南京地區(qū)建筑物表層破壞原因及對策研究

馬徑先+++周昊

摘 要：對南京地區(qū)代表性建筑物表層破壞的原因進行調查研究，根據(jù)相關文獻，結合理論知識，解決研究過程中的各類問題，提出其應對和防治措施，為建筑物表層的維護、美化城市形象提供有效理論依據(jù)和實踐措施。

關鍵詞：建筑物；表層破壞；原因；對策研究

引言

建筑物表層大致有兩個作用，一是保護建筑物內(nèi)部材料、結構等，二是顯示建筑物的外觀美，但由于各方面原因，建筑物表層會受到破壞，會對建筑物內(nèi)部結構、外表整體美觀程度造成一定影響，而且政府需要出資對建筑物表層進行維護，不僅消耗了大量金錢，還占用了勞動力。所以，探究建筑物表層破壞的原因并找到其解決對策對建筑物本身有重大的意義，一來可以提高建筑物使用壽命、提升建筑物外表美觀程度，二來可以減少政府修護建筑物表層的費用。

鋼筋混凝土結構是目前應用較廣的結構形式之一。隨著結構的老化和環(huán)境的污染的加重，鋼筋混凝土結構耐久性問題越來越引起國內(nèi)外廣大研究者的關注[1]。針對此類問題，國內(nèi)外學者也做了不少的研究，如王淑梅的《建筑物表面起霜原因及應對措施》針對水泥表面起霜的內(nèi)因和外因進行分析，并給出了提高基材抗?jié)B性、使建材內(nèi)部可溶性鹽含量降低、基層表面憎水處理等措施[2]；趙燁等針對酸雨對普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕進行材料成分、顏色變化和微形態(tài)等方面的研究，以保護人工生態(tài)系統(tǒng)平衡和建筑物安全[3]；趙冰華等在混凝土的滲透性、碳化、凍融等方面研究了介質、環(huán)境對混凝土耐久性的影響[4]；徐華山等針對大氣污染物對建筑物的腐蝕進行了研究，對特定大氣環(huán)境下建筑材料的選擇和建筑物腐蝕防護具有一定的指導意義[5]；戴廣強等研究了建筑混凝土裂縫的主要因素及處理方法[6]；汪宏、王聯(lián)果等對道路建筑物表面粘塵的影響和防治進行了研究[7]。由此可見，關于建筑物表層破壞的研究由來已久，且大家基本是針對某一類建筑物或建筑物某一現(xiàn)象進行研究，普遍性不足。文章擬針對整個南京地區(qū)，考慮南京地區(qū)的氣候和環(huán)境特征，從房屋建筑和道路橋梁建筑兩方面展開，選取有代表性的典型建筑物，調查其表面破壞現(xiàn)象，分析其產(chǎn)生破壞的原因，并試圖找到其應對和防治措施。

1 研究資料及內(nèi)容

1.1 數(shù)據(jù)來源

文章所用的數(shù)據(jù)來源于不同部門，調查期限內(nèi)降水量、雨水PH值、日照、空氣濕度等來自南京市氣象局和南京市環(huán)境保護局，建筑物材質數(shù)據(jù)等來自南京市城市建設局，其中部分地區(qū)的部分數(shù)據(jù)來自當?shù)卣墓ぷ鲌蟾婕皩I(yè)性報刊，部分準確數(shù)據(jù)摘用其他論文的研究數(shù)據(jù)，選取年限是2013年12月-2014年8月。文章一共選取了120個數(shù)據(jù)，大于樣本數(shù)據(jù)，符合選取數(shù)據(jù)的科學性原則。

1.2 數(shù)據(jù)處理方法

文章采用計量數(shù)學模型的分析研究方法，運用統(tǒng)計學的方法和Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和處理，并從實證的角度來研究對象總結規(guī)律。由于部分報刊文獻數(shù)據(jù)與當?shù)卣峁?shù)據(jù)所保留位數(shù)不統(tǒng)一，我們選取數(shù)據(jù)時將統(tǒng)一為政府官方數(shù)據(jù)。與此同時還需保證所選取數(shù)據(jù)與原數(shù)據(jù)的誤差小于0.01。

1.3 南京地區(qū)自然環(huán)境資料

通過查閱相關資料，并結合南京當?shù)夭块T提供的數(shù)據(jù)，了解到南京的自然環(huán)境概況：南京位于長江下游地區(qū)，北緯31°14′～32°37′，東經(jīng)118°22′～119°14′。

（1）地貌特征：南京地貌特征屬寧鎮(zhèn)揚丘陵地區(qū)，地形以低山、丘陵為骨架，以環(huán)狀山、條帶山、箕狀盆地為主要特色，組成了一個低山丘陵、崗地和平原、洲地交錯分布的地貌綜合體。（2）氣候特征：南京屬北亞熱帶濕潤季風氣候，季風明顯，年平均氣溫15～16℃；最高氣溫43℃（1934年7月13日），最低氣溫-16.9℃（1955年1月6日），最熱月平均溫度28.1℃，最冷月平均溫度-2.1℃。（3）降水：南京市年平均降雨量1081.4毫米，相對濕度76%。南京以六、七月黃梅季節(jié)雨量最多（梅雨季節(jié)多暴雨），全年約有55%的降水集中在5～8月。文章研究期內(nèi)2013年12月-2014年7月月降水量統(tǒng)計如圖1所示，其中2014年2月氣溫異常，寒潮帶來明顯降溫，低溫陰雨過程多，持續(xù)時間長；2014年7月處于梅雨季節(jié)，降雨量比正常高出六成。

圖1 南京市2013年12月-2014年7月月降水量統(tǒng)計

根據(jù)以上自然環(huán)境，基于大學生科技創(chuàng)新課題，分別將南京區(qū)域內(nèi)的浦口區(qū)、江寧區(qū)、六合區(qū)、溧水高淳區(qū)、玄武區(qū)這五個地區(qū)定為建筑物表層破壞的主要研究區(qū)域，采用調研、文獻、實驗、總結、實踐等方法進行研究，同時把課題研究與學習實踐工作有機結合，在實踐中提升理論知識，在理論知識指導下完善實踐。

2 資料分析

五個研究區(qū)域內(nèi)各選取30座居民住宅樓進行調查研究，各地區(qū)不同月份建筑物表面破壞的程度如圖2所示。其中建筑物外表破壞程度劃分為四個等級，分別為：A-保護良好、B-部分損壞、C-損壞面積大但不嚴重、D-嚴重損壞，圖中顯示為各地區(qū)建筑物表層A等級的百分比。

圖2 各研究區(qū)域不同月份建筑物表面破壞的程度

五個研究區(qū)域內(nèi)各選取30座相同材質的混凝土橋梁，依舊用圖表統(tǒng)計出各地區(qū)不同月份橋梁建筑物表層A等級的百分比，如圖3所示。

圖3 各研究區(qū)域不同月份建筑物表面破壞的程度

針對以上建筑物的破壞程度，發(fā)現(xiàn)建筑物在過冷、過熱、沖刷程度嚴重、曝曬等條件下會造成嚴重損壞，損壞現(xiàn)象大致可分為麻面、骨料疏松脫殼、出現(xiàn)溝坑、裂縫成塊脫落等。通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，結合環(huán)境因素，得出造成建筑物表層破壞的原因主要有：當?shù)亟涤炅繉ㄖ锿獗淼臎_刷；當?shù)厝照諏ㄖ锏谋砻胬匣瘎兾g作用；當?shù)乜諝鉂穸冗^大及雨水PH值偏??；破壞性的自然災害；大氣環(huán)境中的CO2、SO2、顆粒物以及沉降物的腐蝕附著作用等。南京地區(qū)在5、6月份的環(huán)境下，混凝土結構建筑物表層破壞程度是最小的，維護最佳，此時溫度為22°左右，降水量為100～120mm，日照時長為180h，雨水PH值維持在5.1左右。endprint

特別說明：文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值，南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間，對建筑物外表不造成影響，除浦口工業(yè)園區(qū)附近；在調查期限內(nèi)，南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災害，此外，南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似，在允許的范圍內(nèi)對建筑物外表不造成影響。

3 對策研究

通過對建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究，課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調研、實驗研究等籍，討論得出處理措施如下：

（1）基面處理：建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補方法：若是淺表損傷，可涂抹PCM、樹脂砂漿等；若損傷波及較深、面積較大時，應優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進行修補[8]。（2）對于鋼鐵材料建筑物，采用特質鋼筋，對普通鋼筋進行特殊的技術加工處理，制成更耐腐蝕的鋼筋，如：加入銅可有效提高防銹蝕能力，加入鎳，鉻可制得不銹鋼鋼筋，形成工程界中廣泛應用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9，10]。（3）對于不危及結構安全的細微裂縫（一般是指裂縫小于0.3mm）可用專用裂縫修補劑以注射的方法修補關于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結構粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補受拉鋼筋加固法、預應力加固法等，對于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。（4）對于其他破壞現(xiàn)象的修補方法一般均需清除已破壞混凝土，再用混凝土或其他材料回填整平。修補的具體方法是：當修補面積較大，深度大于20cm時，可采用普通混凝土（包括膨脹混凝土和干硬性混凝土）、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填；深度在5～20cm，可采用噴混凝土或普通混凝土回填；深度在5～10cm時，可采用普通砂漿或噴漿（素漿或掛網(wǎng)）填補；深度在5cm以下時，可采用預縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補。當修補面積較小，深度大于10cm時，可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填；深度小于10cm時，可用預縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補；深度在5mm左右的低凹小缺陷，也可用環(huán)氧石英膏填補。對修補面積不大并有特定要求的部位，可采用鋼板襯護或其他材料鑲補的方法。

4 結束語

針對南京地區(qū)的實際情況，從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個方面，選取有代表性的典型建筑物，調查其表面破壞現(xiàn)象，統(tǒng)計分析其產(chǎn)生破壞的各種原因，并有針對性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補等應對措施，為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護提供科學的理論依據(jù)，使建筑物表層的維修費用大大縮減，并能夠提高整個南京地區(qū)建筑物外表的美觀性，為南京市加快城市化發(fā)展提供堅實的建筑基礎。

參考文獻

[1]馮雷.論建筑物鋼筋混凝土腐蝕的原因及其防護措施[J].工程建筑，2009（2）：24.

[2]王淑梅.建筑物表面起霜原因及應對措施[J].東方企業(yè)文化，2012，11：144-145.

[3]趙燁，李永良，等.酸雨對普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕的形態(tài)模擬研究[J].北京師范大學學報（自然科學版），1999，35（1）：136-139.

[4]趙冰華，費正岳，趙宇，等.碳化對混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報，2012，12：1641-1644.

[5]徐華山.煤礦區(qū)環(huán)境污染物對建筑物腐蝕研究[J].河南理工大學學報（自然科學版），2008，27（3）：361-366.

[6]戴廣強.建筑混凝土裂縫的主要因素及處理[J].城市建筑，2013，4：126.

[7]汪宏，王聯(lián)果.道路建筑物表面污染機理分析及治理對策[J].重慶交通科研設計院，2003.

[8]吳燕華，李興貴.混凝土建筑物表面修護新型材料[J].江蘇建材，2005（1）.

[9]洪乃豐.鹽漬土對建筑物的腐蝕與防護[J].工業(yè)建筑，1998，28（1）：5-8.

[10]許剛.建筑物裂縫的成因與預防措施[J].河南鄭州路橋集團，2013.

[11]王大榮.鹽漬土對鋼筋混凝土的破壞及其防止方法[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009（1）：120-121.

作者簡介：馬徑先（1995，1-），女，本科學歷，主要研究方向為土建工程。endprint

特別說明：文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值，南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間，對建筑物外表不造成影響，除浦口工業(yè)園區(qū)附近；在調查期限內(nèi)，南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災害，此外，南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似，在允許的范圍內(nèi)對建筑物外表不造成影響。

3 對策研究

通過對建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究，課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調研、實驗研究等籍，討論得出處理措施如下：

（1）基面處理：建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補方法：若是淺表損傷，可涂抹PCM、樹脂砂漿等；若損傷波及較深、面積較大時，應優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進行修補[8]。（2）對于鋼鐵材料建筑物，采用特質鋼筋，對普通鋼筋進行特殊的技術加工處理，制成更耐腐蝕的鋼筋，如：加入銅可有效提高防銹蝕能力，加入鎳，鉻可制得不銹鋼鋼筋，形成工程界中廣泛應用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9，10]。（3）對于不危及結構安全的細微裂縫（一般是指裂縫小于0.3mm）可用專用裂縫修補劑以注射的方法修補關于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結構粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補受拉鋼筋加固法、預應力加固法等，對于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。（4）對于其他破壞現(xiàn)象的修補方法一般均需清除已破壞混凝土，再用混凝土或其他材料回填整平。修補的具體方法是：當修補面積較大，深度大于20cm時，可采用普通混凝土（包括膨脹混凝土和干硬性混凝土）、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填；深度在5～20cm，可采用噴混凝土或普通混凝土回填；深度在5～10cm時，可采用普通砂漿或噴漿（素漿或掛網(wǎng)）填補；深度在5cm以下時，可采用預縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補。當修補面積較小，深度大于10cm時，可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填；深度小于10cm時，可用預縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補；深度在5mm左右的低凹小缺陷，也可用環(huán)氧石英膏填補。對修補面積不大并有特定要求的部位，可采用鋼板襯護或其他材料鑲補的方法。

4 結束語

針對南京地區(qū)的實際情況，從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個方面，選取有代表性的典型建筑物，調查其表面破壞現(xiàn)象，統(tǒng)計分析其產(chǎn)生破壞的各種原因，并有針對性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補等應對措施，為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護提供科學的理論依據(jù)，使建筑物表層的維修費用大大縮減，并能夠提高整個南京地區(qū)建筑物外表的美觀性，為南京市加快城市化發(fā)展提供堅實的建筑基礎。

參考文獻

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[3]趙燁，李永良，等.酸雨對普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕的形態(tài)模擬研究[J].北京師范大學學報（自然科學版），1999，35（1）：136-139.

[4]趙冰華，費正岳，趙宇，等.碳化對混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報，2012，12：1641-1644.

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[6]戴廣強.建筑混凝土裂縫的主要因素及處理[J].城市建筑，2013，4：126.

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[9]洪乃豐.鹽漬土對建筑物的腐蝕與防護[J].工業(yè)建筑，1998，28（1）：5-8.

[10]許剛.建筑物裂縫的成因與預防措施[J].河南鄭州路橋集團，2013.

[11]王大榮.鹽漬土對鋼筋混凝土的破壞及其防止方法[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009（1）：120-121.

作者簡介：馬徑先（1995，1-），女，本科學歷，主要研究方向為土建工程。endprint

特別說明：文章未專門研究各地區(qū)的雨水PH值，南京市各地區(qū)雨水PH值都在5.04-5.14之間，對建筑物外表不造成影響，除浦口工業(yè)園區(qū)附近；在調查期限內(nèi)，南京地區(qū)未發(fā)生破壞性的自然災害，此外，南京地區(qū)的土壤和空氣濕度各處相似，在允許的范圍內(nèi)對建筑物外表不造成影響。

3 對策研究

通過對建筑物表層破壞的諸多原因的透徹研究，課題小組經(jīng)過資料查閱、專業(yè)調研、實驗研究等籍，討論得出處理措施如下：

（1）基面處理：建筑物表面缺陷因其深度不同而選用不同的修補方法：若是淺表損傷，可涂抹PCM、樹脂砂漿等；若損傷波及較深、面積較大時，應優(yōu)先考慮采用噴射混凝土或重澆混凝土法進行修補[8]。（2）對于鋼鐵材料建筑物，采用特質鋼筋，對普通鋼筋進行特殊的技術加工處理，制成更耐腐蝕的鋼筋，如：加入銅可有效提高防銹蝕能力，加入鎳，鉻可制得不銹鋼鋼筋，形成工程界中廣泛應用耐久性優(yōu)的鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋、合金鋼筋、不銹鋼鋼筋和環(huán)氧樹脂涂層鋼筋等[9，10]。（3）對于不危及結構安全的細微裂縫（一般是指裂縫小于0.3mm）可用專用裂縫修補劑以注射的方法修補關于混凝土梁、板配不足而引起的裂縫可采用結構粘貼鋼板加固方法、加大截面加固法、增補受拉鋼筋加固法、預應力加固法等，對于柱的加固有增大截面法、外包鋼法、置換法等[11]。（4）對于其他破壞現(xiàn)象的修補方法一般均需清除已破壞混凝土，再用混凝土或其他材料回填整平。修補的具體方法是：當修補面積較大，深度大于20cm時，可采用普通混凝土（包括膨脹混凝土和干硬性混凝土）、噴混凝土、壓漿混凝土或真空作業(yè)混凝土回填；深度在5～20cm，可采用噴混凝土或普通混凝土回填；深度在5～10cm時，可采用普通砂漿或噴漿（素漿或掛網(wǎng)）填補；深度在5cm以下時，可采用預縮砂漿、干硬性砂漿、環(huán)氧砂漿或噴漿填補。當修補面積較小，深度大于10cm時，可用普通混凝土、聚合物混凝土或環(huán)氧混凝土回填；深度小于10cm時，可用預縮砂漿或環(huán)氧砂漿填補；深度在5mm左右的低凹小缺陷，也可用環(huán)氧石英膏填補。對修補面積不大并有特定要求的部位，可采用鋼板襯護或其他材料鑲補的方法。

4 結束語

針對南京地區(qū)的實際情況，從房屋建筑和道路橋梁建筑兩個方面，選取有代表性的典型建筑物，調查其表面破壞現(xiàn)象，統(tǒng)計分析其產(chǎn)生破壞的各種原因，并有針對性的提出基面處理、特種耐久材料、裂縫修補等應對措施，為南京地區(qū)建筑物的耐久性、穩(wěn)定性和表面維護提供科學的理論依據(jù)，使建筑物表層的維修費用大大縮減，并能夠提高整個南京地區(qū)建筑物外表的美觀性，為南京市加快城市化發(fā)展提供堅實的建筑基礎。

參考文獻

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[3]趙燁，李永良，等.酸雨對普通硅酸鹽建筑物表面腐蝕的形態(tài)模擬研究[J].北京師范大學學報（自然科學版），1999，35（1）：136-139.

[4]趙冰華，費正岳，趙宇，等.碳化對混凝土性能的影響[J].硅酸鹽通報，2012，12：1641-1644.

[5]徐華山.煤礦區(qū)環(huán)境污染物對建筑物腐蝕研究[J].河南理工大學學報（自然科學版），2008，27（3）：361-366.

[6]戴廣強.建筑混凝土裂縫的主要因素及處理[J].城市建筑，2013，4：126.

[7]汪宏，王聯(lián)果.道路建筑物表面污染機理分析及治理對策[J].重慶交通科研設計院，2003.

[8]吳燕華，李興貴.混凝土建筑物表面修護新型材料[J].江蘇建材，2005（1）.

[9]洪乃豐.鹽漬土對建筑物的腐蝕與防護[J].工業(yè)建筑，1998，28（1）：5-8.

[10]許剛.建筑物裂縫的成因與預防措施[J].河南鄭州路橋集團，2013.

[11]王大榮.鹽漬土對鋼筋混凝土的破壞及其防止方法[J].現(xiàn)代企業(yè)文化，2009（1）：120-121.

作者簡介：馬徑先（1995，1-），女，本科學歷，主要研究方向為土建工程。endprint