墙体粉化机制分析与预防

　　一天，我们学校几个同学上厕所时，发现厕所墙角的红砖上有“白毛”。而在赤壁古城墙以及农村的火砖旧建筑裸墙表面都曾出现过长“白毛”现象。

　　“白毛”究竟是什么？它是怎样形成的？为什么“白毛”只长在墙体下面，离地面1.5米以上的墙面很少见到？为何长“白毛”的墙体存在粉化现象？我们以“墙体粉化机制分析与预防”为题对这些问题进行了探究。

　　一、研究目的

　　采用上网查询、实地调查、实验验证等多种方法了解“秦砖汉瓦”、土壤学的相关知识，研究墙上长“白毛”的机制、“白毛”的化学成分、找出“白毛”对墙体的副作用及预防建议，探讨墙体粉化现象发生机理，并测定“白毛”主要成分白硝的化学性质，撰写研究报告。

　　二、研究结论

　　砖的粉化是砖体内可溶盐碱随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分及水分迁移、蒸发过程中，随物理、化学变化而使原建筑材料破坏的一种病害现象，主要表现是外墙体出现一层白色而略显灰色的片状、鳞状、絮状及针状结晶体（白硝），造成砖石材料粉化、起鼓、开裂和脱落。保持墙体干燥是防止长“白毛”或粉化十分简单而有效的方法。

　　（一）墙体粉化机制

　　1.外部因素

　　地面水溶解了各种可溶性的盐类，它们能向砖体中微细的各个“毛细管”中渗透，如果水分减少，盐类开始在毛细管中结晶，狭小的毛细管受到结晶的压力，导致微观结构产生裂隙，这种溶解结晶日积月累，使得砖表面粉化。

　　溶有盐类的水渗透到墙体表面，蒸发、风化后，墙体上会留下一层白色粉末，俗称“硝”。砖墙上产生白硝易引起砖变色、起鼓、粉化、脱落，并逐渐向内部发展，缩短墙的使用寿命。

　　2.内部因素

　　墙体常用的烧结粘土多孔火砖自身含有可溶性硫酸镁、硫酸钠、碳酸钠等盐类，水分充足时，以离子状态存在于溶液中，当水分从火砖体表蒸发，这些盐类形成十水硫酸钠、十水碳酸钠等结晶水合物，“白毛”就是这些盐的结晶体。

　　因芒硝（结晶硫酸钠）和无水芒硝受气候影响较大，潮湿时易溶于水，水分蒸发或降温时结晶，体积增大，使砖石体积膨胀。盐的结晶膨胀、溶解收缩会因环境中含水量的变化或温度变化而引起空气湿度和盐的溶解度的不同，从而引起盐分的结晶与溶解，长时间作用将导致砖石结构疏松。

　　3.化学作用

　　砖坯墙体的表面与自然界中的雨水、地面水或地下水、污染气体接触，发生溶解、氧化等物理或化学作用，产生新的矿物。

　　当空气中的水分凝结于砖体表面时，可溶解吸收空气中的二氧化碳、二氧化硫等，这些气体溶于水中形成酸，对砖坯墙体有腐蚀作用。

　　地下水是一种复杂的天然溶液，含有多种化学成分，通过化学、物理作用对墙体侵蚀破坏。地下水在侵蚀粘土砖时能溶解可溶盐，并将盐分渗透到墙内，导致墙体发生化学变化。

　　4.冰劈

　　由于砖材料及砌筑砂浆内部大量微小的连通孔隙具有较强的吸水性，当墙材料吸水饱和并处于冬季低温状况时，材料孔隙内同质量的水就变为冰，体积增大对孔隙边壁产生附加压应力，导致表面产生微细裂纹，当升温时材料孔隙内的冰又变为水。如此循环，墙体结构材料将逐渐失去对颗粒物质的固结作用，粉化脱落现象也随之产生。综上所述，赤壁城墙墙体的粉化是由于物理气候、大气污染、雨水、地面水、地下水综合作用的结果，即温度的交替变化、水的冻结与融化使砖坯墙体裂解成碎块；干湿引起的可溶盐的结晶与潮解以及自然界中的雨水、地面水或地下水、污染气体等通过溶解、氧化等途径，导致砖墙体表面酥碱粉化。

　　（二）保护措施

　　1.防潮与面层处理

　　漏水处的砖墙经常处于饱和状态，随着冻融循环，砖表面逐渐被粉化。城墙应设置排水通道，控制地潮沿墙体竖向渗透的高度。在地层内形成水平防渗帷幕，从而将地下水与墙体的“毛细管”隔开，阻挡地下水在墙体内形成“毛细水”，达到防止水分迁移的目的。

　　2.地基灌浆

　　砖墙腐蚀粉化的原因主要是地下水位较高或地表水不能及时排除，墙基防潮措施设置不合理或根本没有设防，使地下或地表水沿砖墙毛细孔渗透到墙身内，导致砖坯表面膨胀酥化。

　　3.对砖坯墙体进行化学加固

　　在赤壁城墙的开裂处增设防水层，以防止雨水渗透到夯土层内。对城墙空鼓部，可用3％的丙烯酸酯溶液调少量研碎的砖粉，再用3％缓蚀剂予以涂刷封护。

　　文 湖北省赤壁市实验中学 黄新阶 周和平 但海林

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