王馨聆 魏锡雅 吴 凯 田云云
(宁夏大学土木与水利工程学院,宁夏 银川 750021)
我国盐渍土分布十分广泛,无论是东部沿海地区,还是西北干旱地区都分布有大面积的盐渍土。仅新疆、青海、甘肃、宁夏和内蒙古等西北干旱区的盐渍区占全国盐渍区总面积的1/2以上。盐渍土是指含有大量盐离子的盐渍化土壤,这些土壤中所含的盐离子会造成建筑物或构筑物不同程度的腐蚀和破坏,从而导致服役寿命缩短等工程结构耐久性问题[1-3]。为了处理工程耐久性问题,世界各国每年都需要投入大量资金。但由于盐渍土种类众多且成因各异,受腐蚀工程结构的耐久性问题十分复杂,以及工程建设新问题和新需求的提出,所取得的成果无论从理论还是实际应用方面始终不能完全满足混凝土结构工程建设的要求。
为了研究宁夏盐渍区村镇建筑耐久性问题,通过现场调研,较为系统全面地掌握了当地村镇建筑服役现状,探讨了盐渍环境中村镇房屋的耐久性问题治理方法与措施,为改善宁夏盐渍区村镇建筑服役性能提供参考。
盐渍土主要是由于土壤中可溶性盐分通过毛细现象不断向土壤地表聚集所形成的。通常情况下,地下水越浅,蒸发作用越强,越容易引起土壤盐渍化。水分蒸发过程中土壤中可溶性盐分也随之向上运动,在降雨与蒸发的反复作用下最终由土壤迁移至建筑物中并形成腐蚀破坏。宁夏地处我国西北干旱半干旱地区,年降雨量在300 mm左右,蒸发量却在1 000 mm以上,土壤蒸发量远大于降水量,而这正是宁夏盐渍区形成的主要原因。
盐渍土集中分布在地表至地面下1.5 m的范围内,个别可达4 m,而土壤中盐分则多集中在近地表处,向深部逐渐减小。宁夏村镇建筑大多为一层或低层砌体建筑,由于高度普遍较低,此类村镇建筑物中盐分富集并析出形成盐渍的现象十分普遍,如图1所示。
如图1所示砌体结构承重墙上分布有面积较大的盐渍,且盐渍向上迁移了一定高度;另外,盐渍对建材的腐蚀性不仅导致承重墙体中部分砖块破损掉渣,还引起墙体粉刷层严重脱落。然而,两座民宅均为近十年内所建造,由此可见盐渍腐蚀对当地建筑物破坏的严重程度。
对于农村低层建筑而言,墙体除了有围护和功能分隔作用外,还是主要的承重构件,用于传递外部荷载作用,所以,墙体性能的好坏直接关系到建筑的安全与否。从图2可以看出,盐渍腐蚀已使得部分墙体的砖块剥离、断裂;砖块掉渣剥离必然造成墙体承压面积减小和承载力下降,还将导致结构安全性降低。
针对盐渍腐蚀引起的建筑结构耐久性问题,国内外学者做了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果[4-6],但盐渍腐蚀防治方法必须与宁夏村镇建设条件相结合,才能具有更好的适用性。分析可知盐渍之所以能够对建筑结构造成破坏,其主要原因在于盐渍的不断向上迁移,因此,阻断盐渍迁移路径是防止盐渍腐蚀行之有效的解决办法。
1)阻断盐渍从土壤向结构迁移的路径:土壤的空隙为含盐水分毛细作用提供了基础条件,对此,既可以通过提高地基密实度,降低土壤孔隙率,有效破坏地基土原有毛细结构的方法阻隔含盐水分上移;还可以通过置换低含盐率的粗颗粒土层、或碎石类垫层和砂石类垫层的方法,阻隔毛细水上升。
2)对于渗透性较好的盐渍土,还可以利用浸水处理的方法降低拟建建筑附近土体的盐分含量,从而实现建筑物在较长服役期内含盐维持在较低水平。此外,还需注意施工过程中由于含盐水分疏导不利,所引起的盐分聚集问题。
注:指导教师:包超,讲师,主要研究结构减震控制;杨秋宁,教授,主要研究桥梁移动疲劳性能。