廖新雪，張興偉，林文修

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶 400015）

0 引言

砌體耐久性是指砌體抵抗氣候作用、化學(xué)腐蝕、物理作用或任何其他破壞過程的能力。相對于混凝土結(jié)構(gòu)，砌體建筑的使用歷史更悠久，其中不乏使用時間超過50年，已超過設(shè)計合理使用年限的建筑，那么這些建筑的外墻在經(jīng)受了長時間環(huán)境侵蝕后，其塊材的耐久性能如何？目前尚無相關(guān)研究報道。

重慶最高溫度40℃左右，平均相對濕度70%左右，夏季不通風(fēng)時間是高溫加高濕，屬于典型的濕熱地區(qū)。本文對重慶主城區(qū)使用時間超過50年的砌體建筑外墻耐久性退化情況進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)濕熱地區(qū)外墻磚耐久性退化的主要現(xiàn)象為表面風(fēng)化和強度下降，退化程度和時間無明顯相關(guān)性，而是和使用狀況等有關(guān)。在墻面設(shè)置防護層可以有效提升外墻磚的耐久性。

1 調(diào)查對象

調(diào)查對象情況列于表1，修建時間從19世紀80年代至20世紀60年代，最長使用時間已超過100年，最短使用時間也已超過50年，都為民用建筑，磚木或磚混結(jié)構(gòu)，層數(shù)2至5層不等，采用粘土磚或頁巖磚砌筑，墻厚240mm。

2 調(diào)查情況及結(jié)果

2.1 損傷情況

表1 調(diào)查對象列表

風(fēng)化作用大致分為物理風(fēng)化、化學(xué)風(fēng)化、凍融風(fēng)化和生物風(fēng)化等，其中物理風(fēng)化主要受溫度變化影響，而化學(xué)風(fēng)化受溫度和水分變化影響都較大。根據(jù)文獻[1]的內(nèi)容及現(xiàn)場調(diào)查，重慶地區(qū)外墻的使用環(huán)境屬于Ⅰf，即濕熱地區(qū)室外環(huán)境（室外淋雨）；另外調(diào)查各建筑外墻磚表面損傷情況發(fā)現(xiàn)，受損磚表面起皮，質(zhì)地疏松，用手觸摸即化成粉末脫落，部分磚內(nèi)部出現(xiàn)泥化現(xiàn)象（如圖1所示），據(jù)此判斷外墻磚遭受了物理和化學(xué)共同作用的風(fēng)化損傷。

圖1 磚泥化現(xiàn)象

各建筑外墻磚損傷列于表2。由于底層墻體特別是根部，干、濕變化最大，因此該部位的損傷最為嚴重（如圖2所示）。

表2 外墻損傷情況表

圖2 外墻底部磚風(fēng)化現(xiàn)象

比較各房屋外墻損傷情況發(fā)現(xiàn)，風(fēng)化的面積和深度及時間沒有明顯對應(yīng)關(guān)系，這可能與修建時磚自身質(zhì)量的優(yōu)劣有關(guān)，同時外墻面設(shè)置了防護層，磚風(fēng)化程度較輕微，反之則較嚴重。

另外房屋的用途也影響磚損傷程度，相對私人住宅而言，公共建筑外墻磚風(fēng)化程度低，這可能和公共建筑的維護、維修較好有關(guān)，而私人住宅由于資金缺乏和意識不夠，對房屋的維護相對較差，因此墻體風(fēng)化程度較嚴重。

2.2 磚抗壓強度

在非承重部位如女兒墻、護欄等部位抽取10匹磚，根據(jù)文獻[2]的相關(guān)內(nèi)容在試驗室內(nèi)進行抗壓強度試驗，試驗結(jié)果如表3所示，抗壓強度變異系數(shù)偏大，都大于0.21，只能以單磚最小值進行評定，評定結(jié)果小于或等于M7.5。

由于建筑修建年代久遠，無法查到磚的設(shè)計強度，根據(jù)設(shè)計及工程檢測經(jīng)驗，塊材的設(shè)計強度和實際檢測強度一般不低于M10，可見經(jīng)過長時間反復(fù)干濕交替的物理及化學(xué)作用，磚的密實性降低，導(dǎo)致抗壓強度隨之降低。

表3 砌墻磚抗壓強度

表3還可看出，磚抗壓強度大小和時間長短并無明顯相關(guān)關(guān)系，原國民政府行政院距今近120年，磚的抗壓強度檢測值最高，其原因可能是該建筑表面設(shè)置了裝飾面層，防止磚的風(fēng)化，有效提升了磚的耐久性能。

另外檢測磚抗壓強度同時，采用回彈法檢測了各建筑的砂漿抗壓強度，砂漿強度低，離散性大，評定強度等級小于M2.5，平均值約0.5MPa。

2.3 損傷后外墻承載力分析

根據(jù)文獻[3]相關(guān)內(nèi)容及現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，對底層外墻的受壓承載力進行驗算，計算參數(shù)取值如下。

開間3.6m，層高3.3m，橫墻承重（標準層如圖3所示），墻厚200mm（原墻厚240mm，考慮截面損傷后為200mm），樓面恒載2.0kN/m2（木樓蓋），樓面活載1.5kN/m2（按舊規(guī)范取值），屋面恒載4.0kN/m2，屋面活載0.5kN/m2，磚取M7.5，砂漿取0.5MPa。采用中國建筑科學(xué)研究院開發(fā)的砌體模塊計算軟件進行建模計算，（A）-（B）/（1）外墻計算結(jié)果如表4所示，2層和3層建筑的底層外墻承載力滿足要求，4層建筑以上的底層外墻受壓承載力小于荷載，應(yīng)適當考慮承載能力補強。

圖3 模型標準層平面示意圖

3 結(jié)論

根據(jù)前面的調(diào)查、試驗及分析得出如下結(jié)論:

（1）在濕熱地區(qū)，砌體外墻長期承受反復(fù)的干濕交替的物理和化學(xué)風(fēng)化作用，砌墻磚表面風(fēng)化嚴重，強度下降明顯。

表4 （A）-（B）/（1）軸線處受損外墻受壓承載力計算結(jié)果

（2）當使用狀況良好時，砌墻磚耐久性較好，反之則較差，外墻磚的損傷程度和時間沒有明顯相關(guān)性。

（3）外墻面設(shè)置防護層可以有效提升外墻磚的耐久性。

（4）對于4層以上且使用時間超過50年的砌體建筑，在工程檢測中應(yīng)注意外墻的耐久性損傷對承載力的不利影響。

[1]西安建筑科技大學(xué).CECS220:2007混凝土結(jié)構(gòu)耐久性評定標準[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[2]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB2542-2012砌墻磚試驗方法[S].北京:中國標準出版社，2012.

[3]中國建筑東北設(shè)計院研究有限公司.GB50003-2011砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2011.