混凝土表面反鹼原因

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在建築行業和少部分化工設備生產過程中需要進行大量的 混凝土澆築,然而,在混凝土外表面經常會產生一種白色鬆軟如絮毛物質的不明物體,我們稱之為泛鹼。混凝土的外觀質量是混凝土質量的直觀體現,越來越受到施 工承包商和業主等各個方面的重視,然而,據不完全統計,混凝土泛鹼在混凝土工程施工中出現的比例高達三分之一以上,雖然泛鹼一般不會對混凝土結構造成質量 事故,但是它的存在對混凝土的外觀質量影響較大,嚴重影響混凝土結構的美觀和質量等級的評定和驗收。

1、混凝土泛鹼產生的原因和機理

混凝土凝結硬化過程中,混凝土中水溶性組份隨孔隙水遷移到表面,隨著水分的蒸發,溶解在水中的組份沉澱後就會在建築表面形成白色鹽的堆積物,這就是泛鹼。

混凝土表面泛鹼,俗稱泛白或起霜,通過多次對泛鹼產生的白色鬆軟物質進行化學分析,結果表明:大部分產生的泛鹼都是不溶於水的碳酸鈣(caco3),偶爾 也會發現極少量的其他種類的泛鹼。這些鹽類一般會隨著雨雪等外界水分的作用下順水而去,但是在部分拐角等角落裡不易去除,對外觀質量產生很大的影響。

混凝土中水泥水化反應過程中,不僅僅生成了含水的硅酸鈣,同時還要生成大量的氫氧化鈣(ca(oh)2),這是一個不可避免的化學反應過程。氫氧化鈣 (ca(oh)2)是一種極容易溶解的物質,混凝土凝結硬化初期(數天或數週),其存在於混凝土的遊離水中,隨著混凝土的凝結乾燥,結構內部含氫氧化鈣濃 度較高的遊離水會逐漸沿著混凝土內部的微小孔隙向混凝土的表面移動,以補償表面被蒸發掉的水分,移動的同時也將溶於其中的氫氧化鈣(ca(oh)2)帶 出。移動到表面後,水分逐漸蒸發掉,而同時帶到表面的氫氧化鈣(ca(oh)2)迅速與空氣中的co2發生反應,生成不溶於水的白色殘酸鈣(caco3) 留在混凝土的表面。這次硬化過程中產生的泛鹼稱為初次泛鹼。

隨著混凝土在硬化過程的不斷進行,硬化速度逐漸減慢,泛鹼逐漸停止,但是數月甚至數年時間內,遇到雨水或者是南方返潮天氣,水分通過某些部位滲入混凝土內 部,與殘存的氫氧化鈣(ca(oh)2)溶合。隨著外界溫度的上升,水分隨著溫度的升高而蒸發,這時就會帶著溶於其中的氫氧化鈣再次帶到結構表面,當水分 蒸發後,留下反應後的碳酸鈣(caco3),形成第二次泛鹼。第二次泛鹼與第一次有些許差別,就是第二次泛鹼存在不規律性,不會整個結構面都有,只是不均 勻的出現在局部表面,這與水泥種類,密度,吸水率,表面粗糙度等等有關。

研究表明,影響混凝土是否產生泛鹼和泛鹼嚴重性的因素主要分以下幾個方面:

⑴水灰比過大。水灰比過大使混凝土內遊離水增多,混凝土泛鹼的可能性增大。

⑵與水泥本身有關,部分c3a含量低的水泥水化速度慢,容易產生泛鹼。

⑶外加劑摻入過多也會增加泛鹼的程度。

⑷在混凝土的配合比和集料配方面,砂率過小或級配不良的拌和混凝土容易出現泛鹼。

⑸混凝土原材料內部可溶性鹽和鹼含量過高,在一定條件下析出的鹼量越多,表面產生泛鹼的可能性越大。

另外,經過觀察和研究,溫度、溼度和風對泛鹼都有著顯著的影響。一般來說泛鹼是季節性問題,大部分情況下在冬季出現,因為在冬季水分的蒸發速度變慢,可以 使混凝土中的鹽分充分溶入孔隙水中,並遷移到砂漿的表面。另外低溫、高溼的氣候條件常見於冬春交替季節的南方沿海城市,這種氣候條件也很容易引起泛鹼的發 生。

2、混凝土泛鹼的預防措施

隨著人們對建築物結構外表面的審美要求越來越高,為了提高混凝土外觀質量,增加混凝土的表面美感,人們越來越重視對混凝土表面泛鹼的問題的預防和處理了。 雖然現在還沒有產品或者措施能完全阻止內部的氫氧化鈣水分向表面滲出,但是我們可以選擇對泛鹼的形成機理上採取相應的辦法來阻止和減少泛鹼的發生。

⑴、我們知道,在混凝土初凝的時候,析出到結構表面的水分越多,出現泛鹼的嚴重程度就越大,也說明了水灰比大的混凝土泛鹼的幾率和程度越嚴重,而乾硬性混凝土就越少,所以在滿足施工要求的基礎上減少拌合用水是減少泛鹼的方法之一。

⑵、 泛鹼是由於攜帶氫氧化鈣的水分子通過混凝土的空隙到達結構表面生成碳酸鈣的,我們是否可以考慮讓氫氧化鈣沒有到達混凝土表面之前就能發生反應,水化蒸發的 只是水分,氫氧化鈣不能帶出表面。我們可以增加養護時間,使混凝土的乾燥時間延長,增加空氣中的二氧化碳與氫氧化鈣在混凝土內部反應的幾率和時間,使生成 的碳酸鈣留在混凝土內部。另外可以在混凝土中添加配置的混合凝膠材料,使氫氧化鈣在未析出之前就發生反應,以此來減少氫氧化鈣的生成。

⑶、採用添加細集料的方式,如氣相法二氧化硅、偏高嶺土或者石灰石粉堵塞混凝土孔隙,這樣也可以達到降低泛鹼的作用。

⑷、添加反應性二氧化硅,使混凝土中的氫氧化鈣提前與其反應,降低析出的氫氧化鈣的量,減少泛鹼的產生。

另外,混凝土施工配合比級配合理、特別是關於粗細骨料是否適當、振搗及時,混凝土內部密實,外部水分不易進入混凝土內部,也是防止再次泛鹼的關鍵所在。

3、混凝土泛鹼的治理

一般情況下,出現泛鹼的情況,影響了建築物的外觀質量,如果可以的話必須想辦法清除,一般有如下三種辦法: ⑴當泛鹼表面面積不是很大、泛鹼不是很嚴重的情況下,可以直接人工颳去即可,利用一些有一定厚度和剛度的鋼片人工颳去混凝土表面的泛鹼,露出內部混凝土即 可。

⑵當泛鹼量比較大的情況下可以採取噴砂法,噴砂法採用普通的噴砂機裝上細顆粒的砂子對泛鹼混凝土進行噴砂,直至露出混凝土新的表面即可。

⑶在特殊情況下如果採用噴砂不可行,可以選擇酸洗法,利用1:10的(鹽酸:水)稀鹽酸進行清洗。在清洗之前必須用水溼潤泛鹼部位的表面,以利於稀鹽酸能夠充分的與泛鹼進行反應,也可以防止鹽酸通過混凝土孔隙進入內部對內部鋼筋進行腐蝕。

4、 結束語

引造成混凝土表面泛鹼的因素還有很多,如地域、溫溼度、天氣、季節、混凝土外加劑的品種等等,各種因素相互聯繫、相互影響,泛鹼的樣式也千奇百怪,對混凝 土結構的外觀質量產生了不同程度的影響。總之,泛鹼是一種常見的混凝土外觀質量問題,只要我們認真對待,採取切實可行的預防措施,行之有效的處理方式,一 定能很好的預防和解決混凝土泛鹼的問題。


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