房屋建筑混凝土結構耐久性與防水功能一體化研究

王娟

【摘要】在長期的社會發展過程中，各種新型的防水材料也不斷的問世，進行房屋建筑時，要建立一個可靠有效的防水屏障，已經逐漸發展成了人們的共識。然而這兩個有著密切關系的分項工程，因學科與專業的不同，在研究方向、標準制定與工程作業方法上，卻存在諸多矛盾的地方。本文就針對房屋建筑混凝土結構耐久性與防水功能一體化進行簡單的分析與研究，以供參考。

【關鍵詞】房屋建筑；混凝土結構；一體化

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

一、目前房屋建筑混凝土結構所面臨的問題

就針對于實際的房屋建筑來說，混凝土出現裂縫（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。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，可穿過任何肉眼可見的裂縫。所以從理論上講，任何鋼筋混凝土結構工程都要對裂縫進行防治，這也是防水工程的基本要求。當混凝土發生開裂時，各種不同形態的水就會乘虛而入，隨之鋼筋發生銹蝕、膨脹、造成混凝土剝離與加速老化現象。當遇到突發荷載時（如結構超載、火災、地震等），房屋（含建筑物或構筑物，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量問題和引發的交通安全事故也值得關注。從我國長期以來建設工程實踐得知，房屋的使用年限與防水工程設防標準及工程質量有對應關系。而房屋滲漏及使用年限的縮短，又與防水材料和主體結構的“結合”條件有關：如一些新型防水材料雖然性能優異，但因不能適應主體結構各種荷載、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廢，并造成資源的極大浪費，這與當前“節能減排”的基本國策背道而馳。

二、房屋建筑混凝土結構耐久性與防水功能一體化策略

（一）“內膜防水”

在大部分的地下建筑工程當中，普通的混凝土結構自身原本就是布局防水性的，這也是因為，在大部分的混凝土中充滿著相互連通的毛細管空隙網絡，具有透氣性，同時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生裂縫的缺陷。實踐證明，水對混凝土的侵蝕是幾十年來地下工程不斷滲漏的元兇，同時也是造成混凝土結構劣化、損壞，進而影響到地下工程使用年限的主要原因。保護混凝土免遭水的侵蝕，傳統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，導致防水失效。據國外有關文獻報道：“抵御水對混凝土侵蝕的另一種方法是，在混凝土結構內部設置”，“內膜防水屏障”，對這一方法的探索與工程實踐已有20多年的歷史。其核心技術是，通過選擇可降低混凝土滲透性的外加劑，在混凝土本體內部創建承受高靜水壓力的阻水機制，形成“內膜防水屏障”。建立“內膜防水屏障”關鍵在于結合工程和所處環境條件，選用符合要求的外加劑和相應的滲透結晶工藝，這與晶體結構在混凝土中的發育過程以及形成防水屏障的質量有關[1]。“內膜防水屏障”體系具有多樣性，既可選擇滲透結晶型無機材料，也可使用具有液態的改性瀝青有機材料，以及其它多種材料。

（二）“外膜防水”

現階段，“外膜防水”依然是防水工程所運用的一項重要手段。根據混凝土結構耐久性與防水功能一體化研究的思路，在防水工程設計、選材、施工和使用的全壽命周期內，減少對天然資源消耗和減輕對生態環境的影響，并應做到“節能、減排、安全、便利、耐久（即延長防水使用年限）以及保護主體結構”的要求。例如在屋面工程中，“正置式”是經典，但不符合熱傳導原理，外暴露的防水材料容易破損和老化，使用時間較短，相對維修簡單也算優點。“倒置式”屋面（包括目前倡導的種植屋面）功能較好，使用時間長；但對相關材料和施工質量有嚴格要求，一旦滲漏，維修困難，且代價較高。隨著輕質、高強、導熱系數低的新型保溫材料的問世，以及防水施工工藝的改進，擴大“倒置式”屋面的應用，符合綠色建筑的要求[2]。而地下防水工程則強調全封閉迎水面防水，但因防水材料與基面粘結不良，造成剝離、脫落和竄水現象屢見不鮮，加之細部構造設計不周、密封不嚴以及地基不均勻沉降等，不僅影響建筑物使用功能，進而危及主體結構安全。為此列出以下幾項重點研究課題，可供參考：（1）不同候區“倒置式”屋面構造優化與技術經濟評價；（2）針對不同候區、不同環境和工況條件下，各類屋面及地下工程細部構造（含變形縫）的防滲漏技術研究（數字化模型實驗）；（3）不同柔性防水材料相容性以及與混凝土結構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”防水技術的研究；（5）南方地下工程實施“全封閉”外防水成套技術和抗腐蝕、耐久性研究；（6）山區巖石地基中地下結構與防水采用滑動層構造的研究。

結語：

總而言之，就針對于房屋建筑來說，“結構是本，防水是表”，只有把兩者合二為一，融為一體，才能構筑可靠持久的防水屏障，這是從大量工程實踐中得出的結論。對于跨學科多專業的建筑防水工程而言，更要求釆取“產學研”聯合方式和市場經濟手段攻關解決。只有在科學實驗中不斷探索，在工程實踐中不斷完善，相互兼容，通過比較，才能取得更多的創新成果，從而促進我國建筑防水技術不斷進步和發展，這是值得期待的。

參考文獻：

[1]張勇.混凝土結構耐久性與防水系統的選擇[J].中國建筑防水，2013，17：1-5.

[2]張小冬，黃瑩，趙霄龍，冷發光.混凝土結構加固與防護材料現狀和展望[J].建筑科學，2013，11：120-125.