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混凝土泛碱的原因分析和防治措施
时间:2015-07-03   点击:(947)


在建筑行业和少部分化工设备生产过程中需要进行大量的混凝土浇筑,然而,在混凝土外表面经常会产生一种白色松软如絮毛物质的不明物体,我们称之为泛碱。混凝土的外观质量是混凝土质量的直观体现,越来越受到施工承包商和业主等各个方面的重视,然而,据不完全统计,混凝土泛碱在混凝土工程施工中出现的比例高达三分之一以上,虽然泛碱一般不会对混凝土结构造成质量事故,但是它的存在对混凝土的外观质量影响较大,严重影响混凝土结构的美观和质量等级的评定和验收。

1、混凝土泛碱产生的原因和机理

 

混凝土凝结硬化过程中,混凝土中水溶性组份随孔隙水迁移到表面,随着水分的蒸发,溶解在水中的组份沉淀后就会在建筑表面形成白色盐的堆积物,这就是泛碱。

 

混凝土表面泛碱,俗称泛白或起霜,通过多次对泛碱产生的白色松软物质进行化学分析,结果表明:大部分产生的泛碱都是不溶于水的碳酸钙(caco3),偶尔也会发现极少量的其他种类的泛碱。这些盐类一般会随着雨雪等外界水分的作用下顺水而去,但是在部分拐角等角落里不易去除,对外观质量产生很大的影响。

 

混凝土中水泥水化反应过程中,不仅仅生成了含水的硅酸钙,同时还要生成大量的氢氧化钙(ca(oh)2),这是一个不可避免的化学反应过程。氢氧化钙(ca(oh)2)是一种极容易溶解的物质,混凝土凝结硬化初期(数天或数周),其存在于混凝土的游离水中,随着混凝土的凝结干燥,结构内部含氢氧化钙浓度较高的游离水会逐渐沿着混凝土内部的微小孔隙向混凝土的表面移动,以补偿表面被蒸发掉的水分,移动的同时也将溶于其中的氢氧化钙(ca(oh)2)带出。移动到表面后,水分逐渐蒸发掉,而同时带到表面的氢氧化钙(ca(oh)2)迅速与空气中的co2 发生反应,生成不溶于水的白色残酸钙(caco3)留在混凝土的表面。这次硬化过程中产生的泛碱称为初次泛碱。

 

随着混凝土在硬化过程的不断进行,硬化速度逐渐减慢,泛碱逐渐停止,但是数月甚至数年时间内,遇到雨水或者是南方返潮天气,水分通过某些部位渗入混凝土内部,与残存的氢氧化钙(ca(oh)2)溶合。随着外界温度的上升,水分随着温度的升高而蒸发,这时就会带着溶于其中的氢氧化钙再次带到结构表面,当水分蒸发后,留下反应后的碳酸钙(caco3),形成第二次泛碱。第二次泛碱与第一次有些许差别,就是第二次泛碱存在不规律性,不会整个结构面都有,只是不均匀的出现在局部表面,这与水泥种类,密度,吸水率,表面粗糙度等等有关。

 

研究表明,影响混凝土是否产生泛碱和泛碱严重性的因素主要分以下几个方面:

 

(1)水灰比过大。水灰比过大使混凝土内游离水增多,混凝土泛碱的可能性增大。

 

(2)与水泥本身有关,部分c3a 含量低的水泥水化速度慢,容易产生泛碱。

 

(3)外加剂掺入过多也会增加泛碱的程度。

 

(4)在混凝土的配合比和集料配方面,砂率过小或级配不良的拌和混凝土容易出现泛碱。

 

(5)混凝土原材料内部可溶性盐和碱含量过高,在一定条件下析出的碱量越多,表面产生泛碱的可能性越大。

 

另外,经过观察和研究,温度、湿度和风对泛碱都有着显著的影响。一般来说泛碱是季节性问题,大部分情况下在冬季出现,因为在冬季水分的蒸发速度变慢,可以使混凝土中的盐分充分溶入孔隙水中,并迁移到砂浆的表面。另外低温、高湿的气候条件常见于冬春交替季节的南方沿海城市,这种气候条件也很容易引起泛碱的发生。

 

2、混凝土泛碱的预防措施

 

随着人们对建筑物结构外表面的审美要求越来越高,为了提高混凝土外观质量,增加混凝土的表面美感,人们越来越重视对混凝土表面泛碱的问题的预防和处理了。虽然现在还没有产品或者措施能完全阻止内部的氢氧化钙水分向表面渗出,但是我们可以选择对泛碱的形成机理上采取相应的办法来阻止和减少泛碱的发生。

 

(1)、我们知道,在混凝土初凝的时候,析出到结构表面的水分越多,出现泛碱的严重程度就越大,也说明了水灰比大的混凝土泛碱的几率和程度越严重,而干硬性混凝土就越少,所以在满足施工要求的基础上减少拌合用水是减少泛碱的方法之一。

 

(2)、泛碱是由于携带氢氧化钙的水分子通过混凝土的空隙到达结构表面生成碳酸钙的,我们是否可以考虑让氢氧化钙没有到达混凝土表面之前就能发生反应,水化蒸发的只是水分,氢氧化钙不能带出表面。我们可以增加养护时间,使混凝土的干燥时间延长,增加空气中的二氧化碳与氢氧化钙在混凝土内部反应的几率和时间,使生成的碳酸钙留在混凝土内部。另外可以在混凝土中添加配置的混合凝胶材料,使氢氧化钙在未析出之前就发生反应,以此来减少氢氧化钙的生成。

 

(3)、采用添加细集料的方式,如气相法二氧化硅、偏高岭土或者石灰石粉堵塞混凝土孔隙,这样也可以达到降低泛碱的作用。

 

(4)、添加反应性二氧化硅,使混凝土中的氢氧化钙提前与其反应,降低析出的氢氧化钙的量,减少泛碱的产生。

 

另外,混凝土施工配合比级配合理、特别是关于粗细骨料是否适当、振捣及时,混凝土内部密实,外部水分不易进入混凝土内部,也是防止再次泛碱的关键所在。

 

3、混凝土泛碱的治理

 

一般情况下,出现泛碱的情况,影响了建筑物的外观质量,如果可以的话必须想办法清除,一般有如下三种办法:

 

(1)当泛碱表面面积不是很大、泛碱不是很严重的情况下,可以直接人工刮去即可,利用一些有一定厚度和刚度的钢片人工刮去混凝土表面的泛碱,露出内部混凝土即可。

 

(2)当泛碱量比较大的情况下可以采取喷砂法,喷砂法采用普通的喷砂机装上细颗粒的砂子对泛碱混凝土进行喷砂,直至露出混凝土新的表面即可。

 

(3)在特殊情况下如果采用喷砂不可行,可以选择酸洗法,利用1:10的(盐酸:水)稀盐酸进行清洗。在清洗之前必须用水湿润泛碱部位的表面,以利于稀盐酸能够充分的与泛碱进行反应,也可以防止盐酸通过混凝土孔隙进入内部对内部钢筋进行腐蚀。

 

4、结束语

 

引造成混凝土表面泛碱的因素还有很多,如地域、温湿度、天气、季节、混凝土外加剂的品种等等,各种因素相互联系、相互影响,泛碱的样式也千奇百怪,对混凝土结构的外观质量产生了不同程度的影响。总之,泛碱是一种常见的混凝土外观质量问题,只要我们认真对待,采取切实可行的预防措施,行之有效的处理方式,一定能很好的预防和解决混凝土泛碱的问题。


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