1 水受热变成水蒸气对建筑物产生的危害及对策

　　1．1 水受热变成水蒸气后的体积变化

　　水受热时密度会发生变化。在0～4℃之间，水的密度随着温度的升高而变大，4℃时水的密度最大；温度继续升高，水的密度则变小。纯水在0℃时的密度为999．87 kg／m3，4℃时的密度为1 000 kg／m3，l00℃时的密度为958.38 kg／m3。在101 kPa（1个大气压）下，0℃时1 MOLH2O的体积为18 mL。将水加热到100℃时，液态水汽化为水蒸气。而在100℃时，在101 kPa下1 mol H20的体积约为3．06×104 mL。由此我们可以得出这样一个结论：在101 kPa下，100℃时MOLH2O的体积比0℃时1 mol H20的体积增大了约1700倍。

　　1．2 水蒸气对建筑物的危害

　　黑色屋面夏季最高温度可以达到85℃。根据理想气体方程，I mol水完全汽化，在101 kPa和85℃时的体积为26 010 mL，体积变化了1 445倍。如果1 mol水占据的体积不变，仍按照0℃液态水的体积（18 mL）计算，在85℃时，水对周围的建筑物将产生1．46×108 Pa（l 445个大气压）的压力，也就是说每m2承受了1．46×108 N的压力。

　　由于建筑物多由硅酸盐等无机材料组成，这些材料具有多孔性、透气性，可以大大减弱水蒸气施加于建筑物上的压力，因此建筑物实际所承受的压力远远小于1．46×108 N／m2，但水蒸气产生的压力对建筑物的危害仍然是十分严重的，特别是在透气性差的建筑物部位，这种危害十分明显。

　　水蒸气对建筑物的危害常常造成防水层与基层之间产生剥离、防水层起鼓、搭接缝开裂，从而导致防水层的寿命大大降低、防水层下出现窜水等情况。

　　1．3 避免水蒸气对防水层造成危害的应对措施

　　为防止水汽化对防水层造成危害、我们可以采取如下措施：

　　1．3．1保证基层充分干燥

　　为了避免水变成水蒸气后对防水层产生的破坏性压力，我们应该在防水层施工前，让基层中的水分充分挥发干燥。基层的干燥程度可采用下述办法进行检验：将1 m2卷材平坦地干铺在基层上，3～4 h后察看卷材覆盖的基层以及卷材上是否有水印，无水印即认为干燥，可施工隔汽层或防水层。

　　1．3．2 设置排汽管道

　　当屋面保温层干燥确实困难或者工期要求不能等到干燥后施工防水层时，应在屋面上设置排汽管道。在屋面上设置排汽管道的目的是让整个保温层中的水蒸气与大气相通，排泄水变成蒸汽后对防水层造成的压力。

　　排汽管道的设置办法如下：a，屋面找平层分格缝应纵横设置并相互贯通，间距不大于6 m；分格缝兼做排汽道，排汽道与和大气相通的排汽管相通。每36 m2至少设置一个排汽管：b，排汽管道应设置在屋檐下或者排汽道的纵横交叉处；c，排汽管道应安装在结构层上，穿越保温层部分的排汽管道应打孔排汽；d，排汽管道应做防水处理。具体可参考GB 50345一2004《屋面工程技术规范》第9．4．2条规定。

　　1．3．3 对防水层的要求

　　首先采用空铺、条粘、点粘法施工，充分分散水蒸气对防水层的压力。其次，应当选择拉伸强度高的防水材料，以有效地避免水蒸气对防水层的破坏。

　　2 水受冷结冰对建筑物产生的危害及其对策

　　2．1水结冰后的体积变化和对周围建筑物产生的压力

　　在正常大气压下，温度降低至0℃时，水会结冰。纯水在0℃时密度为999，87 kg／m3，0℃冰的密度为916．71 kg／m3，即水结冰时，体积突然增大了约9％；冰融化时，体积又突然减小。一个2 m厚的筏式基础底板，在地下室四周完全嵌固的情况下，一个宽度仅有0.2 mm、长度及深度均为0．5 m的无害裂缝，在由水结成冰的过程中，对周围混凝土可施加200 MPa的侧压力。这足以破坏任何高强度等级的钢筋混凝土结构，同时还会拉断或击穿所有柔性或刚性的防水材料。

　　2．2 水受冷结冰对建筑物造成的危害

　　建筑材料多为多孔性无机材料，这些材料内部存在孔洞、缝隙、毛细管道等，极易吸水。在水和冰反复的冻融过程中，将对建筑物产生巨大的破坏作用，如：很多建筑物表面的水泥砂浆、油漆、防水层等与建筑物剥离，混凝土被冻粉化，就是这种冻融作用的结果。

　　2．3 避免冻害发生的应对措施

　　为防止冻害对建筑物造成的危害，我们可以采取如下措施：

　　2．3．1 排除积水

　　排除建筑物周围的积水。没有了积水，也就不存在冻害产生的条件。

　　2．3．2 提高建筑物的防水性能

　　我们可以通过提高建筑物的防水性能，阻止水进入建筑物内部，从而达到预防冻害的目的。在建筑防水领域，根据防水材料的防水方式，一般可将防水分为如下三种形式：

　　1）采用密实防水。在搅拌混凝土的过程中，通过采用合理的级配，同时添加膨胀剂、减水剂、防水剂、聚合物乳液等外加剂，制作成防水混凝土、防水砂浆。通过增加混凝土、砂浆的密实性，减少混凝土、砂浆中的裂缝及毛细管通道，提高混凝土、砂浆的防渗性能；也可以在混凝土、砂浆中使用钢筋、玻璃纤维、高分子纤维等加筋材料，提高混凝土、砂浆的抗拉强度，防止其产生干缩裂纹。如果混凝土、砂浆达到100％的密实，孔隙率为零，是可以避免冻害的发生的，但这只是一种理想状态，实际施工中根本做不到。我们采取的这些措施只能减少孔隙率，降低冻害危害的程度，不能从根本上消除孔隙的存在和冻害的发生。

　　2）采用憎水防水。既然混凝土、砂浆不可能达到100％的密实性，就必然存在一些孔隙和毛细管。我们可以在搅拌混凝土、砂浆时，掺入有机硅等憎水性防水剂、防水液，使混凝土、砂浆内部的孔隙、毛细管内壁形成一道憎水性薄膜，降低硅酸盐材料的吸水性，消除毛细管现象的产生，阻止水对混凝土及砂浆的渗透，从而达到降低冻害发生的目的。

　　3）采用薄膜防水。有机防水层具有防水、隔汽的功能。在建筑物表面施工有机防水层，使建筑物表面形成一道密闭的防水屏障，可隔断水对建筑物的侵袭，防止冻害的发生。这类有机防水材料可以是高聚物改性沥青防水卷材、高分子类防水卷（片）材、高聚物改性沥青类和高分子类防水涂料。

　　为保证防水效果，实际工程中常常联合采用以上三种防水方式。

　　3 结束语

　　通过对水在气化和固化过程中物理性质变化的分析，我们知道水的气化和固化都会对建筑物产生严重的危害，这种危害有时是灾难性的。我们可以通过合理的设计、施工来避免或减弱这种危害的发生。