石材幕墻受結露水浸滲及預防措施

李六義

摘要：建筑的外裝飾大量采用干掛天然花崗巖，此類石材沙眼和裂隙比較豐富，吸水率較大，按規范要求外墻石材在出廠時都已做到六面防護處理，在表面形成避水層，可在實際應用中，經過處理的石材表面還會出現難以清除的水斑污染。文章闡述了如何從多角度預防外幕墻干掛石材遭遇結露水的浸滲，最大程度防止花崗巖石材面層水斑污染的出現。

關鍵詞：石材幕墻；結露水；浸滲；預防措施；吸水率；建筑外裝飾 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU521 文章編號：1009-2374（2017）06-0152-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.077

干掛石材幕墻以其獨特的自然、簡潔和莊重的風格與外形而備受推崇，它既能有效防止石材濕法施工引起的石材墻面空鼓、脫落等缺陷，又具有施工周期短、安裝精度高、裝飾效果好、提高抗震性能等優點，在建筑室外墻面的裝飾中得到了廣泛應用，因此防止幕墻石材面層污染成為干掛石材施工中的重要工作。

在已知幕墻石材面層污染中，處理難度最大的是水斑污染，如何預防在國內尚無行之有效的辦法。因此，我們對以往工程的外幕墻干掛石材存在的水斑污染問題進行了補充調查，找出問題所在，并總結了初步的解決思路。在后續外幕墻干掛石材施工中，做到全程監控，力爭從源頭杜絕此類問題。

1 結露水產生的原因

結露指物體表面溫度低于附近空氣露點溫度時表面出現冷凝水的現象。如溫室大棚、冷水管道、汽車玻璃，眼鏡等都會產生結露現象。結露現象在建筑中也很普遍，如某建設時間較長的建筑物頂棚上，能夠清晰地看到內部鋼結構龍骨的痕跡，原因是由于鋼結構龍骨與幕墻相接部分的結露程度與其他部分不同，灰塵吸附量不同，時間一長，侵蝕度也就不同了。

那么外幕墻干掛石材的結露水是怎樣產生的呢？以往工程在冬季更換已被水斑污染的石材時，拆除的石材背面呈現珠狀均勻附著的小水滴（排除雨雪及漏水影響）。隨后我們發現，此處外墻保溫層破損嚴重，且構造柱旁有一個直徑為80mm的孔洞，洞口熱風徐徐散出。經過分析，得出如下結論：幕墻石材與主體結構之間存在250～400mm的密封空腔，因墻體保溫層破損降低了熱阻，而且孔洞處熱空氣溢出，使得此處空腔溫度升高，石材背面即形成一個冷源對空腔內潮濕熱空氣進行冷卻，被冷卻的空氣溫度降低到一定值時，空氣中的水蒸氣達到飽和狀態，在石材背面開始形成結露，產生冷凝水。外幕墻結露水產生的時候絕大多數為氣溫由冷向暖的過渡期或室內外溫差較大的冬季。

假設此工程建筑室內計算溫度為，室外計算溫度為，空腔計算溫度為，空腔中水蒸氣含量為x時空氣的飽和溫度（即結露點溫度）為，當空腔溫度低于時便在石材背面產生結露現象，高于便不發生結露現象（見圖1）。然而越低，x越小。

以物理學角度來分析，表示空氣濕度的方式通常是相對濕度。所謂相對濕度，是在一定溫度下，空氣中含有水蒸氣的百分比（是用在一定溫度下的絕對濕度除以相應的飽和量值，用百分比表示）。通常，由于冬季幕墻石材空腔內密不通風，使腔內熱空氣產生的水蒸氣含量高于腔外，這也是石材背面產生結露現象的主要原因。所以我們得出一個新的結論，減少空腔內熱空氣很重要，最好先通過通風的方法減少熱空氣含量，再選用合適的保溫材料，從源頭盡可能地阻絕結露水的產生。

2 結露水造成的污染危害及原因

2.1 結露水產生的污染現象

石材幕墻的污染現象如圖2和圖3所示：

2.2 結露水污染產生的原因

幕墻石材多采用在側面開槽干掛施工工藝，搬運和安裝過程中，石材難免會有損壞現象，由此破壞了石材出廠時所做的專業避水防護。雖然在外幕墻石材大面積完工后，施工單位會在完成石材外表面上噴涂一層石材防護劑，但是由于絕大多數人對結露水的產生不了解或不重視，認為石材背面未裸露于戶外，不會受到風雨侵蝕，使得掛件開槽處和背面破損的部位未補刷防護劑。

工程交工后，在夏季不會出現水斑污染，但在北方干燥的冬季，因室內采暖時室內外出現較大溫差，石材背面會不斷形成結露水。結露水匯聚到一定程度，便順著石材背面滑落，越來越多的水珠積聚到掛件槽口和石材破損處，通過毛細管網般的石材內部，逐漸滲透至表面。表面的防護層阻擋了石材內部潮氣的揮發，潮氣長期積聚于石材內，在石材表面形成未干透狀的水斑，水斑天長日久會轉化為銹漬。此類銹漬為自然反應生成，因為石材內部的物質成分中含有鐵元素，這些鐵質礦物接觸空氣與結露水后被氧化而生成三氧化二鐵（鐵銹）。

不僅僅是整體美觀受到影響，結露水的產生對幕墻石材鋼結構安全的危害更不容忽視，主要有以下三點：（1）部分鍍鋅鋼骨架（槽鋼、方鋼和角鋼），鍍膜較薄部位長期遭遇結露水會產生銹蝕；（2）焊縫處由于焊接時的高溫破壞了原鍍鋅層，僅靠后刷防銹抵擋不住長期積聚的結露水的侵蝕；（3）掛件與螺絲這兩種不同金屬間因電位差不同，在結露水的媒介下會增強電化腐蝕。以上危害會造成幕墻結構松弛而降低干掛石材的抗震性和耐久性，甚至會導致石材脫落造成安全事故。

3 預防結露水浸滲的主要措施

3.1 保證外墻結構的密封

3.1.1 框架結構梁柱混凝土已成型穩定，而后砌填充墻的砌磚砂漿由于在凝固過程中自身收縮，凝結后與混凝土梁柱之間會出現縫隙。不僅如此，在外墻砌體施工結束后，外架連墻桿拉結點也留有許多孔洞。這些縫隙和孔洞增強了室內熱損耗，熱空氣通過孔隙傳遞至幕墻石材與結構外墻間的空腔中，成為結露水形成的主要源頭。因此在外墻保溫施工前，指派專人負責用水泥砂漿將磚墻與混凝土梁柱接觸的地方，在磚墻一側300mm寬處用水泥砂漿抹灰壓實壓光，以達到密封目的。當外架連墻桿拆除后，逐一分層檢查并密封原外架連墻桿孔洞，使室內熱空氣無法溢出影響空腔內空氣溫度（水泥砂漿封堵前見圖4，封堵后見圖5）。