南疆鹽漬土地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀與防治

葛廣華 王 成 黎 亮 姚明星

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南疆鹽漬土地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀與防治

葛廣華 王 成 黎 亮 姚明星

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南疆地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)在使用過(guò)程中出現(xiàn)了嚴(yán)重的耐久性問(wèn)題。本文立足南疆特殊的氣候環(huán)境條件和材料性能，從風(fēng)化、泛霜、水鹽侵蝕、凍融破壞、堿骨料反應(yīng)等方面揭示了該區(qū)域砌體結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀；從設(shè)計(jì)、施工和管理與維護(hù)三個(gè)方面提出了預(yù)防措施，旨在為本地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)耐久性防治提供參考。

砌體結(jié)構(gòu)所處的工作環(huán)境變化多樣，不同地區(qū)的建筑環(huán)境條件差異很大，使得各地區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)耐久性損傷機(jī)理與程度不同，結(jié)構(gòu)耐久性劣化形式亦有其地域性特點(diǎn)。若能根據(jù)各地區(qū)特有的地理、氣候和環(huán)境條件，尋求合適的耐久性設(shè)計(jì)方法，做到因地制宜，對(duì)于確保砌體結(jié)構(gòu)耐久性、延長(zhǎng)其使用壽命具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)效益。實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在南疆極端荒漠性氣候條件和鹽漬土地區(qū)，部分砌體結(jié)構(gòu)建筑物的耐久性已經(jīng)達(dá)到或者即將達(dá)到極限狀態(tài)，值得深入研究和關(guān)注。

砌體結(jié)構(gòu)耐久性現(xiàn)狀

實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，南疆地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)房屋耐久性損傷主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，即磚砌體風(fēng)化、泛霜、水鹽侵蝕、凍融破壞和堿骨料反應(yīng)等。

風(fēng)化

根據(jù)我國(guó)的風(fēng)化區(qū)劃分表，新疆維吾爾自治區(qū)屬于嚴(yán)重風(fēng)化區(qū)。在所調(diào)查的砌體結(jié)構(gòu)房屋中，服役年限僅為10年的磚砌體結(jié)構(gòu)房屋就已經(jīng)出現(xiàn)明顯風(fēng)化特征，而服役期在20年及以上的清水墻房屋中，風(fēng)化現(xiàn)象更加嚴(yán)重，主要特征表現(xiàn)為塊體粉化和表面酥松剝落，尤其在水鹽侵蝕的條件下風(fēng)化尤其厲害，有的深度甚至達(dá)到了40mm以上，墻體有效截面尺寸急劇減小，嚴(yán)重降低了構(gòu)件的承載力，對(duì)建筑物的安全性造成了威脅。

泛霜

由于南疆地區(qū)的地下水礦化度相對(duì)比較高，平均礦化度達(dá)4021.7mg/L，最高達(dá)4385.2mg/L，使得塊體在其原材料中就含有可溶性的鹽類（主要以硫酸鹽和氯化物鹽為主）。在南疆極端干旱荒漠性氣候條件下，隨著磚內(nèi)水分的蒸發(fā)或者在潮濕環(huán)境中，在磚砌體表面產(chǎn)生了鹽析現(xiàn)象，通常為白色粉末。在磚表面形成絮團(tuán)狀斑點(diǎn)或片狀白色結(jié)晶鹽類，鹽析結(jié)晶膨脹使得磚砌體表面產(chǎn)生粉化剝落，使磚和砂漿之間的粘結(jié)遭到破壞，有的甚至使砌體結(jié)構(gòu)松散、強(qiáng)度下降，影響建筑物正常使用。

水鹽侵蝕

水鹽侵蝕是導(dǎo)致南疆地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)耐久性能降低的主要原因之一。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，干濕交替區(qū)域是受水鹽侵蝕最為明顯、砌體結(jié)構(gòu)損傷最嚴(yán)重的部位，常表現(xiàn)為塊體表面酥松剝落，磚與砂漿之間的粘結(jié)力嚴(yán)重下降，砌體承載力降低。其破壞實(shí)質(zhì)是因?yàn)榄h(huán)境水中的SO42-滲入到塊體中和砂漿中水泥的水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有膨脹性的侵蝕產(chǎn)物，同時(shí)，在砌體內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)這種內(nèi)應(yīng)力超過(guò)砌體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就使砌體脹裂，發(fā)生破壞。

凍融破壞

南疆地區(qū)晝夜溫差大（通常在12℃以上，最大可達(dá)35.8℃），在這種氣候條件下，砌體材料很容易產(chǎn)生凍蝕破壞。尤其在地下水位較高的區(qū)域，砌體在凍融循環(huán)的作用下會(huì)引起內(nèi)部或表面的凍蝕、損傷、脹裂，耐久性能下降。而且，水中所含的鹽分還會(huì)加重結(jié)構(gòu)材料的損傷程度。凍融引起的耐久性損傷通常是從砌體表面開(kāi)始，首先抹灰層脫落，隨后砌體出現(xiàn)麻點(diǎn)、起皮、酥堿和剝落等現(xiàn)象。隨著凍融次數(shù)的增加，砌體酥堿、剝落深度不斷加深，墻體厚度不斷減小，砌體承載力逐漸降低。

堿骨料反應(yīng)

在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，南疆地區(qū)砌體結(jié)構(gòu)也存在因堿骨料反應(yīng)而引起墻體開(kāi)裂的現(xiàn)象。主要是由于材料中的堿與粗、細(xì)骨料中的活性硅發(fā)生堿硅反應(yīng)，堿硅反應(yīng)在塊體和砂漿界面生成膨脹性產(chǎn)物致使砌體開(kāi)裂。

提高砌體結(jié)構(gòu)耐久性的防治對(duì)策

從以上分析來(lái)看，南疆地區(qū)既有砌體結(jié)構(gòu)耐久性損傷是在單一或者多種因素共同作用下產(chǎn)生的，并表現(xiàn)出不同的特征。耐久性損傷不僅對(duì)建筑物的外觀產(chǎn)生不良影響，而且還會(huì)降低砌體的承載力，影響結(jié)構(gòu)可靠性。因此，要確保砌體結(jié)構(gòu)房屋的安全使用，使其達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，滿足各項(xiàng)功能要求，必須要從耐久性設(shè)計(jì)、施工和使用階段的管理與維護(hù)三方面著手。

加強(qiáng)耐久性設(shè)計(jì)

優(yōu)秀的設(shè)計(jì)對(duì)工程質(zhì)量控制起著至關(guān)重要的作用。把好設(shè)計(jì)關(guān)是保證工程質(zhì)量的首要環(huán)節(jié)，建設(shè)前期一定要嚴(yán)格設(shè)計(jì)審查，確保設(shè)計(jì)質(zhì)量。設(shè)計(jì)人員要牢固樹(shù)立設(shè)計(jì)工作貫穿于工程建設(shè)全過(guò)程的理念，并實(shí)時(shí)跟蹤工程施工的進(jìn)展情況。

同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)一定要充分考慮當(dāng)?shù)貧夂颦h(huán)境因素對(duì)結(jié)構(gòu)耐久性的影響，進(jìn)一步明確設(shè)計(jì)使用年限，結(jié)合工程具體情況，采取相應(yīng)的措施。比如，設(shè)計(jì)合理的排水坡度，防止建筑物周圍積水。對(duì)熱工性能不足部位采取加厚墻體或其他保溫措施，消除內(nèi)墻面和頂棚的“結(jié)露”和“掛霜”等現(xiàn)象。在外墻設(shè)計(jì)貼飾面磚，防止砌體風(fēng)化、泛霜和水鹽侵蝕等的破壞作用。設(shè)計(jì)采用新的產(chǎn)品、工藝和技術(shù)也可以有效提高砌體結(jié)構(gòu)的耐久性，延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。

加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

工程開(kāi)工前，甲方和管理機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)投標(biāo)施工單位資質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格審查，并確保招投標(biāo)制度有效貫徹實(shí)施。在施工過(guò)程中，一定要堅(jiān)持“嚴(yán)格把關(guān)與積極預(yù)防相結(jié)合，以預(yù)防為主”的方針。嚴(yán)把原材料質(zhì)量關(guān)，從源頭抓起，堅(jiān)持跟蹤檢查、綜合驗(yàn)收。同時(shí)，將工程建設(shè)監(jiān)理制度貫徹落實(shí)到建設(shè)項(xiàng)目的前期階段、勘察設(shè)計(jì)階段、施工準(zhǔn)備階段、施工階段和竣工驗(yàn)收階段，如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)提出補(bǔ)救措施，為保證砌體結(jié)構(gòu)耐久性，還應(yīng)對(duì)重點(diǎn)部位的施工提出詳細(xì)要求。

使用階段的管理與維護(hù)

砌體結(jié)構(gòu)建筑物的耐久性與其使用環(huán)境、性質(zhì)和用途有直接的關(guān)系。建筑物投入使用后，定期檢查、及時(shí)維修和維護(hù)可有效提高建筑物的耐久性。比如，對(duì)建筑物墻身上的鹽類結(jié)晶物，可用鋼絲刷子刷除，阻止其對(duì)墻體繼續(xù)腐蝕。對(duì)屋面定期維護(hù)和維修，保證屋面排水系統(tǒng)正常工作，做到屋面不滲漏，也可以提高砌體結(jié)構(gòu)建筑物的耐久性。

結(jié)束語(yǔ)

砌體結(jié)構(gòu)的耐久性具有復(fù)雜性和多樣性，在南疆地區(qū)特殊的地理氣候環(huán)境條件下，該區(qū)域砌體結(jié)構(gòu)建筑物耐久性現(xiàn)狀不容樂(lè)觀，應(yīng)從加強(qiáng)耐久性設(shè)計(jì)、加強(qiáng)施工質(zhì)量控制和提高使用階段的管理與維護(hù)三方面著手，才能有效提高砌體結(jié)構(gòu)耐久性。

葛廣華1王 成1黎 亮1姚明星2

1.塔里木大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院；2.第一師阿拉爾市建筑材料檢測(cè)中心

葛廣華（1980-）女，講師，主要從事土木工程專業(yè)的教學(xué)和科研工作；通訊作者簡(jiǎn)介：王成（1978-）男，副教授，主要從事土木工程專業(yè)的教學(xué)和科研工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.019

塔里木大學(xué)校長(zhǎng)基金項(xiàng)目（TDZKSSZD201306）；塔里木大學(xué)校長(zhǎng)基金重大培育項(xiàng)目（TDZKPY201401）