紅外熱像法在外墻材料空鼓檢測(cè)中的應(yīng)用

■ 張?zhí)丶{ Zhang Tena

紅外熱像法在外墻材料空鼓檢測(cè)中的應(yīng)用

■ 張?zhí)丶{ Zhang Tena

文章通過(guò)工程實(shí)例，基于歷史建筑外墻飾面材料組成試驗(yàn)，綜合紅外熱像法和現(xiàn)場(chǎng)鑿開(kāi)驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果，分析歷史建筑外墻飾面空鼓情況，為后續(xù)類似的工程提供參考。

紅外熱像法；歷史建筑、外墻飾面；檢測(cè)

0 引言

自2006年中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)頒布行業(yè)規(guī)范《紅外熱像法檢測(cè)建筑外墻飾面層黏結(jié)缺陷技術(shù)規(guī)程》（CECS 204:2006），紅外熱像檢測(cè)法已逐步普遍應(yīng)用于建筑外墻飾面材料黏結(jié)質(zhì)量的檢測(cè)。但歷史建筑由于建造年代較長(zhǎng)，其外墻經(jīng)歷了多次維護(hù)和修繕，往往形成了由不同歷史時(shí)期、不同材料組成的多層次飾面材料，因而其空鼓的檢測(cè)判斷往往不同于普通建筑外墻，加大了紅外熱像法檢測(cè)的難度。

參考上海市房地產(chǎn)科學(xué)研究院編著的《上海歷史建筑保護(hù)修繕技術(shù)》，歷史建筑的外墻面按材料和施工工藝可分為如下幾類：①外墻抹灰分為一般抹灰、拉毛抹灰和外墻灑毛灰；②飾面磚包括泰山面磚、瓷磚、花崗巖板、大理石板、青石板等；③清水墻；④石碴裝飾，分水刷石、水磨石、斬假石，并在此基礎(chǔ)上發(fā)展出干黏石、噴洗石、膠黏石、噴彩釉砂、干黏彩色瓷粒、機(jī)噴石碴等式。

因此，若將紅外檢測(cè)結(jié)果與外墻建筑構(gòu)造和飾面材料的檢測(cè)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行分析判斷，應(yīng)該能更為準(zhǔn)確的檢測(cè)歷史建筑的空鼓情況。

1 工程概況

某近代優(yōu)秀歷史建筑建于上世紀(jì)20年代，為2層鋼筋混凝土梁柱和磚外墻承重的混合結(jié)構(gòu)房屋。建筑外墻砌體材料為青磚，外墻飾面材料主要為砂漿層，目前最外層材料采用仿石涂料。該建筑經(jīng)過(guò)歷次修繕，外墻飾面材料組成也較為復(fù)雜。

2 外墻的修繕歷史

根據(jù)調(diào)查，該建筑1986年改造前，原有外立面裝飾層為白色水刷石墻面；1986～1989年改造時(shí)，采用100mm長(zhǎng)不銹鋼螺桿釘對(duì)原有外墻面空鼓部位進(jìn)行加固，并在原有墻面噴涂一層仿石涂料，涂料表面拉毛。

2000年，房屋外立面又進(jìn)行了一次全面的修繕工作，主要針對(duì)空鼓和裂縫，并對(duì)外立面重新噴刷仿真涂石漆，具體修繕的方法如下。

（1）裂縫處理：切割三角槽面寬0.6cm、深0.5cm，清除浮灰，填充柔性結(jié)構(gòu)膠，抹至表面平整（稍凹）。

（2）大面積、較大面積空鼓、開(kāi)裂、起殼處的修理（0.5m2以上）：切割空鼓、開(kāi)裂、起殼處周圍，清除原來(lái)的砂漿層，清除基層表面浮灰，涂刷或批嵌界面劑，再用黏合劑（添加劑）加入水泥砂漿分層修補(bǔ)（每次不超過(guò)1.2cm），抹至表面平整（稍凹）。

（3）砂漿層空鼓（表面不開(kāi)裂）采用環(huán)氧樹(shù)脂加不銹鋼螺栓進(jìn)行加固。用比不銹鋼螺栓直徑大2mm的鉆頭打孔，深度超過(guò)不銹鋼螺栓20mm，吹除灰塵，壓注環(huán)氧樹(shù)脂(每處錨固點(diǎn)擴(kuò)散不小于10cm2)，然后錨固不銹鋼螺栓。

（4）在外墻面重新噴涂仿真石涂漆。

3 房屋外墻飾面層的建筑構(gòu)造檢測(cè)

因房屋外墻歷經(jīng)多次修繕，其組成較為復(fù)雜，為給后續(xù)紅外熱像法檢測(cè)外墻空鼓提供更為充分的判斷依據(jù)，特對(duì)外墻建筑構(gòu)造進(jìn)行檢測(cè)。現(xiàn)場(chǎng)對(duì)飾面層進(jìn)行取芯，并對(duì)面層組成材料進(jìn)行判斷。外墻飾面層取芯抽樣檢測(cè)的位置分別選取在外墻底部和中部，取芯檢測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)飾面層厚度不一，外墻底部因建筑效果和歷次修繕的結(jié)果，飾面層厚度達(dá)70mm左右，中部飾面層厚度為30mm左右。外墻裝飾材料從外到里依次為真石漆層、仿大理石層、三合一層、混合砂漿層（圖1）。

圖1 外墻飾面材料組成圖

委托專業(yè)機(jī)構(gòu)采用立體顯微鏡對(duì)外墻底部測(cè)點(diǎn)的裝飾材料進(jìn)行觀察和實(shí)驗(yàn)室材料檢測(cè)分析。通過(guò)Zeiss（Stemi-2000-C）立體顯微鏡觀察并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析：①第一層表面已被少量灰塵、油脂覆蓋，使其顏色較原來(lái)稍微暗淡，通過(guò)常規(guī)的清洗、清潔方法即可恢復(fù)原狀；②第二層在后期修補(bǔ)過(guò)程中，表面先刷有黃色涂料，后又刷上藍(lán)色涂料，部分裂縫采用硅膠修補(bǔ)；③第三層為三合一層，由石灰、水泥、砂子、稻草混合組成，初步判定為加補(bǔ)第二層之前的裝飾面層；④第四層為混合砂漿層，由石灰、水泥、砂子混合組成，初步判定為原找平層。外墻材料的詳細(xì)組成詳見(jiàn)表1，立體顯微鏡顯微照片詳見(jiàn)圖2~5。

4 房屋外墻飾面層空鼓的紅外檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)完損調(diào)查檢測(cè)表明，由于房屋外墻墻面多年未修，存在一定程度的損壞老化現(xiàn)象，損壞主要以空鼓和裂縫為主。

采用NEC TH9100型紅外熱像儀對(duì)受檢房屋東、南立面外墻飾面的空鼓狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)典型數(shù)碼照片和紅外檢測(cè)照片如圖6所示。結(jié)果表明，局部區(qū)域明顯出現(xiàn)溫度差異。為更清楚地表示溫度差異區(qū)域，特將紅外照片中溫度差異大于1℃的區(qū)域突出顯示，詳見(jiàn)圖6中紅外檢測(cè)照片。

選取部分紅外熱像顯示溫度異常部位，采用響鼓錘敲擊該處墻面，發(fā)現(xiàn)溫度異常部位存在空鼓現(xiàn)象。

由于本房屋外墻飾面層分層較多、組成較為復(fù)雜，故需確定空鼓主要發(fā)生在哪一層。

（1）調(diào)查房屋的修繕記錄。根據(jù)房屋的修繕記錄，在外墻飾面空鼓的處理中，1986～1989年改造時(shí)，采用100mm長(zhǎng)不銹鋼螺桿釘，對(duì)外墻飾面和墻體進(jìn)行固定；2000年又采用50mm的不銹鋼螺桿釘，對(duì)外墻飾面進(jìn)行固定。由此可以判斷，1986年的修繕將整個(gè)外墻飾面固定于外墻，起到了良好的作用；2000年修繕?biāo)玫?0mm的不銹鋼螺桿釘，主要將外墻飾面的外層固定在里層。

表1 外墻材料組成

圖2 四層結(jié)構(gòu)顯微圖片（放大65倍）

圖3 第一層細(xì)部結(jié)構(gòu)（放大65倍）

圖4 第一、二層之間的黃色與藍(lán)色涂料層

圖5 “三合一層”顯微圖片

圖6 典型外墻空鼓紅外檢測(cè)照片(紅外照片中的深色區(qū)域?yàn)榭展膮^(qū)域)

（2）采用立體顯微鏡觀察第二層，發(fā)現(xiàn)部分裂縫采用硅膠修補(bǔ)。依據(jù)修繕資料，初步判斷空鼓部位可能主要發(fā)生在外墻第二層仿大理石層與第三層三合一砂漿層之間。

（3）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)空鼓部位的取芯檢測(cè)結(jié)果，空鼓部位確實(shí)主要存在于外墻第二層仿大理石層與第三層三合一砂漿層之間。根據(jù)取芯和人工敲擊驗(yàn)證，基于紅外熱像檢測(cè)結(jié)果，外墻飾面空鼓率約為6%。

5 結(jié)語(yǔ)

歷史建筑外墻飾面材料組成往往較為復(fù)雜，在采用紅外熱像法檢測(cè)的同時(shí)，最好先對(duì)飾面材料的組成進(jìn)行檢測(cè)分析，并采用局部敲擊進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)于由多層材料組成的飾面層，應(yīng)結(jié)合歷史修繕資料，進(jìn)一步局部開(kāi)鑿檢查空鼓發(fā)生的界面位置。

Application of Infrared Thermography in the Hollowing Detection of Exterior W all Materials

The experiment is operated on the basis of decorative materials applied to exterior finish wall of historical buildings, and its result is verified by integrating the approaches of infrared thermography and field chiseling. With the project cases, the paper analyzes the hollowing of exterior f nish wall of historical buildings to provide a reference for similar projects in future.

the approach of infrared thermography, historical buildings,the exterior f nish wall, detection

2016-04-19）

張?zhí)丶{，工學(xué)碩士，上海世博土地控股有限公司工程師。