對建築防水中“水”的思考

2016-12-19 11:33:24 cy 319

       水對建築物的有害作用一般歸納為重力作用、毛細作用、滲透作用(含侵蝕與衝刷作用)、動能和氣壓差。它們以共同作用或單獨作用,使水產生流動或移動,並對建築物造成損害。控製這些作用力,遠比試圖阻止它們來得更為有效。水的侵入是一個動態的、不斷變化的複雜過程。足夠的水分、水中侵入性物質和環境溫度,是防水工程設計中必須考慮的三大因素。而阻止水的侵入,防止水的滲漏,是建築防水工程在合理使用年限內應具備的基本功能。

  自然界的物質在一定壓力下都是透水的,常見的多孔性混凝土材料更是如此。特別是地下工程埋得越深,地下水位越高,滲透壓力就越大。地下工程的滲漏水在大多數情況下,是由滲透作用引起的。另外,水能溶解大部分物質,而地下水又是一種相當複雜的溶液。當酸、鹽及有害氣體含量超過一定含量時,地下水就會侵蝕以至損壞地下結構。

  滴水穿石堪比子彈。“隻要我們對整個建築物,從基礎、地下室、牆身直至屋頂構造進行仔細分析,就不難發現,在任何情況下,各種狀態的水都是造成建築物各部位滲漏或損壞的重要因素。”(葉琳昌.《防水工手冊·第三版》.中國建築工業出版社,2005:01)如果我們進一步追蹤又會發現,水在自然界乃至房屋建造與使用過程中造成的破壞變幻莫測,觸目驚心。

  在一般建築的屋頂,常見的伸縮縫、天溝及雨水口、高低跨連接處的滲漏也是水的“傑作”:因為在“熱脹冷縮”和“濕漲幹縮”的反複作用下,由“溫度—收縮”應力引發的間隙或開裂(初始時肉眼不易發現),使水乘虛而入造成的。在研究這類質量問題時,既要看到隨著時間的變化,各種材料由量變到質變發生的“老化”現象(外因),但更多的卻是這些容易滲漏的部位,長期存在的設防標準偏低,構造設計不當(如排水坡度太小、密封不嚴、沒有考慮暴雨時瞬間如何排水等)和施工粗糙等人為因素(內因)。

  各種形態的水在一定條件下都會互相轉化。上世紀60年代開始研究的排汽屋麵,是針對屋麵中的多餘水分,在屋麵高溫作用下產生的蒸氣分壓力,導致卷材防水層起鼓、開裂、滲漏而提出的(圖1),其形成的過程與“水加熱由液態變為氣態” 的情景十分相似。

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圖1 因保溫層內含有大量水分引發防水層起鼓、開裂和滲漏

      “天之語,物之道”,它與2000多年前漢瓦屋麵結構“上下通氣”的理念是一脈相承的。排汽屋麵“主動地吸取天地之道”,正確處理了天(風雨寒暑等各種自然現象)、地(屋麵施工中多餘水分如何汽化與逸出)、人(居住功能)三者之間的平衡關係,從而使許多複雜的技術難題,簡化為“道法自然”的科學構造;並最終達到人與天地融合、和諧共處的做法,也可視為構造防水與材料防水相結合的典範。另外,排汽屋麵構造(圖2)自1983年列入國家規範以來,不僅有力地抑製了卷材防水層起鼓、開裂和滲漏等質量通病,而且還延長了屋麵工程的使用年限,其取得的技術經濟效益和社會效益十分明顯。今後,不管建築與防水材料如何變化,但排汽屋麵的科學構造(含配套的多層卷材革新鋪貼工藝)以及道法自然的理念,都是值得借鑒的。

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圖2 “排汽屋麵”構造

       注:排汽屋麵主要用於設置保溫層的防水構造,此時找平層應設置分格縫可兼做排汽道,間距宜為6m,每36平方米設置一個排氣孔

  水的多變性質決定了防水技術也要多變。例如在地下工程中,確保大體積防水混凝土施工質量至關重要。若夏季氣候炎熱,則在大體積防水混凝土施工中,宜采用冰水拌製混凝土和低溫蓄水養護技術,使施工初期達到減少水泥水化熱,降低混凝土結構內外溫差值的效果。而在冬季嚴寒,則宜用熱水攪拌混凝土,防止初期混凝土結冰,同時輔以蓄熱法養護(鋪蓋草袋保溫),確保混凝土在養護期間不遭凍結,使強度獲得正常增長。需要解釋的是,上述兩種施工技術,始終圍繞混凝土在初始養護時,處於“低正溫”這一符合混凝土強度發展規律的狀態。因為從大量研究和實驗證明,在相同混凝土配合比和施工條件下,低正溫養護可確保混凝土收縮量最小和獲得最大的後期強度值。

  另外,水還有多種利用價值:由於混凝土是一種水硬性材料,在初期養護階段,離不開水的嗬護;而剛性蓄水屋麵既有抑製混凝土開裂,又有良好的隔熱性能,在南方不少地區仍有應用價值,深受用戶歡迎(圖3)。作為一種施工手段,人工結冰在不少地下深坑建築施工中應用,具有獨特優勢,也可取得良好的技術經濟效果。近年來我們還注意到,長期潛伏在混凝土毛細管內的濕氣(水分)與遊離氧化鈣,為一些滲透型防水材料在混凝土中產生“結晶”反應提供了方便,從而達到填塞毛細孔道、提高混凝土密實性和抗滲性效果。

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圖3 具有多種功能(含養殖)的蓄水屋麵在南方受到青睞

  水是無孔不入的,水還是一位稱職的檢驗師:“人發現不了的滲漏問題,水能發現;人可以糊弄人,但人糊弄不了水,水更不會糊弄人。” 大巧若拙,如果我們利用水的特點,根據工程具體情況,事先對一些容易滲漏的細部構造或關鍵節點進行蓄水試驗,根據試驗中發現的新情況、新問題,製定整治措施,就能把事故隱患消滅在萌芽之中。



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