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摘要:外墙雨水渗漏一直以来都得不到很好的治理,是建筑工程的质量通病之一,不但会影响房屋的使用功能,还严重影响建筑物的外观。本文就建筑外墙雨水渗漏现象进行了详细分析,并结合外墙抗渗性能试验,介绍了相关的建筑外墙雨水渗漏的治理办法,为治理好建筑外墙雨水渗漏问题提供参考。
关键词:建筑外墙;雨水渗漏;抗渗试验;治理
近些年来,随着人们生活质量的逐步提高,相应的对房屋建筑的要求也日益提高。外墙雨水渗漏是建筑工程中的质量通病之一,特别是在南方多雨潮湿的环境下,这个问题更显突出。严重时会影响人们的正常生产和生活,给人们造成财产损失和精神负担。可以说外墙渗水不但会影响房屋的使用功能,还严重影响建筑物的外观,同时维修上极其困难。因此,必须高度重视,采取一定的措施治理好建筑外墙雨水渗漏。
1 外墙雨水渗漏现象分析
对应于不同的外墙材料、墙体构造和施工工艺,外墙渗漏具有不同的表现形式。雨水渗漏的墙面大多发生在该地区主导风向方位,具备一定的取向性,但也有非取向性渗漏情况存在。我们在对外墙疑难渗漏问题治理实践的基础上,结合墙体孔隙含水率检测技术分析,总结出了墙面渗漏表现形式的规律,为了解墙体渗漏产生原因,进一步确定有效防治措施提供了一定的依据。外墙渗漏表现形式与特征大致可归纳为以下几种:
1.1 取向性墙面显性渗漏
a.显性渗水现象,一般可分为两种。一种为收敛型渗水,雨后数小时外墙内侧墙面局部出现明显湿斑,湿斑在雨后24h内能够逐步自行消退;另一种为扩散型渗水,在雨后24h甚至更长时间湿斑不断扩大。收敛型渗漏往往是雨水通过外墙面细微缺陷,因毛细渗透而形成的局部渗水。
b.显性漏水现象,也分为两种。一种为贮蓄型漏水,往往在雨后发生连续性滴水,流量小,持续时间长,甚至超过24h。另一种为过水型漏水,几乎与下雨时间保持同步,大量连续淌水,一般持续时间较短。发生贮蓄型漏水,往往在墙体漏水部位周围有相当大的蓄水空间或较大面积的高吸水物质存在,如靠顶层住宅屋面保温层内部蓄水、多孔砌体空腔蓄水、雨阳篷和走道倒坡蓄水,甚至门窗框型材腹腔和节点空腔蓄水。
1.2 取向性墙面隐性渗漏
a.隐性渗水,一般在墙体表面无明显湿斑,只有通过孔隙含水率测定才能发现。在墙面采用非透气性壁纸、涂料涂层过厚或护墙板装潢封闭墙面的情况下,墙面局部出现起鼓、脱皮、霉变后此类渗漏才被用户发现。该渗漏类型出现比例较高,一般发生在高吸水率墙体材料外墙中,如粘土砖、粉煤灰加气砌块、灰砂砖构成的墙体中。
b.隐性漏水,与隐性渗水一样,在墙体表面无明显湿斑,只有通过孔隙含水率测定才能发现。发生此类渗漏,平时墙面干燥,在房屋装修前被发现的概率不大,在装修后一般短期内也不容易被发现。渗漏初期阶段,一般只发现局部地板拱起,并慢慢翘曲、变形,到了后期阶段直至有地板变色、变质时此类渗漏才被发现。这种情况大多发生在由多孔砌体材料构成的外墙中,雨水通过砌体孔洞积存在踢脚板或墙根部位,慢慢流向地坪。
1.3 非取向性墙面渗水
a.墙面基础渗水。大多发生在基础防水较差的底层粘土砖墙面,雨季时能在墙面高度方向测出湿度变化;也发生在内外墙中,与主导风向方位无关。此类渗漏在地势较低、基础处理不当的底层建筑中经常发生,导致墙面装潢长期霉变受损和地板翘曲变质等后果,不及时处理将对居住环境卫生有严重影响。
b.墙面定向霉变。大多发生在多层或高层混凝土结构建筑中,各个方位外墙中均有可能发生,各层情况基本一致。一般墙面霉变在混凝土剪力墙、梁、柱结构部位较严重,甚至与填充墙之间形成明显的霉变界线。
2 外墙雨水渗透动力特性分析
外墙雨水渗透动力由风压形成的水头压力和毛细渗透动力两部分组成。
外墙渗漏具有明显的取向性,大多发生在主导风向方位的外墙面,风压成为雨水渗透的主要动力之一。由风压形成的外墙雨水渗透动力,可以根据该地区最大风压计算得到。我国沿海地区建筑结构设计规范中,按最大风速折算的风压参数在500~700之间,可折合为50~70mm水头压力。
我们曾对某教学楼的过道内墙粘土砖墙面的渗漏情况进行过实地考察。该大楼基础防水失效,一、二层因地下水毛细渗透使墙面粉刷反复脱落,最后采用聚合物水泥封闭后表面用油漆装饰,结果使三层楼墙面湿度上升,导致一、二层连带三层的墙面装潢发生不同程度的起皮和脱落。从此案例中可以看出,粘土砖墙在一定条件下,毛细渗透作用可高达1个层面,在7~9m范围内,折合水头为7000~90000mm。这与水的毛细渗透理论相吻合。因为根据液体的毛细渗透动力公式计算,水的毛细渗透动力可相当于14m的水头压力。
通过比较可见,外墙雨水风压动力和毛细渗透动力相差悬殊。对照墙面各种渗漏状态发生比例也可以断定,毛细渗透是墙面雨水渗透最主要的动力。
分析外墙雨水渗透的过程可知,风压是外墙雨水渗透的初始动力,在风载作用下,雨水被推向墙面,形成连续的雨水幕帘。建筑高度越高,墙面形成雨水幕帘的连续程度越高,对墙面的连续毛细渗透时间也越长。当墙面存在结构性裂缝、孔洞时,在风压形成空气流动的条件下,才有可能发生在风压力推动下的雨水连续渗漏,而这种情况极为少见。下雨时在风向不定的情况下,各方位的外墙受到雨水渗透的作用几乎相同。
3 外墙抗渗性能试验分析
3.1 基准抗渗试验
在1500mm×3000mm的模拟外墙雨水渗透平台(立面)上,分别对粘土砖、混凝土小型空心砌块、砂加气砌块1种材料进行模拟外墙雨水渗透试验。试验基准材料厚度相同,迎水面采用1:3基准砂浆刮糙打底,平均厚度15mm;然后用114混合砂浆粉刷,平均厚度10mm;背水面采用116混合砂浆粉刷,平均厚度15mm。连续长时间喷淋,控制流量,在试件表面形成连续均匀流动水幕。采用TJ200墙体孔隙含水率测定仪进行墙面(背水面)湿度变化观察。通过上述基准抗渗试验测得的背水墙面孔隙含水率结果见图1。 3.2 外墙抗渗基本原理
地面建筑外墙与地下建筑外围护的水渗透特征不同,前者属于非饱和水渗透状态,渗透动力类型和大小与后者完全不同。地下建筑防水是以堵塞毛细孔、抵抗水头压力为目的的防水,根据达西流量模式,在压力一定的条件下,毛细孔越小,水渗透量越少。但在非饱和水渗透条件下,毛细孔径越小,毛细渗透力则越大,因此在外墙建筑中水渗透特征不能简单以Darcy流量模式进行解释,当毛细孔处于完全饱和状态条件下,毛细渗透力等于零。要削弱或消除外墙雨水渗透动力,可采取两方面措施,一是扩大材料的毛细孔半径(如在上述试验中,砂加气砌块外墙具有较小的毛细渗透动力);二是改变材料的毛细接触角。前者在施工中难以实现,而后者可通过对墙体粉刷材料的改性来实现,比较经济和容易。
4 外墙雨水渗漏的治理
为了检验上述研究成果在外墙防渗漏工程中应用的可行性、可靠性和经济性,我们进行了一些试点工程。
4.1 外墙防渗漏技术在新建工程中的应用
新建工程的外墙防渗措施可以从以下两个方面考虑:
一是外墙局部构造防水设计。我们根据不同的墙体材料种类,专门设计了施工节点详图,并制定了工艺要求。对空心砌体、空心粘土砖、小型混凝土空心砌块等,墙根基础严格按3层以上实心粘土砖作基础,局部采用混凝土导墙。对于受风载较大、墙体容易开裂部位的空心砌体墙面,在墙体根部设置等压槽和等压孔是十分有效的。对于混凝土墙,拆模后应及时清除固定螺栓,然后采用1:3水泥砂浆刮糙3d后采用掺水泥质量2%~3%的Q1墙面抗渗剂的114混合砂浆粉刷,厚度10mm左右,脚手架位置留半径为150mm的粉刷槎口,然后进行其他工序。对于拆除脚手架后的外墙工艺孔处理,应分3道进行:孔壁周围头道采用抗渗砂浆打底后用砂浆砖块砌孔,内外表面均留30mm深度,后道处理;3d后,用1:3砂浆粉刷,厚度15mm;最后作内外粉刷,采用Q1抗渗混合砂浆粉平内外槎口。
二是外墙整体抗渗设计。外墙面采用1:3砂浆刮糙3d后,采用掺Q1墙面抗渗剂改性的114混合砂浆粉刷。东山墙粉刷,抗渗剂掺量为水泥质量的3%,其他墙面为2%。清水墙面采用内抗渗处理,即在室内粉刷掺水泥质量3%的抗渗剂的116混合砂浆。取消其他外墙防水涂料或助剂。
在某小区二期新建住宅工程外墙中应用,与未采用上述设计的一期相比,效果显著,未发生一起外墙渗漏事故。由于墙面抗渗性能提高,墙体湿度控制稳定,由干湿循环引起的干缩湿胀现象也得到控制,墙体收缩裂缝明显减少。
新建工程外墙采用上述防水设计方案,材料成本增加有限。以Q1抗渗剂改性砂浆为例,10mm厚度粉刷砂浆每m2增加成本3元左右。
4.2 外墙防渗漏研究成果在墙面疑难渗漏治理中的应用
治理外墙长期渗漏、霉变的墙面,基本步骤为:首先根据渗漏表现形式,确定处理方法,必要时进行墙体孔隙含水率的测定与分析。对存在墙体缺陷、孔洞、裂缝的部位,采用适合非饱和水渗透条件下使用的墙面注浆材料进行注浆。对于空心砌体材料墙面,面积不大的采用注浆处理,大面积墙面则采用墙根设置等压孔方法处理。裂缝处理,先开槽,然后用嵌缝膏嵌缝。最后根据不同情况进行外墙整体抗渗处理。但应注意,装修时必须恢复墙面的透气性,不得采用护墙板、塑料壁纸及在墙面固定家具,否则将破坏墙体的透气性能。
上述墙面治理方案,先后在100多个墙面渗漏维修工程中应用,修复率达100%,一次成功率达98%。处理该类渗漏,材料成本较低,尽管涉及注浆、安全等措施费用较高,但一般单位和家庭是可以承受的。
5 结语
总之,造成外墙雨水渗漏的原因较多,因此,治理建筑外墙雨水渗漏不是一项简单的工程。但渗漏并不是不可避免的,实践证明,只要我们结合建筑外墙雨水渗透特征,采取合理的治理渗漏措施,选用合适的材料,外墙渗漏通病是完全可以得到有效治理的。
参考文献
[1] 马杰;姜凤军;孙浩.建筑外墙渗漏现象的产生原因与防治措施[J].华章,2012年第30期
[2] 贾宴宾.浅谈民用建筑外墙防雨水渗漏的防治措施[J].企业导报,2012年22期
关键词:建筑外墙;雨水渗漏;抗渗试验;治理
近些年来,随着人们生活质量的逐步提高,相应的对房屋建筑的要求也日益提高。外墙雨水渗漏是建筑工程中的质量通病之一,特别是在南方多雨潮湿的环境下,这个问题更显突出。严重时会影响人们的正常生产和生活,给人们造成财产损失和精神负担。可以说外墙渗水不但会影响房屋的使用功能,还严重影响建筑物的外观,同时维修上极其困难。因此,必须高度重视,采取一定的措施治理好建筑外墙雨水渗漏。
1 外墙雨水渗漏现象分析
对应于不同的外墙材料、墙体构造和施工工艺,外墙渗漏具有不同的表现形式。雨水渗漏的墙面大多发生在该地区主导风向方位,具备一定的取向性,但也有非取向性渗漏情况存在。我们在对外墙疑难渗漏问题治理实践的基础上,结合墙体孔隙含水率检测技术分析,总结出了墙面渗漏表现形式的规律,为了解墙体渗漏产生原因,进一步确定有效防治措施提供了一定的依据。外墙渗漏表现形式与特征大致可归纳为以下几种:
1.1 取向性墙面显性渗漏
a.显性渗水现象,一般可分为两种。一种为收敛型渗水,雨后数小时外墙内侧墙面局部出现明显湿斑,湿斑在雨后24h内能够逐步自行消退;另一种为扩散型渗水,在雨后24h甚至更长时间湿斑不断扩大。收敛型渗漏往往是雨水通过外墙面细微缺陷,因毛细渗透而形成的局部渗水。
b.显性漏水现象,也分为两种。一种为贮蓄型漏水,往往在雨后发生连续性滴水,流量小,持续时间长,甚至超过24h。另一种为过水型漏水,几乎与下雨时间保持同步,大量连续淌水,一般持续时间较短。发生贮蓄型漏水,往往在墙体漏水部位周围有相当大的蓄水空间或较大面积的高吸水物质存在,如靠顶层住宅屋面保温层内部蓄水、多孔砌体空腔蓄水、雨阳篷和走道倒坡蓄水,甚至门窗框型材腹腔和节点空腔蓄水。
1.2 取向性墙面隐性渗漏
a.隐性渗水,一般在墙体表面无明显湿斑,只有通过孔隙含水率测定才能发现。在墙面采用非透气性壁纸、涂料涂层过厚或护墙板装潢封闭墙面的情况下,墙面局部出现起鼓、脱皮、霉变后此类渗漏才被用户发现。该渗漏类型出现比例较高,一般发生在高吸水率墙体材料外墙中,如粘土砖、粉煤灰加气砌块、灰砂砖构成的墙体中。
b.隐性漏水,与隐性渗水一样,在墙体表面无明显湿斑,只有通过孔隙含水率测定才能发现。发生此类渗漏,平时墙面干燥,在房屋装修前被发现的概率不大,在装修后一般短期内也不容易被发现。渗漏初期阶段,一般只发现局部地板拱起,并慢慢翘曲、变形,到了后期阶段直至有地板变色、变质时此类渗漏才被发现。这种情况大多发生在由多孔砌体材料构成的外墙中,雨水通过砌体孔洞积存在踢脚板或墙根部位,慢慢流向地坪。
1.3 非取向性墙面渗水
a.墙面基础渗水。大多发生在基础防水较差的底层粘土砖墙面,雨季时能在墙面高度方向测出湿度变化;也发生在内外墙中,与主导风向方位无关。此类渗漏在地势较低、基础处理不当的底层建筑中经常发生,导致墙面装潢长期霉变受损和地板翘曲变质等后果,不及时处理将对居住环境卫生有严重影响。
b.墙面定向霉变。大多发生在多层或高层混凝土结构建筑中,各个方位外墙中均有可能发生,各层情况基本一致。一般墙面霉变在混凝土剪力墙、梁、柱结构部位较严重,甚至与填充墙之间形成明显的霉变界线。
2 外墙雨水渗透动力特性分析
外墙雨水渗透动力由风压形成的水头压力和毛细渗透动力两部分组成。
外墙渗漏具有明显的取向性,大多发生在主导风向方位的外墙面,风压成为雨水渗透的主要动力之一。由风压形成的外墙雨水渗透动力,可以根据该地区最大风压计算得到。我国沿海地区建筑结构设计规范中,按最大风速折算的风压参数在500~700之间,可折合为50~70mm水头压力。
我们曾对某教学楼的过道内墙粘土砖墙面的渗漏情况进行过实地考察。该大楼基础防水失效,一、二层因地下水毛细渗透使墙面粉刷反复脱落,最后采用聚合物水泥封闭后表面用油漆装饰,结果使三层楼墙面湿度上升,导致一、二层连带三层的墙面装潢发生不同程度的起皮和脱落。从此案例中可以看出,粘土砖墙在一定条件下,毛细渗透作用可高达1个层面,在7~9m范围内,折合水头为7000~90000mm。这与水的毛细渗透理论相吻合。因为根据液体的毛细渗透动力公式计算,水的毛细渗透动力可相当于14m的水头压力。
通过比较可见,外墙雨水风压动力和毛细渗透动力相差悬殊。对照墙面各种渗漏状态发生比例也可以断定,毛细渗透是墙面雨水渗透最主要的动力。
分析外墙雨水渗透的过程可知,风压是外墙雨水渗透的初始动力,在风载作用下,雨水被推向墙面,形成连续的雨水幕帘。建筑高度越高,墙面形成雨水幕帘的连续程度越高,对墙面的连续毛细渗透时间也越长。当墙面存在结构性裂缝、孔洞时,在风压形成空气流动的条件下,才有可能发生在风压力推动下的雨水连续渗漏,而这种情况极为少见。下雨时在风向不定的情况下,各方位的外墙受到雨水渗透的作用几乎相同。
3 外墙抗渗性能试验分析
3.1 基准抗渗试验
在1500mm×3000mm的模拟外墙雨水渗透平台(立面)上,分别对粘土砖、混凝土小型空心砌块、砂加气砌块1种材料进行模拟外墙雨水渗透试验。试验基准材料厚度相同,迎水面采用1:3基准砂浆刮糙打底,平均厚度15mm;然后用114混合砂浆粉刷,平均厚度10mm;背水面采用116混合砂浆粉刷,平均厚度15mm。连续长时间喷淋,控制流量,在试件表面形成连续均匀流动水幕。采用TJ200墙体孔隙含水率测定仪进行墙面(背水面)湿度变化观察。通过上述基准抗渗试验测得的背水墙面孔隙含水率结果见图1。 3.2 外墙抗渗基本原理
地面建筑外墙与地下建筑外围护的水渗透特征不同,前者属于非饱和水渗透状态,渗透动力类型和大小与后者完全不同。地下建筑防水是以堵塞毛细孔、抵抗水头压力为目的的防水,根据达西流量模式,在压力一定的条件下,毛细孔越小,水渗透量越少。但在非饱和水渗透条件下,毛细孔径越小,毛细渗透力则越大,因此在外墙建筑中水渗透特征不能简单以Darcy流量模式进行解释,当毛细孔处于完全饱和状态条件下,毛细渗透力等于零。要削弱或消除外墙雨水渗透动力,可采取两方面措施,一是扩大材料的毛细孔半径(如在上述试验中,砂加气砌块外墙具有较小的毛细渗透动力);二是改变材料的毛细接触角。前者在施工中难以实现,而后者可通过对墙体粉刷材料的改性来实现,比较经济和容易。
4 外墙雨水渗漏的治理
为了检验上述研究成果在外墙防渗漏工程中应用的可行性、可靠性和经济性,我们进行了一些试点工程。
4.1 外墙防渗漏技术在新建工程中的应用
新建工程的外墙防渗措施可以从以下两个方面考虑:
一是外墙局部构造防水设计。我们根据不同的墙体材料种类,专门设计了施工节点详图,并制定了工艺要求。对空心砌体、空心粘土砖、小型混凝土空心砌块等,墙根基础严格按3层以上实心粘土砖作基础,局部采用混凝土导墙。对于受风载较大、墙体容易开裂部位的空心砌体墙面,在墙体根部设置等压槽和等压孔是十分有效的。对于混凝土墙,拆模后应及时清除固定螺栓,然后采用1:3水泥砂浆刮糙3d后采用掺水泥质量2%~3%的Q1墙面抗渗剂的114混合砂浆粉刷,厚度10mm左右,脚手架位置留半径为150mm的粉刷槎口,然后进行其他工序。对于拆除脚手架后的外墙工艺孔处理,应分3道进行:孔壁周围头道采用抗渗砂浆打底后用砂浆砖块砌孔,内外表面均留30mm深度,后道处理;3d后,用1:3砂浆粉刷,厚度15mm;最后作内外粉刷,采用Q1抗渗混合砂浆粉平内外槎口。
二是外墙整体抗渗设计。外墙面采用1:3砂浆刮糙3d后,采用掺Q1墙面抗渗剂改性的114混合砂浆粉刷。东山墙粉刷,抗渗剂掺量为水泥质量的3%,其他墙面为2%。清水墙面采用内抗渗处理,即在室内粉刷掺水泥质量3%的抗渗剂的116混合砂浆。取消其他外墙防水涂料或助剂。
在某小区二期新建住宅工程外墙中应用,与未采用上述设计的一期相比,效果显著,未发生一起外墙渗漏事故。由于墙面抗渗性能提高,墙体湿度控制稳定,由干湿循环引起的干缩湿胀现象也得到控制,墙体收缩裂缝明显减少。
新建工程外墙采用上述防水设计方案,材料成本增加有限。以Q1抗渗剂改性砂浆为例,10mm厚度粉刷砂浆每m2增加成本3元左右。
4.2 外墙防渗漏研究成果在墙面疑难渗漏治理中的应用
治理外墙长期渗漏、霉变的墙面,基本步骤为:首先根据渗漏表现形式,确定处理方法,必要时进行墙体孔隙含水率的测定与分析。对存在墙体缺陷、孔洞、裂缝的部位,采用适合非饱和水渗透条件下使用的墙面注浆材料进行注浆。对于空心砌体材料墙面,面积不大的采用注浆处理,大面积墙面则采用墙根设置等压孔方法处理。裂缝处理,先开槽,然后用嵌缝膏嵌缝。最后根据不同情况进行外墙整体抗渗处理。但应注意,装修时必须恢复墙面的透气性,不得采用护墙板、塑料壁纸及在墙面固定家具,否则将破坏墙体的透气性能。
上述墙面治理方案,先后在100多个墙面渗漏维修工程中应用,修复率达100%,一次成功率达98%。处理该类渗漏,材料成本较低,尽管涉及注浆、安全等措施费用较高,但一般单位和家庭是可以承受的。
5 结语
总之,造成外墙雨水渗漏的原因较多,因此,治理建筑外墙雨水渗漏不是一项简单的工程。但渗漏并不是不可避免的,实践证明,只要我们结合建筑外墙雨水渗透特征,采取合理的治理渗漏措施,选用合适的材料,外墙渗漏通病是完全可以得到有效治理的。
参考文献
[1] 马杰;姜凤军;孙浩.建筑外墙渗漏现象的产生原因与防治措施[J].华章,2012年第30期
[2] 贾宴宾.浅谈民用建筑外墙防雨水渗漏的防治措施[J].企业导报,2012年22期