房屋建筑混凝土结构耐久性与防水功能一体化研究

王娟

【摘要】在长期的社会发展过程中，各种新型的防水材料也不断的问世，进行房屋建筑时，要建立一个可靠有效的防水屏障，已经逐渐发展成了人们的共识。然而这两个有着密切关系的分项工程，因学科与专业的不同，在研究方向、标准制定与工程作业方法上，却存在诸多矛盾的地方。本文就针对房屋建筑混凝土结构耐久性与防水功能一体化进行简单的分析与研究，以供参考。

【关键词】房屋建筑；混凝土结构；一体化

在土木工程界，混凝土结构裂缝始终是其最为关心与重视的研究课题。现阶段，由于普遍使用早强、高强商品混凝土，因此混凝土结构的开裂越来越普遍，其危害程度不容低估。另外，城市环境污染日甚，气体、雨水中的侵蚀性介质均会加速钢筋的锈蚀，破坏混凝土内部结构，使混凝土开裂时间提早，如不采取有效防范措施，势必影响结构的耐久性。

一、目前房屋建筑混凝土结构所面临的问题

就针对于实际的房屋建筑来说，混凝土出现裂缝（指宽度在0.2～0.3mm以下的无害裂缝）是不可避免的，并可视为可以接受的事实。由混凝土裂缝引起的各种不利后果中，渗漏水占60%。从物理概念上说，水分子的直径约0.3μm时，可穿过任何肉眼可见的裂缝。所以从理论上讲，任何钢筋混凝土结构工程都要对裂缝进行防治，这也是防水工程的基本要求。当混凝土发生开裂时，各种不同形态的水就会乘虚而入，随之钢筋发生锈蚀、膨胀、造成混凝土剥离与加速老化现象。当遇到突发荷载时（如结构超载、火灾、地震等），房屋（含建筑物或构筑物，下同）的坍塌就会“不期而遇”长期处于露天、江河湖海等容易引起腐蚀的交通工程，如年久失修引发垮塌事故造成人员伤亡等案例不胜枚举。近年来一些新建大桥的质量问题和引发的交通安全事故也值得关注。从我国长期以来建设工程实践得知，房屋的使用年限与防水工程设防标准及工程质量有对应关系。而房屋渗漏及使用年限的缩短，又与防水材料和主体结构的“结合”条件有关：如一些新型防水材料虽然性能优异，但因不能适应主体结构各种荷载、温度收缩变形和地基不均匀沉降的影响，过早丧失防水功能而提前报废，并造成资源的极大浪费，这与当前“节能减排”的基本国策背道而驰。

二、房屋建筑混凝土结构耐久性与防水功能一体化策略

（一）“内膜防水”

在大部分的地下建筑工程当中，普通的混凝土结构自身原本就是布局防水性的，这也是因为，在大部分的混凝土中充满着相互连通的毛细管空隙网络，具有透气性，同时也可让水分渗透穿过；甚至，高性能混凝土也不能避免多孔性这一特征和产生裂缝的缺陷。实践证明，水对混凝土的侵蚀是几十年来地下工程不断渗漏的元凶，同时也是造成混凝土结构劣化、损坏，进而影响到地下工程使用年限的主要原因。保护混凝土免遭水的侵蚀，传统做法是用薄膜防水层隔离，可称为“外膜防水屏障”，即在混凝土表面涂刷液态防水涂料或粘贴柔性防水卷材。这种方法的弊病是防水材料仅仅附着于混凝土表面，很容易遭到穿刺和剥离，导致防水失效。据国外有关文献报道：“抵御水对混凝土侵蚀的另一种方法是，在混凝土结构内部设置”，“内膜防水屏障”，对这一方法的探索与工程实践已有20多年的历史。其核心技术是，通过选择可降低混凝土渗透性的外加剂，在混凝土本体内部创建承受高静水压力的阻水机制，形成“内膜防水屏障”。建立“内膜防水屏障”关键在于结合工程和所处环境条件，选用符合要求的外加剂和相应的渗透结晶工艺，这与晶体结构在混凝土中的发育过程以及形成防水屏障的质量有关[1]。“内膜防水屏障”体系具有多样性，既可选择渗透结晶型无机材料，也可使用具有液态的改性沥青有机材料，以及其它多种材料。

（二）“外膜防水”

现阶段，“外膜防水”依然是防水工程所运用的一项重要手段。根据混凝土结构耐久性与防水功能一体化研究的思路，在防水工程设计、选材、施工和使用的全寿命周期内，减少对天然资源消耗和减轻对生态环境的影响，并应做到“节能、减排、安全、便利、耐久（即延长防水使用年限）以及保护主体结构”的要求。例如在屋面工程中，“正置式”是经典，但不符合热传导原理，外暴露的防水材料容易破损和老化，使用时间较短，相对维修简单也算优点。“倒置式”屋面（包括目前倡导的种植屋面）功能较好，使用时间长；但对相关材料和施工质量有严格要求，一旦渗漏，维修困难，且代价较高。随着轻质、高强、导热系数低的新型保温材料的问世，以及防水施工工艺的改进，扩大“倒置式”屋面的应用，符合绿色建筑的要求[2]。而地下防水工程则强调全封闭迎水面防水，但因防水材料与基面粘结不良，造成剥离、脱落和窜水现象屡见不鲜，加之细部构造设计不周、密封不严以及地基不均匀沉降等，不仅影响建筑物使用功能，进而危及主体结构安全。为此列出以下几项重點研究课题，可供参考：（1）不同候区“倒置式”屋面构造优化与技术经济评价；（2）针对不同候区、不同环境和工况条件下，各类屋面及地下工程细部构造（含变形缝）的防渗漏技术研究（数字化模型实验）；（3）不同柔性防水材料相容性以及与混凝土结构粘粘性和抗窜水性能研究；（4）南方地下工程（软土地基）“两墙合一”防水技术的研究；（5）南方地下工程实施“全封闭”外防水成套技术和抗腐蚀、耐久性研究；（6）山区岩石地基中地下结构与防水采用滑动层构造的研究。

结语：

总而言之，就针对于房屋建筑来说，“结构是本，防水是表”，只有把两者合二为一，融为一体，才能构筑可靠持久的防水屏障，这是从大量工程实践中得出的结论。对于跨学科多专业的建筑防水工程而言，更要求釆取“产学研”联合方式和市场经济手段攻关解决。只有在科学实验中不断探索，在工程实践中不断完善，相互兼容，通过比较，才能取得更多的创新成果，从而促进我国建筑防水技术不断进步和发展，这是值得期待的。

参考文献：

[1]张勇.混凝土结构耐久性与防水系统的选择[J].中国建筑防水，2013，17：1-5.

[2]张小冬，黄莹，赵霄龙，冷发光.混凝土结构加固与防护材料现状和展望[J].建筑科学，2013，11：120-125.