红外热像法在外墙材料空鼓检测中的应用

红外热像法在外墙材料空鼓检测中的应用
Application of Infrared Thermography in the Hollowing Detection of Exterior Wall Materials
■ 张特纳 Zhang Tena
【摘 要】 文章通过工程实例，基于历史建筑外墙饰面材料组成试验，综合红外热像法和现场凿开验证试验结果，分析历史建筑外墙饰面空鼓情况，为后续类似的工程提供参考。

【关键词】红外热像法；历史建筑、外墙饰面；检测
【Abstract 】The experiment is operated on the basis of decorative materials applied to exterior finish wall of historical buildings, and its result is verified by integrating the approaches of infrared thermography and field chiseling. With the project cases, the paper analyzes the hollowing of exterior finish wall of historical buildings to provide a reference for similar projects in future.
【Keywords 】 the approach of infrared thermography, historical buildings,the exterior finish wall, detection
张特纳，工学硕士，上海世博土地控股有限公司工程师。

0 引言
自2006年中国工程建设标准化协会颁布行业规范《红外热像法检测建筑外墙饰面层黏结缺陷技术规程》（CECS 204:2006），红外热像检测法已逐步普遍应用于建筑外墙饰面材料黏结质量的检测。

但历史建筑由于建造年代较长，其外墙经历了多次维护和修缮，往往形成了由不同历史时期、不同材料组成的多层次饰面材料，因而其空鼓的检测判断往往不同于普通建筑外墙，加大了红外热像法检测的难度。

参考上海市房地产科学研究院编著的《上海历史建筑保护修缮技术》，历史建筑的外墙面按材料和施工工艺可分为如下几类：①外墙抹灰分为一般抹灰、拉毛抹灰和外墙洒毛灰；②饰面砖包括泰山面砖、瓷砖、花岗岩板、大理石板、青石板等；③清水墙；④石碴装饰，分水刷石、水磨石、斩假石，并在此基础上发展出干黏石、喷洗石、胶黏石、喷彩釉砂、干黏彩色瓷粒、机喷石碴等式。

因此，若将红外检测结果与外墙建筑构造和饰面材料的检测结合起来进行分析判断，应该能更为准确的检测历史建筑的空鼓情况。

1 工程概况
某近代优秀历史建筑建于上世纪20年代，为2层钢筋混凝土梁柱和砖外墙承重的混合结构房屋。

建筑外墙砌体材料为青砖，外墙饰面材料主要为砂浆层，目前最外层材料采用仿石涂料。

该建筑经过历次修缮，外墙饰面材料组成也较为复杂。

2 外墙的修缮历史
根据调查，该建筑1986年改造前，原有外立面装饰层为白色水刷石墙面；1986～1989年改造时，采用100mm 长不锈钢螺杆钉对原有外墙面空鼓部位进行加固，并在原有墙面喷涂一层仿石涂料，涂料表面拉毛。

2000年，房屋外立面又进行了一次全面的修缮工作，主要针对空鼓和裂缝，并对外立面重新喷刷仿真涂石漆，具体修缮的方法如下。

（1）裂缝处理：切割三角槽面宽0.6cm、深0.5cm，清除浮灰，填充柔性结构胶，抹至表面平整（稍凹）。

（2）大面积、较大面积空鼓、开裂、起壳处的修理
50 住宅科技/2016.06
检测鉴定
（0.5m 2以上）：切割空鼓、开裂、起壳处周围，清除原来的砂浆层，清除基层表面浮灰，涂刷或批嵌界面剂，再用黏合剂（添加剂）加入水泥砂浆分层修补（每次不超过1.2cm），抹至表面平整（稍凹）。

（3）砂浆层空鼓（表面不开裂）采用环氧树脂加不锈钢螺栓进行加固。

用比不锈钢螺栓直径大2mm 的钻头打孔，深度超过不锈钢螺栓20mm，吹除灰尘，压注环氧树脂(每处锚固点扩散不小于10cm 2)，然后锚固不锈钢螺栓。

（4）在外墙面重新喷涂仿真石涂漆。

3 房屋外墙饰面层的建筑构造检测
因房屋外墙历经多次修缮，其组成较为复杂，为给后续红外热像法检测外墙空鼓提供更为充分的判断依据，特对外墙建筑构造进行检测。

现场对饰面层进行取芯，并对面层组成材料进行判断。

外墙饰面层取芯抽样检测的位置分别选取在外墙底部和中部，取芯检测结果发现饰面层厚度不一，外墙底部因建筑效果和历次修缮的结果，饰面层厚度达70mm 左右，中部饰面层厚度为30mm 左右。

外墙装饰材料从外到里依次为真石漆层、仿大理石层、三合一层、混合砂浆层（图1）。

委托专业机构采用立体显微镜对外墙底部测点的装饰
材料进行观察和实验室材料检测分析。

通过Zeiss（Stemi-2000-C）立体显微镜观察并结合实验室分析：①第一层表面已被少量灰尘、油脂覆盖，使其颜色较原来稍微暗淡，通过常规的清洗、清洁方法即可恢复原状；②第二层在后期修补过程中，表面先刷有黄色涂料，后又刷上蓝色涂料，部分裂缝采用硅胶修补；③第三层为三合一层，由石灰、水泥、砂子、稻草混合组成，初步判定为加补第二层之前的装饰面层；④第四层为混合砂浆层，由石灰、水泥、砂子混合组成，初步判定为原找平层。

外墙材料的详细组成详见表1，立体显微镜显微照片详见图2~5。

4 房屋外墙饰面层空鼓的红外检测
现场完损调查检测表明，由于房屋外墙墙面多年未修，存在一定程度的损坏老化现象，损坏主要以空鼓和裂缝为主。

采用NEC TH9100型红外热像仪对受检房屋东、南立面外墙饰面的空鼓状况进行现场检测，现场典型数码照片和红外检测照片如图6所示。

结果表明，局部区域明显出现温度差异。

为更清楚地表示温度差异区域，特将红外照片中温度差异大于1℃的区域突出显示，详见图6中红外检测照片。

选取部分红外热像显示温度异常部位，采用响鼓锤敲击该处墙面，发现温度异常部位存在空鼓现象。

由于本房屋外墙饰面层分层较多、组成较为复杂，故需确定空鼓主要发生在哪一层。

（1）调查房屋的修缮记录。

根据房屋的修缮记录，
在外墙饰面空鼓的处理中，1986～1989年改造时，采用100mm 长不锈钢螺杆钉，对外墙饰面和墙体进行固定；2000年又采用50mm 的不锈钢螺杆钉，对外墙饰面进行固定。

由此可以判断，1986年的修缮将整个外墙饰面固定于外墙，起到了良好的作用；2000年修缮所用的50mm 的不锈钢螺杆钉，主要将外墙饰面的外层固定在
表
1 外墙材料组成
外墙底部检测点外墙中部检测点
图1 外墙饰面材料组成图
370
mm 厚砖墙
38～41mm 厚混合砂浆层20～23mm 厚三合一层9～12.5mm 厚仿大理石层
1.4～
2.6mm 厚真石漆层
240mm 厚砖墙
30mm 厚混合砂浆层3mm 厚砂浆涂料层
2mm 厚真石漆层
2016.06/住宅科技 51
检测鉴定
图2 四层结构显微图片（放大65
倍）
图3 第一层细部结构（放大65
倍）
图
4 第一、二层之间的黄色与蓝色涂料层
放大125倍
放大65倍图5 “三合一层”显微图片
里层。

（2）采用立体显微镜观察第二层，发现部分裂缝采用硅胶修补。

依据修缮资料，初步判断空鼓部位可能主要发生在外墙第二层仿大理石层与第三层三合一砂浆层之间。

（3）根据现场对空鼓部位的取芯检测结果，空鼓部位确实主要存在于外墙第二层仿大理石层与第三层三合一砂浆层之间。

根据取芯和人工敲击验证，基于红外热像检测结果，外墙饰面空鼓率约为6%。

5 结语
历史建筑外墙饰面材料组成往往较为复杂，在采用红外热像法检测的同时，最好先对饰面材料的组成进行检测分析，并采用局部敲击进行验证；对于由多层材料组成的饰面层，应结合历史修缮资料，进一步局部开凿检查空鼓发生的界面位置。

（收稿日期：2016-04-19）
图6 典型外墙空鼓红外检测照片(红外照片中的深色区域为空鼓区域)
对应红外检测照片一
典型位置二照片典型位置一照片对应红外检测照片三
对应红外检测照片二
典型位置三照片52 住宅科技/2016.06
检测鉴定。