浅谈建筑构造对结构耐久性的影响

1 建筑构造的任务

建筑构造是指在建筑物各组成部分中,综合运用多方面的技术知识,根据多种客观因素,以选材、选型、工艺、安装为依据,合理运用各种材料,有机地组合各种构配件,解决各构配件之间相互连接的方法和这些构配件在使用过程中的各种防范措施,是形成建筑物过程中必不可少的组成部分。建筑构造的主要任务就是根据建筑物的功能要求,充分考虑影响建筑构造的各种因素,正确选择材料,运用材料,提供符合适用、安全、经济、美观的构造措施和具体做法,以最大限度地满足建筑的使用功能,提高建筑物抵御自然界各种不利影响的能力,延长建筑的使用年限。

2从建筑构造角度分析影响结构耐久性的因素

2.1防水构造不良产生渗漏会加速结构耐久性损伤的发生

地下建筑部分由于水文地质资料不准,防水材料质量差,卷材防水施工不合规范、铺贴不严密、搭接不良管道处和拐弯处不按加强措施操作,止水带在施工处破损,监理不力等原因造成防水层构造措施不可靠,从而使地下建筑部分产生渗漏;另外,散水不作坡、宽度不够、沿长度方向不设分格缝,散水与勒脚连接处的缝隙内油膏设置过浅并不连续等也会致使雨水存积,致使地下建筑墙体部分发生渗水。

屋面防水分柔性卷材防水和刚性防水两种情况。对柔性卷材防水来说,由于卷材质量差,卷材粘贴不牢而张口,天沟由于找坡不准,水斗四周卷材粘贴不好山墙或女儿墙与屋面连接处理不当、保温层湿气排不出去致使防水层破损等原因造成防水层构造措施不力,按照屋面防水等级和设防要求防水层失效,致使屋面漏雨;刚性防水由于温度收缩致使防水层开裂,分格缝中油膏嵌填不实,嵌缝材料质量差等原因造成防水层构造措施不力,使屋面漏雨。

渗漏的结果造成建筑物的结构充分与水接触,而从前面结构耐久性损伤的成因来看,大多数混凝土结构的耐久性问题都与水有关。水是氯离子及其他有害化学物质进入混凝土内部的载体。侵蚀物质从外部环境到混凝土中能否与混凝土的组成起反应,取决于混凝土是否存在汽态或液态的水。在构件表面湿润时,溶于水中的有害化学物质随水进入构件表层。在干燥的周期,混凝土中的部分水分蒸发,有害物质却留在混凝土中。混凝土含水率较高时,有害化学物质从构件表面向内部扩散的速度加快;混凝土含水率低时,扩散速度较慢。如在干燥环境中,即使保护层混凝土完全碳化,钢筋也不会锈蚀。含有同样量氯离子的混凝土构件,在干燥的环境中,钢筋锈蚀速度较慢,在潮湿的环境中,钢筋锈蚀速度就比较快;干燥的环境中,混凝土冻融破坏和碱骨料反应的速度极慢,而在潮湿的环境中,混凝土冻融破坏和碱骨料反应的速度就加快。因此,防水构造的质量如何,对结构耐久性影响是很大的。

2.2保温隔热构造不良造成结霉会劣化结构材料的耐久性

建筑工程设置保温隔热层目的是满足提供适宜于居住或生产的室内温、湿度。保温隔热构造不良不仅使夏季室内过热,而且冬季会因为围护结构两侧存在温度差产生的蒸汽渗透使天棚或墙面出现结露。如果蒸汽凝结发生在围护结构的表面,则称表面凝结;如果这种现象发生在围护结构的内部,使结构内部产生凝聚水,称内部凝结。当围护结构出现表面凝结时,将会使室内表面装修发生脱皮、粉化甚至生霉。会导致衣、物发霉,严重时会影响人体健康。当这种凝聚水产生在围护结构中的保温层内时,则会使保温材料内的空隙中充满水分。由于水的导热系数(约为.058W/m•K)远较空气的导热系数(约为0.023w/m•K)高,致使保温材料失去保温能力,于是围护结构保温失败。同时,保温层受潮,将影响材料的使用寿命.因而将会带来一系列的问题。尤其是通常被称为“冷桥”的钢筋混凝土柱、梁、垫块等部位,最容易产生凝聚水,往往需要充分考虑保温材料及隔汽层的合理放置位置(保温层一般放在墙体或屋顶的外侧再加保护层,隔汽层则设置在保温层靠高温一侧),否则,便会对结构耐久性产生不利影响。

2.3防腐构造不良会提供化学侵蚀的机会

在常用的水玻璃类,沥青类和树脂类的防腐蚀工程中,往往会因为发防腐蚀层空鼓、裂缝,以防腐蚀材料硬化固结过快、过慢、强度不够、物理化学性能差,甚至在防腐层与基层之间没有设置必要的隔离层或连接层等原因致使防腐构造不良,从而为化学侵蚀提供了机会,尤其在酸碱盐腐蚀状态下,混凝土会发生化学侵蚀及钢筋锈蚀等耐久性损伤。

2.4装修构造缺陷对结构耐久性不利

主要指装饰层起鼓、脱落、污染裂缝、地面起灰等。根据覆层体系原理,建筑物本身的构造多层次覆层体系,是在长期使用中(有的上百年),受大气中含二氧化碳或酸雨等污染源的侵蚀作用(或者偶然受外力的施加与碰撞)。首先,表面装饰层微裂,然后发展到断裂进而剥落,如果不及时维修,逐渐波及到维护结构层,依次是水泥砂浆粘结层、钢筋混凝土的保护层,进而使混凝土碳化,最后,导致钢筋锈蚀,钢筋锈蚀膨胀,保护层剥落,露出生锈的钢筋,危及建筑物的使用寿命。

3 建筑构造对结构耐久性的影响

根据上述分析,我们可以将影响结构耐久性的建筑构造按照各自功能作用作如下归类:1.避免水分侵袭的排水、防水、防潮工程、防结露构造,如排水坡度、天沟、雨水口、泛水、檐口、防水层、勒脚、防潮层、隔汽层、墙体装修层、腰线、滴水线、地漏、踢脚、散水、明沟、室内外高差台阶等;.2避免低温和高温的建筑构造,如保温层、隔热层、防火区、防火墙等;3.避免混凝土在腐蚀环境中工作的防腐工程,如在与地下土壤接触的地面与墙体处设置防腐蚀隔离层:4.避免混凝土磨损的建筑构造,如室内外墙体和室内楼地面的装修构造层、护角、勒脚。

其中,避免水分侵袭的防水、防潮工程是建筑构造中对结构耐久性影响最大的构造措施。因为大多数的结构耐久性都与水有关。解决环境水问题的主要措施就是减少水分与构件接触的建筑构造一排水、防水、防潮、防结露措施。减少水分与构件接触,就相当于减少了水在混凝土构件中的渗透几率,从而也就减少了发生结构耐久性损伤的几率。而在避免低温和高温的建筑构造中,保温层、隔热层、防火区、防火墙等的合理设置将最大限度地延长构件的老化和破损时间。避免缝隙出现的变形缝及节点构造处理如何,从某种意义上,也是阻挡了水分、潮气、各种有害物质等侵入的通道。避免混凝土在腐蚀环境中工作的防腐工程则是有效地阻隔了各种化学有害物质对结构的侵害。避免混凝土磨损的建筑构造又是从物理的角度很好地起到保护结构耐久性的作用。

有些建筑构造的功能是多重的,如装修构造,装修材料的选用和构造做法质量如何,不仅与防水程度有关系,而且,装修构造层对结构来说,还可以起到保护构件的作用。有些建筑构造在房屋建筑的许多位置出现,如防水层,不仅在屋顶要做,在楼地层的一些房间也要做,在地下室的墙体也需要等,再比如说隔汽层,在屋顶、楼层及墙体也都要求设置等。总之,对结构耐久性都有影响。

4 结论

结构耐久性与所处的环境有很大关系。建筑构造作为满足建筑功能实现的一系列措施,确实对建筑结构所处的环境影响是极大的。从建筑构造方面来考虑结构耐久性的问题,是比较合理和实用的。