老舊建筑病理學(xué)與檢測技術(shù)探析

諸民，王浩宇

（中央軍委機(jī)關(guān)事務(wù)管理總局，北京 100082）

1 引言

老舊小區(qū)作為城市品質(zhì)的一種特殊載體和要素，反映著城市的歷史演變軌跡，賦予了城市深厚的底蘊(yùn)和獨具一格的氣質(zhì)。當(dāng)前，在城市規(guī)劃建設(shè)中，更加注重城市建成區(qū)存量的改造和提升，通過修補(bǔ)修復(fù)等微改造、小動作，改善人居環(huán)境，實現(xiàn)環(huán)境保護(hù)與資源節(jié)約。本文綜合分析了老舊建筑的常見病害及其成因、檢測技術(shù)及其原理，為建筑改造提供一定依據(jù)。

2 建筑病理學(xué)分析

建筑病理學(xué)就是研究建筑的腐蝕機(jī)理，結(jié)合建筑科學(xué)知識與施工技術(shù)，通過鑒定、診斷、修復(fù)，完成建筑系統(tǒng)中缺陷的治理[2]。

2.1 磚砌體建筑的病害類型及成因分析

常見的磚砌體建筑病害有磚塊破損、墻體裂縫、面層空鼓開裂、墻面酥堿風(fēng)化、灰縫粉化、墻面污損等。其中，（1）磚塊破損，受外力以及風(fēng)吹日曬影響，多分布于建筑磚墻龜裂處的周圍與墻體的轉(zhuǎn)角；（2）墻體裂縫，不同誘因可產(chǎn)生不同的裂縫形狀，門洞處的斜向裂縫是因為基腳的移動而產(chǎn)生的；豎向裂縫是因為不同材料間的硬性連接或者墻體的濕熱運動受到制約而導(dǎo)致的[3]；墻角處的對角裂縫多是源于沉降或者承重支撐不足而造成的垂直方向位移不一致；水平裂縫則是由于建筑框架平面的水平荷載過大導(dǎo)致的內(nèi)外收縮膨脹引起的變形差異；（3）面層空鼓開裂，是墻體里的潮氣和面層的透氣性不能相互匹配的結(jié)果；（4）墻面酥堿風(fēng)化，是日照、雨水、可溶性結(jié)晶鹽等自然和人為因素共同作用的結(jié)果。

造成磚砌體病害的主要因素有：（1）晶體鹽，磚體中結(jié)晶鹽析出形成泛霜，也稱泛堿，隨溫度變化而膨脹和收縮，最終將磚的表層剝落；（2）水分，影響磚體的物理性能，降低結(jié)構(gòu)耐久能力；有利于真菌細(xì)菌的滋生與害蟲的侵害；加快材料的熱消耗，使自身的熱性能降低；（3）凍融，在凍融或者干濕微環(huán)境中，砂漿的黏結(jié)能力降低，使墻體發(fā)生粉化而造成部分脫落，水分順著表面的裂縫流入磚塊內(nèi)部，經(jīng)過一段時間的凍融的收縮膨脹后，磚體表層剝落甚至開裂；（4）大氣污染，車輛尾氣、工業(yè)廢氣以及在空氣中接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的污染物質(zhì)等，以酸雨、灰塵、霧霾等方式影響著建筑的健康；（5）生物的侵害，如攀爬植物使墻體受潮，動物的排泄物、筑巢、鉆洞等侵蝕性行為，會腐蝕損壞磚塊，從而降低建筑結(jié)構(gòu)的承重能力。

2.2 木材建筑的病害類型及成因分析

木材劣化的因素很多，如風(fēng)雨菌蟲的侵害，干濕和溫度變化的影響，外力作用及自身老化等。其中，（1）蟲蛀，木構(gòu)件被白蟻、黃蜂等蛀空只剩軀殼，嚴(yán)重影響了建筑安全；（2）微生物，在適宜的水分和溫度的環(huán)境下，微生物就能對木材腐蝕， 讓其表面軟化滲透性增大；（3）外力，常見的磨損、振動、超載和基礎(chǔ)沉降將引起木材力學(xué)損壞；（4）金屬腐蝕，破壞木材自身的細(xì)胞壁，使木材的木質(zhì)變得更加松軟，嚴(yán)重破壞和削弱結(jié)構(gòu)的耐久性能力；（5）化學(xué)反應(yīng)，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿可以老化木材中的纖維素、半纖維素或木質(zhì)素等，木材呈黑色或者漂白后的白色，木材重量減輕，強(qiáng)度減弱；（6）水，引起木構(gòu)件膨脹收縮，降低與鄰近構(gòu)件的匹配性，也會使連接處的黏合度減弱，導(dǎo)致木構(gòu)件變形、黏結(jié)損毀。

2.3 混凝土建筑的病害類型及成因分析

混凝土屬于一種人造石材，與鋼筋網(wǎng)、鋼板或鋼纖維等構(gòu) 成拉壓承載性能優(yōu)良的組合材料，常見的病害，包括：（1）損傷，受外力作用、周圍環(huán)境或介質(zhì)影響，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)損傷，降低結(jié)構(gòu)承載能力和材料的耐久性；在外力、濕度或溫度的侵蝕后，產(chǎn)生的表面損傷，表現(xiàn)為碳化或表層剝落；（2）凍害，混凝土屬于孔隙結(jié)構(gòu)，低溫下內(nèi)部水分結(jié)冰，溫度周期性交替時收縮膨脹，結(jié)構(gòu)就會產(chǎn)生疲勞應(yīng)力，從而造成損害；（3）鋼筋銹蝕，導(dǎo)致鋼筋橫切面的面積變小且與混凝土間的黏結(jié)力降低，結(jié)構(gòu)的承載能力受到嚴(yán)重影響；（4）裂縫，混凝土自身收縮膨脹、溫度應(yīng)力、地基不均勻沉降等因素，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 建筑檢測技術(shù)

在建筑維修改造或者加固前，需要先進(jìn)行檢測鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果再采取相應(yīng)的處理措施。

3.1 磚砌體建筑的檢測技術(shù)及其原理

對磚砌體建筑檢測，首先是目測磚砌體，接著通過有損或無損檢測技術(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確詳盡的數(shù)據(jù)收集。常見的檢測技術(shù)包括：（1）取樣法，即直接從磚砌體中摘取一些符合規(guī)格的磚塊或者砂漿，進(jìn)行一系列的強(qiáng)度耐久性的實驗；（2）取芯法，從結(jié)構(gòu)中取出一部分樣品，對其進(jìn)行力學(xué)試驗，得出該材料實際的抗壓強(qiáng)度；（3）應(yīng)力波法，即測定應(yīng)力波在砌體中的行走時間，可計算出砌體自身的質(zhì)量和密度；（4）超聲波法，測算承載結(jié)構(gòu)里超聲波波速，以測出結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的結(jié)構(gòu)隱患；（5）管道 鏡法，通過目鏡或者檢測器來檢驗墻體內(nèi)部的詳細(xì)情況；（6）回彈法，使用回彈儀測定重錘的最大反彈距離來推定建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；（7）熱像儀，通過紅外照相機(jī)來判斷建筑內(nèi)部的溫差，從而定位到建筑中的潮濕部位或異常溫度變化。

3.2 木材建筑的檢測技術(shù)及其原理

木構(gòu)件及其構(gòu)架需要定期進(jìn)行檢查與檢測，檢查側(cè)重于視覺檢查，檢測則主要針對木材力學(xué)特性與腐朽狀況的檢驗。（1）視覺檢查，腐蝕后木材的外觀跡象有：子實體、凹陷面、褶皺、表面瑕疵或木材顏色變化、蛀洞與木屑等，若木構(gòu)件外部有植物與苔蘚生長，木材濕度會較高，為腐蝕提供有利條件；（2）錘擊聽音法，錘擊木材外表面，聲音沉悶且空洞，則木材內(nèi)部有可能已遭到腐蝕；反之，聲音明快，則木材應(yīng)該是相對健康的；（3）濕度計法，是用來檢測和度量出木材中濕度較高的區(qū)域，以判斷該木材是否具備被腐蝕的環(huán)境；（4）鉆芯取樣法，在木材不同部位鉆孔，鉆孔時的扭矩和檢查鉆孔時的碎木屑 是判斷該木材內(nèi)部是否被腐蝕的重要依據(jù)。

3.3 混凝土建筑的檢測技術(shù)及其原理

在檢測混凝土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件強(qiáng)度時，可首先用無損檢測作為檢測的基礎(chǔ)，比如回彈法、超聲波法等，但易受到周圍環(huán)境、人為或者物理因素的干擾，使結(jié)果不是很精準(zhǔn)，需要結(jié)合有損檢測方法，如鉆芯取樣法，由于具有破壞性且價格比較高，所以普適性較差，通常只是局部采用鉆芯法，取出的樣品做實驗來進(jìn)一步驗證數(shù)據(jù)和判定抗壓強(qiáng)度。另外，如果混凝土的鋼筋出現(xiàn)銹蝕，則要檢測鋼筋的斷面損失率，計算出其承載力是否受到影響。

4 結(jié)語

隨著建筑業(yè)向著更高的耐久性、抗震性、安全性和節(jié)能性方向不斷邁進(jìn)，各類建筑材料和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)運而生，更需要大力發(fā)展建筑病理學(xué)和檢測技術(shù)，為維修、加固和改造提供有力支撐。