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摘要：分析了水在受熱變成水蒸氣和受冷結冰后的體積變化以及這種體積變化對建筑物產生的影響，并從建筑防水的角度提出了相應的對策。
關鍵詞：水；水蒸氣；結冰；建筑防水


Abstract: The volume changes of heated water transform to vapour and chilled water transform to ice were analyzed respectively in the paper, the impact of the changes on the buildings was discussed, and the correspond preventive measure was also pointed out from the building waterproofing.
Key words：water；vapour；building watering
 
1  水受熱變成水蒸氣對建筑物產生的危害及其對策
1.1  水受熱變成水蒸氣后的體積變化
　　水受熱時密度會發(fā)生變化。在0~4℃之間，水的密度隨著溫度的升高而變大，4℃時水的密度最大，溫度繼續(xù)升高，水的密度則變小。純水在0℃時的密度為999.87kg/m3，4℃時的密度為1000 kg/m3，100℃時的密度為958.38 kg/m3。在101kPa（一個大氣壓）下，0℃時1mol H2O的體積為18mL。當將水加熱到100℃時，液態(tài)水汽化為水蒸氣。而在100℃時，一個大氣壓下1mol H2O的體積約為3.06×104 mL。由此我們可以得出這樣一個結論：在101 kPa下，100℃時1mol H2O的體積比0℃時1mo l H2O的體積增大了約1700倍。
1.2  水蒸氣對建筑物的危害
　　黑色屋面夏季最高溫度可以達到85℃，根據(jù)理想氣體方程，1mol水完全汽化，在101kPa 和85℃時的體積為26010mL，體積變化了1445倍。如果1mol水占據(jù)的體積不變，仍按照0℃液態(tài)水的體積（18mL）計算，在85℃時，水對周圍的建筑物將產生1445個大氣壓的壓力，也就是說每平方米承受了1445公斤的壓力。
　　由于建筑物多是硅酸鹽等無機材料，這些材料具有多孔性、透氣性，可以大大減弱水蒸氣施加于建筑物上的壓力，因此建筑物實際所承受的壓力遠遠小于1445kg/m2，但水蒸氣產生的壓力對建筑物的危害仍然是十分嚴重的，特別是在透氣性差的建筑物部位，這種危害十分明顯。
　　水蒸氣對建筑物的危害常常造成防水層與基層之間產生剝離，防水層起鼓、搭接縫開裂，從而導致防水層的壽命大大降低，防水層下出現(xiàn)竄水等情況。
1.3  避免水蒸氣對防水層造成危害的應對措施
為防止水汽化對防水層造成危害，我們可以采取如下措施：
1.3.1  保證基層充分干燥
　　為了避免水變成水蒸氣后對防水層產生的破壞性壓力，我們應該在防水層施工前，讓基層中的水分充分揮發(fā)干燥。并對干燥的程度進行檢驗：將1m2卷材平坦的干鋪在基層上，靜止3~4h，察看卷材覆蓋的基層以及卷材上是否有水印，無水印即可施工隔氣層或防水層。
1.3.2  設置排氣管道
　　當屋面保溫層干燥確實困難或者工期要求不能等到干燥后施工防水層時，應在屋面上設置排氣管道。在屋面上設置排氣管道的目的是讓整個保溫層中的水蒸氣與大氣相通，排泄水變成蒸汽后對防水層造成的壓力。
　　排氣管道的設置辦法如下：a.屋面找平層分格縫應縱橫設置并相互貫通，間距不大于6m, 分格縫兼做排氣道，排氣道與和大氣相通的排氣管相通。每36m2至少設置一個排氣管。b.排氣管道應設置在屋檐下或者排氣道的縱橫交叉處。c.排氣管道應安裝在結構層上，穿越保溫層部分的排氣管道應打孔排氣。d.排氣管道應做防水處理，如圖1和圖2。
1.3.3  對防水層的要求
　　首先采用空鋪、條粘、點粘法施工，充分分散水蒸氣對防水層的壓力。其次，應當選擇拉伸強度高的防水材料，以有效的避免水蒸氣對防水層的破壞。 
2  水受冷結冰對建筑物產生的危害及其對策
2.1  水結冰后的體積變化和對周圍建筑物產生的壓力
　　在正常大氣壓下，溫度降低至0℃時，水會結冰。純水在0℃時密度為999.87 kg/m3，0℃冰的密度為916.710 kg/m3，即水結冰時，體積突然增大了約9%，冰融化時，體積又突然減小。試想一個2m厚的筏式基礎底板，在地下室四周完全嵌固的情況下，一個寬度僅有0.2mm、長度及深度均為0.5m的無害裂縫，在由水結成冰的過程中，對周圍混凝土可施加200Mpa的側壓力，這足以破壞任何高強度等級的鋼筋混凝土結構，同時還會拉斷或擊穿所有柔性或剛性的防水材料。[1] 
2.2  水受冷結冰對建筑物造成的危害
　　建筑物多是多孔性無機材料，這些材料內部存在孔洞、縫隙、毛細管道等，極易吸水。在水反復的凍融過程中，將對建筑物產生巨大的破壞作用，如：很多建筑物表面的水泥砂漿、油漆、防水層等與建筑物剝離，混凝土被凍粉化，就是這種凍融作用的結果。
2.3  避免凍害發(fā)生的應對措施
　　為防止凍害對建筑物造成的危害，我們可以采取如下措施：
2.3.1  排除積水
　　排除建筑物周圍的積水。沒有了積水，也就不存在凍害產生的條件。
2.3.2  提高建筑物的防水性能。