1 外墙渗漏问题
多少年来，我国建材行业、建筑行业为解决建筑，外墙的渗漏问题，进行了大量的研究，诸如研制各种新型外墙防水材料、提高砂奖防水设计标准、改进外墙施工工艺技术、采用结构防水与材料防水相结合的综合防水措施，等等。但是，建筑外墙的渗漏问题尚未得到根本解决。随着新型墙体材料的发展，以及我国住房分配货币化改革步伐的加快，建筑外墙渗漏问题已引起越来越多的用户及有关部门的关注。能否可靠防治建筑外墙的渗漏问题，能否有效地对外墙渗漏进行维修，直接影响到人们居住环境的改善，涉及到房改政策的落实，同时也影响到我国经济建设的发展。
我国目前对于外墙抗渗性能的检测，只有玻璃幕墙、金属幕墙的抗渗试验设备及方法，且仅以雨水强度试验为主；材料方面以压力渗透试验为主。而大量使用的建筑外墙材料为砌筑材料，对于砌体结构外墙抗渗性能检测目前尚无成熟的仪器设备及方法。因此研究外墙的雨水渗透动力学原因，有利于找出渗漏关键，为设计、施士及材料生产质量控制提供依据，也有
利于有效地维护、修理。
2 外墙的雨水渗透动力特性
外墙的雨水渗透劫力学原因较为复杂，不同的外墙结构体系及材料，其渗漏的动力学原因不同。为了分析研究不同外墙结构、材料、施工方法对外墙抗渗特性的影响，我们研制了两台外墙抗渗试验设备，试验条件及方法参照国内外幕墙抗渗试验方法(雨水强度试验)，并增加了毛细渗透试验、压力渗透试验(这里指的压力渗透并非是风速引起的风压力，而是墙体空腔或瓷砖空鼓引起的温度变化形成的压差，后面详述）、重力渗透试验。
对于幕墙及大板结构墙体的抗渗试验结果表明：采用雨水强度渗透试验(即在上海地区百年不遇降雨量及风速下，连续进行脉动、恒定风压测试)，对板缝采用高分子粘合材料、有机密封材料的缺陷以及高分子材料固化过程中挥发引起的螺旋孔洞的检验十分有效，对在温度应力作用下引起板缝密封材料开裂的检测也很有效，其渗漏特点为外墙背面出现滴水现象。抗渗试验脉动加压如图1所示，恒定加压如图2所示。
外墙的毛细渗透试验，经过100h连续渗透，对幕墙结构外墙毫无影响。由于幕墙一般为单体材料，不存在内部空腔温差引起压差问题，同时也不存在幕墙外表面设置挡水部件引起积水导致重力渗透问题。因此，采用雨水强度渗透测定幕墙的抗渗性能已足以说明问题。
但是，对于砌筑结构墙情况就不一样，我们分别对混凝土空心小型砌块外墙、陶粒空心小型砌块外墙、实心粘土砖外墙、空心粘土砖外墙进行了对比试验，其结果表明：采用雨水强度渗透试验，在标准渗透时间1OOmin内毫无影响，只有当砌体结构出现贯穿裂缝时，外墙背面才出现湿斑。在对上海心华制衣有限公司、上海体育学院教学楼外墙渗漏原因分析中，现场未发现现外墙有贯穿裂缝，因此首先考虑的是毛细渗透原因；通过连续20h的毛细渗透试验，发现渗斑出现较严重，粘土砖外墙出现弥散性渗斑，小型空心砌块出现条状(灰缝)渗斑。参考国外混凝土小型砌块砌筑方法—筋肋法(图3)及国内目前规范中的砌筑方法—满肋法(图4)进行对比试验发现，采用筋肋法后的毛细渗透时间大大延长。
再分别对砌筑砂浆、砌块、粘土砖进行材料毛细渗透速率试验，结果如图5、图6、图7所示。按砌筑规范要求砌筑用的1：1：6混合砂浆，其渗透速率大大高于混凝土小型砌块，由图5、图6曲线可见与粘土砖渗透特性相近。砌块采用满肋法砌筑使墙体形成了毛细渗透通道，加快了小型砌块外墙灰缝的毛细渗透速度。因此，对砌筑结构外墙的毛细渗透试验是测定其抗渗性能的主要内容之一。
通过对上海复星二期工程混凝土小型砌块贴面砖外墙渗漏情况现场分析，发现瓷砖空鼓情况较普遍，而且瓷砖之间勾缝材料处于湿度较大的状态，空鼓内部有积水。在此之前反复出现过气温变化悬殊、雨水较多的情况。由于小型砌块空腔与瓷砖空鼓腔在下雨时墙体温度梯度大，空腔内部气体急剧收缩引起负压，通过微裂缝及毛细通道，将雨水吸入的可能性较大。瓷砖空鼓成为蓄水腔，积水引起重力渗透，导至外墙在水压下的长时间连续渗透，一旦遇到太阳暴晒，又形成一定的蒸汽压力，加速渗透进行。针对这一分析睛况，进行了温差引起压力渗透对比试验，对面砖空鼓外墙试件用电热毯连续24h均衡加热(局部瓷砖面用防水材料勾缝，局部不加温)，将外墙面升温至40℃，对墙面进行20℃温水喷淋试验10h发现，未勾缝部位加热的墙面出现渗斑，其余的未出现渗漏。我们通过分析认为：由瓷砖空鼓温差引起空气收缩能量很有限，气温的交替变化对小型空心砌块的空腔产生的收缩膨胀能量较大，而当外墙面粉刷不密实，巨大的空气收缩能量足够使雨水灌满瓷砖空腔。因此，对于需要贴面砖的外墙及空心砌体(包括空心粘土砖)进行外墙压力渗透试验及重力渗透试验也是不可缺少的。
进行实验室外墙抗渗试验，对试样做抗渗性能的测定分析，可作为外墙设计时的参考。通过测试可评价墙体设计、材料选择是否合理，当然，此项研究尚有不完善之处，还应对外墙施工质量进行现场检验，评定施工质量是否符合要求。目前有关主管部门正在落实下达相应的检测方法及仪器研制的任务，预计不久将可为检测部门对外墙施工现场质量控制提供检验手段。确定外墙抗渗性能应当达到什么样的指标才能符合实际需要，涉及到以下几方面的因素：所处地域、气候条件(温差、降雨量及风压)、建筑结构体系、建筑层高。目前我们考虑到传统粘土砖外墙几千年用下来，一般为人们所接受(尽管今年年初以来也有粘土砖外墙建筑出现渗漏，当然被认为是施工质量问题)，因此对所有砌体结构外墙的抗渗指标的确定，应按照同样厚度尺寸实心粘土砖外墙性能指标，以当地气象条件为外墙抗渗设计依据，以粘土砖外墙抗渗指标值为最低限度，根据建筑物层高的增加，抗渗指标也相应提高。
3 外墙材料与砌筑抹灰材料的雨水渗透特性
外墙抗渗是否单单提高外墙材料的抗渗指标就可以解决问题呢?根据目前国内某些新型墙体材料施工规范中对材料的抗渗指标来看，确实是从这方面来考虑的，例如，混凝土小型砌块标准中，要求200mm水柱2h内下降水位不大于10mm，这一条件对大多数国产成型机生产的混凝土小型砌块来说难以达到，这一指标是否必要呢?为此，我们对上述提到的一些砌筑材料及其砌筑灰浆、粉刷抹灰砂浆、刮糙砂浆进行了材料重力渗透试验。在200mm水柱下，重力渗透试验结果如图8、图9所示。
根据材料重力渗透特性曲线可见，砌体材料、砌筑砂浆的抗重力渗透性能相差很大，尤其是粘土砖与陶粒空心小型砌块，在重力渗透作用下，远不如混凝土小型砌块抗渗性能。而在实际应用中，抗渗性能试验证明是最差的粘土砖，却不容易出现渗漏。显然，引起外墙渗漏的直接原因并非来自墙体材料自身的抗渗指标高低。
4 外墙的渗透与蒸发平衡
首先可以肯定，在一定的条件下外墙抗渗性能的好坏与材料本身的抗渗性能有关，但是，了解材料的渗透特性，进行合理的外墙防水结构设计，是可以达到外墙抗渗目的的。而采用渗透速率大的材料往往储水能力大，墙体呼吸性能好，渗透蒸发平衡能力强。因此，对于不同抗渗特性的墙体材料，采用合理的外墙防水结构，均可设计出防水性能优良的外墙，而条件允许的情况下采用吸水率大的墙体材料往往可获得综合物理性能理想的外墙。混凝土小型空心砌块外墙的保温性能不如粘土砖外墙是众所周知的，防水性能也同样如此，这是应用实践已经证明了的。提出过高的墙体材料的抗渗指标，不但不能解决外墙的抗渗问题，相反降低了墙体的呼吸性能及其它物理性能指标；另外，过高的材料抗渗指标要求，也可能使我国新型墙体材料的发展遇到难以逾越的障碍。
通过试验证明，当外墙受到雨水喷淋后，粘土砖具有极高的渗透与蒸发平衡能力，可大量吸水，也可很快扩散水分，而混凝土砌块则相反。根据我们初步研究结果认为：
1)对于呼吸特性好的墙体材料，可考虑外墙采用外防水结构，即外墙面用1：3刮糙，1：1：4粉刷抹灰。通过墙面进入墙体内的水量是一定的，这些水分要返回外防水层蒸发的速度极慢，只有通过内墙而向室内蒸发，因此墙体材料的水分，扩散越快，蒸发面积就越大，蒸发量也越大。当蒸发速率大于渗透速率时，墙面不会出现湿斑，达到外墙抗渗目的。而当内墙面涂刷不透气的高分子涂料或粘贴壁纸时，大量水分易积聚在墙体内，破坏了蒸发平衡环节，日积月累，造成内墙涂料或壁纸起鼓、开裂、剥落、霉变，产生所谓的渗漏。砌块抗渗性能越高，则通过外防水层进入墙体内部的水分绝大部分集中在抗渗薄弱的灰缝内向内墙面迁移。灰缝的湿度极高，而蒸发通道狭窄，导致了明显湿斑的出现。因此，设计时不能一味提高内墙粉刷层的抗渗标号，相反应采用较厚的1：1：6混合砂浆，以便促使水分通过内墙面粉刷层快速疏散，并辅以透气性好的内墙涂料装饰，减少水分迁移阻力。
2)对于抗渗指标高的、具有装饰效果的外墙材料，采用墙体内防水形式要有利得多，既可避免昂贵的外墙防水涂料在紫外线照射下难免要老化的问题，同时，室外的空气流动量大，使墙体材料中水分的蒸发速度远远高于室内，而墙面内侧采用防水处理可避免材料受紫外线破坏，材料选择余地十分广泛、经济。当然，外墙面可用有机硅乳液喷涂，在保证外墙面透气的前提下，减少雨水对外墙面毛细渗透作用。
3)对于多孔结构的墙体材料，如混凝土空心型砌块，尽量采用筋肋法砌筑，切断毛细通道；适当地提高砌筑砂浆的强度及抗渗标号，使内部空腔保持连通；在内墙一侧隐蔽部位留有通气孔，消除温差引起的压力渗透。对于外墙贴面材料的使用，应保证粘实；勾肋贴面用的灰缝材料应考虑采用膨胀水泥浆，掺一定量的聚合物，防止勾缝材料收缩龟裂。
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