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石材幕墙受结露水浸渗及预防措施

摘要:建筑的外装饰大量采用干挂天然花岗岩,此类石材沙眼和裂隙比较丰富,吸水率较大,按规范要求外墙石材在出厂时都已做到六面防护处理,在表面形成避水层,可在实际应用中,经过处理的石材表面还会出现难以清除的水斑污染。文章阐述了如何从多角度预防外幕墙干挂石材遭遇结露水的浸渗,最大程度防止花岗岩石材面层水斑污染的出现。

关键词:石材幕墙;结露水;浸渗;预防措施;吸水率;建筑外装饰 文献标识码:A

中图分类号:TU521 文章编号:1009-2374(2017)06-0152-03 DOI:10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.06.077

干挂石材幕墙以其独特的自然、简洁和庄重的风格与外形而备受推崇,它既能有效防止石材湿法施工引起的石材墙面空鼓、脱落等缺陷,又具有施工周期短、安装精度高、装饰效果好、提高抗震性能等优点,在建筑室外墙面的装饰中得到了广泛应用,因此防止幕墙石材面层污染成为干挂石材施工中的重要工作。

在已知幕墙石材面层污染中,处理难度最大的是水斑污染,如何预防在国内尚无行之有效的办法。因此,我们对以往工程的外幕墙干挂石材存在的水斑污染问题进行了补充调查,找出问题所在,并总结了初步的解决思路。在后续外幕墙干挂石材施工中,做到全程监控,力争从源头杜绝此类问题。

1 结露水产生的原因

结露指物体表面温度低于附近空气露点温度时表面出现冷凝水的现象。如温室大棚、冷水管道、汽车玻璃,眼镜等都会产生结露现象。结露现象在建筑中也很普遍,如某建设时间较长的建筑物顶棚上,能够清晰地看到内部钢结构龙骨的痕迹,原因是由于钢结构龙骨与幕墙相接部分的结露程度与其他部分不同,灰尘吸附量不同,时间一长,侵蚀度也就不同了。

那么外幕墙干挂石材的结露水是怎样产生的呢?以往工程在冬季更换已被水斑污染的石材时,拆除的石材背面呈现珠状均匀附着的小水滴(排除雨雪及漏水影响)。随后我们发现,此处外墙保温层破损严重,且构造柱旁有一个直径为80mm的孔洞,洞口热风徐徐散出。经过分析,得出如下结论:幕墙石材与主体结构之间存在250~400mm的密封空腔,因墙体保温层破损降低了热阻,而且孔洞处热空气溢出,使得此处空腔温度升高,石材背面即形成一个冷源对空腔内潮湿热空气进行冷却,被冷却的空气温度降低到一定值时,空气中的水蒸气达到饱和状态,在石材背面开始形成结露,产生冷凝水。外幕墙结露水产生的时候绝大多数为气温由冷向暖的过渡期或室内外温差较大的冬季。

假设此工程建筑室内计算温度为,室外计算温度为,空腔计算温度为,空腔中水蒸气含量为x时空气的饱和温度(即结露点温度)为,当空腔温度低于时便在石材背面产生结露现象,高于便不发生结露现象(见图1)。然而越低,x越小。

以物理学角度来分析,表示空气湿度的方式通常是相对湿度。所谓相对湿度,是在一定温度下,空气中含有水蒸气的百分比(是用在一定温度下的绝对湿度除以相应的饱和量值,用百分比表示)。通常,由于冬季幕墙石材空腔内密不通风,使腔内热空气产生的水蒸气含量高于腔外,这也是石材背面产生结露现象的主要原因。所以我们得出一个新的结论,减少空腔内热空气很重要,最好先通过通风的方法减少热空气含量,再选用合适的保温材料,从源头尽可能地阻绝结露水的产生。

2 结露水造成的污染危害及原因

2.1 结露水产生的污染现象

石材幕墙的污染现象如图2和图3所示:

2.2 结露水污染产生的原因

幕墙石材多采用在侧面开槽干挂施工工艺,搬运和安装过程中,石材难免会有损坏现象,由此破坏了石材出厂时所做的专业避水防护。虽然在外幕墙石材大面积完工后,施工单位会在完成石材外表面上喷涂一层石材防护剂,但是由于绝大多数人对结露水的产生不了解或不重视,认为石材背面未裸露于户外,不会受到风雨侵蚀,使得挂件开槽处和背面破损的部位未补刷防护剂。

工程交工后,在夏季不会出现水斑污染,但在北方干燥的冬季,因室内采暖时室内外出现较大温差,石材背面会不断形成结露水。结露水汇聚到一定程度,便顺着石材背面滑落,越来越多的水珠积聚到挂件槽口和石材破损处,通过毛细管网般的石材内部,逐渐渗透至表面。表面的防护层阻挡了石材内部潮气的挥发,潮气长期积聚于石材内,在石材表面形成未干透状的水斑,水斑天长日久会转化为锈渍。此类锈渍为自然反应生成,因为石材内部的物质成分中含有铁元素,这些铁质矿物接触空气与结露水后被氧化而生成三氧化二铁(铁锈)。

不仅仅是整体美观受到影响,结露水的产生对幕墙石材钢结构安全的危害更不容忽视,主要有以下三点:(1)部分镀锌钢骨架(槽钢、方钢和角钢),镀膜较薄部位长期遭遇结露水会产生锈蚀;(2)焊缝处由于焊接时的高温破坏了原镀锌层,仅靠后刷防锈抵挡不住长期积聚的结露水的侵蚀;(3)挂件与螺丝这两种不同金属间因电位差不同,在结露水的媒介下会增强电化腐蚀。以上危害会造成幕墙结构松弛而降低干挂石材的抗震性和耐久性,甚至会导致石材脱落造成安全事故。

3 预防结露水浸渗的主

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