南疆盐渍土地区砌体结构耐久性现状与防治

葛广华 王 成 黎 亮 姚明星



南疆盐渍土地区砌体结构耐久性现状与防治

葛广华 王 成 黎 亮 姚明星

实地调查发现，南疆地区砌体结构在使用过程中出现了严重的耐久性问题。本文立足南疆特殊的气候环境条件和材料性能，从风化、泛霜、水盐侵蚀、冻融破坏、碱骨料反应等方面揭示了该区域砌体结构耐久性现状；从设计、施工和管理与维护三个方面提出了预防措施，旨在为本地区砌体结构耐久性防治提供参考。

砌体结构所处的工作环境变化多样，不同地区的建筑环境条件差异很大，使得各地区的砌体结构耐久性损伤机理与程度不同，结构耐久性劣化形式亦有其地域性特点。若能根据各地区特有的地理、气候和环境条件，寻求合适的耐久性设计方法，做到因地制宜，对于确保砌体结构耐久性、延长其使用寿命具有重要的现实意义和经济效益。实地调查发现，在南疆极端荒漠性气候条件和盐渍土地区，部分砌体结构建筑物的耐久性已经达到或者即将达到极限状态，值得深入研究和关注。

砌体结构耐久性现状

实地调查发现，南疆地区砌体结构房屋耐久性损伤主要表现在以下几个方面，即砖砌体风化、泛霜、水盐侵蚀、冻融破坏和碱骨料反应等。

风化

根据我国的风化区划分表，新疆维吾尔自治区属于严重风化区。在所调查的砌体结构房屋中，服役年限仅为10年的砖砌体结构房屋就已经出现明显风化特征，而服役期在20年及以上的清水墙房屋中，风化现象更加严重，主要特征表现为块体粉化和表面酥松剥落，尤其在水盐侵蚀的条件下风化尤其厉害，有的深度甚至达到了40mm以上，墙体有效截面尺寸急剧减小，严重降低了构件的承载力，对建筑物的安全性造成了威胁。

泛霜

由于南疆地区的地下水矿化度相对比较高，平均矿化度达4021.7mg/L，最高达4385.2mg/L，使得块体在其原材料中就含有可溶性的盐类（主要以硫酸盐和氯化物盐为主）。在南疆极端干旱荒漠性气候条件下，随着砖内水分的蒸发或者在潮湿环境中，在砖砌体表面产生了盐析现象，通常为白色粉末。在砖表面形成絮团状斑点或片状白色结晶盐类，盐析结晶膨胀使得砖砌体表面产生粉化剥落，使砖和砂浆之间的粘结遭到破坏，有的甚至使砌体结构松散、强度下降，影响建筑物正常使用。

水盐侵蚀

水盐侵蚀是导致南疆地区砌体结构耐久性能降低的主要原因之一。调查发现，干湿交替区域是受水盐侵蚀最为明显、砌体结构损伤最严重的部位，常表现为块体表面酥松剥落，砖与砂浆之间的粘结力严重下降，砌体承载力降低。其破坏实质是因为环境水中的SO42-渗入到块体中和砂浆中水泥的水化产物发生化学反应，生成具有膨胀性的侵蚀产物，同时，在砌体内部产生内应力，当这种内应力超过砌体的抗拉强度时，就使砌体胀裂，发生破坏。

冻融破坏

南疆地区昼夜温差大（通常在12℃以上，最大可达35.8℃），在这种气候条件下，砌体材料很容易产生冻蚀破坏。尤其在地下水位较高的区域，砌体在冻融循环的作用下会引起内部或表面的冻蚀、损伤、胀裂，耐久性能下降。而且，水中所含的盐分还会加重结构材料的损伤程度。冻融引起的耐久性损伤通常是从砌体表面开始，首先抹灰层脱落，随后砌体出现麻点、起皮、酥碱和剥落等现象。随着冻融次数的增加，砌体酥碱、剥落深度不断加深，墙体厚度不断减小，砌体承载力逐渐降低。

碱骨料反应

在调查中发现，南疆地区砌体结构也存在因碱骨料反应而引起墙体开裂的现象。主要是由于材料中的碱与粗、细骨料中的活性硅发生碱硅反应，碱硅反应在块体和砂浆界面生成膨胀性产物致使砌体开裂。

提高砌体结构耐久性的防治对策

从以上分析来看，南疆地区既有砌体结构耐久性损伤是在单一或者多种因素共同作用下产生的，并表现出不同的特征。耐久性损伤不仅对建筑物的外观产生不良影响，而且还会降低砌体的承载力，影响结构可靠性。因此，要确保砌体结构房屋的安全使用，使其达到设计使用年限，满足各项功能要求，必须要从耐久性设计、施工和使用阶段的管理与维护三方面着手。

加强耐久性设计

优秀的设计对工程质量控制起着至关重要的作用。把好设计关是保证工程质量的首要环节，建设前期一定要严格设计审查，确保设计质量。设计人员要牢固树立设计工作贯穿于工程建设全过程的理念，并实时跟踪工程施工的进展情况。

同时，设计时一定要充分考虑当地气候环境因素对结构耐久性的影响，进一步明确设计使用年限，结合工程具体情况，采取相应的措施。比如，设计合理的排水坡度，防止建筑物周围积水。对热工性能不足部位采取加厚墙体或其他保温措施，消除内墙面和顶棚的“结露”和“挂霜”等现象。在外墙设计贴饰面砖，防止砌体风化、泛霜和水盐侵蚀等的破坏作用。设计采用新的产品、工艺和技术也可以有效提高砌体结构的耐久性，延长建筑物的使用寿命。

加强施工质量控制

工程开工前，甲方和管理机构应对投标施工单位资质进行严格审查，并确保招投标制度有效贯彻实施。在施工过程中，一定要坚持“严格把关与积极预防相结合，以预防为主”的方针。严把原材料质量关，从源头抓起，坚持跟踪检查、综合验收。同时，将工程建设监理制度贯彻落实到建设项目的前期阶段、勘察设计阶段、施工准备阶段、施工阶段和竣工验收阶段，如果发现问题，及时提出补救措施，为保证砌体结构耐久性，还应对重点部位的施工提出详细要求。

使用阶段的管理与维护

砌体结构建筑物的耐久性与其使用环境、性质和用途有直接的关系。建筑物投入使用后，定期检查、及时维修和维护可有效提高建筑物的耐久性。比如，对建筑物墙身上的盐类结晶物，可用钢丝刷子刷除，阻止其对墙体继续腐蚀。对屋面定期维护和维修，保证屋面排水系统正常工作，做到屋面不渗漏，也可以提高砌体结构建筑物的耐久性。

结束语

砌体结构的耐久性具有复杂性和多样性，在南疆地区特殊的地理气候环境条件下，该区域砌体结构建筑物耐久性现状不容乐观，应从加强耐久性设计、加强施工质量控制和提高使用阶段的管理与维护三方面着手，才能有效提高砌体结构耐久性。

葛广华1王 成1黎 亮1姚明星2

1.塔里木大学水利与建筑工程学院；2.第一师阿拉尔市建筑材料检测中心

葛广华（1980-）女，讲师，主要从事土木工程专业的教学和科研工作；通讯作者简介：王成（1978-）男，副教授，主要从事土木工程专业的教学和科研工作。

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.11.019

塔里木大学校长基金项目（TDZKSSZD201306）；塔里木大学校长基金重大培育项目（TDZKPY201401）