎn)?！暗怪檬健蔽菝妫ò壳俺珜?dǎo)的種植屋面）功能較好，使用時(shí)間長；但對相關(guān)材料和施工質(zhì)量有嚴(yán)格要求，一旦滲漏，維修困難，且代價(jià)較高。隨著輕質(zhì)、高強(qiáng)、導(dǎo)熱系數(shù)低的新型保溫材料的問世，以及防水施工工藝的改進(jìn)，擴(kuò)大“倒置式”屋面的應(yīng)用，符合綠色建筑的要求[2]。而地下防水工程則強(qiáng)調(diào)全封閉迎水面防水，但因防水材料與基面粘結(jié)不良，造成剝離、脫落和竄水現(xiàn)象屢見不鮮，加之細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)不周、密封不嚴(yán)以及地基不均勻沉降等，不僅影響建筑物使用功能，進(jìn)而危及主體結(jié)構(gòu)安全。為此列出以下幾項(xiàng)重點(diǎn)研究課題，可供參考：（1）不同候區(qū)“倒置式”屋面構(gòu)造優(yōu)化與技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)；（2）針對不同候區(qū)、不同環(huán)境和工況條件下，各類屋面及地下工程細(xì)部構(gòu)造（含變形縫）的防滲漏技術(shù)研究（數(shù)字化模型實(shí)驗(yàn)）；（3）不同柔性防水材料相容性以及與混凝土結(jié)構(gòu)粘粘性和抗竄水性能研究；（4）南方地下工程（軟土地基）“兩墻合一”防水技術(shù)的研究；（5）南方地下工程實(shí)施“全封閉”外防水成套技術(shù)和抗腐蝕、耐久性研究；（6）山區(qū)巖石地基中地下結(jié)構(gòu)與防水采用滑動層構(gòu)造的研究。

結(jié)語：

總而言之，就針對于房屋建筑來說，“結(jié)構(gòu)是本，防水是表”，只有把兩者合二為一，融為一體，才能構(gòu)筑可靠持久的防水屏障，這是從大量工程實(shí)踐中得出的結(jié)論。對于跨學(xué)科多專業(yè)的建筑防水工程而言，更要求釆取“產(chǎn)學(xué)研”聯(lián)合方式和市場經(jīng)濟(jì)手段攻關(guān)解決。只有在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中不斷探索，在工程實(shí)踐中不斷完善，相互兼容，通過比較，才能取得更多的創(chuàng)新成果，從而促進(jìn)我國建筑防水技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，這是值得期待的。

[1]張勇.混凝土結(jié)構(gòu)耐久性與防水系統(tǒng)的選擇[J].中國建筑防水,2013,17:1-5.

[2]張小冬,黃瑩,趙霄龍,冷發(fā)光.混凝土結(jié)構(gòu)加固與防護(hù)材料現(xiàn)狀和展望[J].建筑科學(xué),2013,11:120-125.