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混凝土表面反堿原因

文章出處:人氣: 發表時間:2017-09-02 16:04:19
在建筑行業和少部分化工設備生產過程中需要進行大量的 混凝土澆筑,然而,在混凝土外表面經常會產生一種白色松軟如絮毛物質的不明物體,我們稱之為泛堿?;炷恋耐庥^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,混凝土泛堿在混凝土工程施工中出現的比例高達三分之一以上,雖然泛堿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、混凝土泛堿產生的原因和機理
 
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淀后就會在建筑表面形成白色鹽的堆積物,這就是泛堿。
 
混凝土表面泛堿,俗稱泛白或起霜,通過多次對泛堿產生的白色松軟物質進行化學分析,結果表明:大部分產生的泛堿都是不溶于水的碳酸鈣(caco3),偶爾 也會發現極少量的其他種類的泛堿。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里不易去除,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(數天或數周),其存在于混凝土的游離水中,隨著混凝土的凝結干燥,結構內部含氫氧化鈣濃 度較高的游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,移動的同時也將溶于其中的氫氧化鈣(ca(oh)2)帶 出。移動到表面后,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,生成不溶于水的白色殘酸鈣(caco3) 留在混凝土的表面。這次硬化過程中產生的泛堿稱為初次泛堿。
 
隨著混凝土在硬化過程的不斷進行,硬化速度逐漸減慢,泛堿逐漸停止,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,這時就會帶著溶于其中的氫氧化鈣再次帶到結構表面,當水分 蒸發后,留下反應后的碳酸鈣(caco3),形成第二次泛堿。第二次泛堿與第一次有些許差別,就是第二次泛堿存在不規律性,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堿和泛堿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游離水增多,混凝土泛堿的可能性增大。
 
⑵與水泥本身有關,部分c3a含量低的水泥水化速度慢,容易產生泛堿。
 
⑶外加劑摻入過多也會增加泛堿的程度。
 
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堿。
 
⑸混凝土原材料內部可溶性鹽和堿含量過高,在一定條件下析出的堿量越多,表面產生泛堿的可能性越大。
 
另外,經過觀察和研究,溫度、濕度和風對泛堿都有著顯著的影響。一般來說泛堿是季節性問題,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,并遷移到砂漿的表面。另外低溫、高濕的氣候條件常見于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堿的發 生。
 
2、混凝土泛堿的預防措施
 
隨著人們對建筑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堿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堿的形成機理上采取相應的辦法來阻止和減少泛堿的發生。
 
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,出現泛堿的嚴重程度就越大,也說明了水灰比大的混凝土泛堿的幾率和程度越嚴重,而干硬性混凝土就越少,所以在滿足施工要求的基礎上減少拌合用水是減少泛堿的方法之一。
 
⑵、 泛堿是由于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,使混凝土的干燥時間延長,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、采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堿的作用。
 
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,減少泛堿的產生。
 
另外,混凝土施工配合比級配合理、特別是關于粗細骨料是否適當、振搗及時,混凝土內部密實,外部水分不易進入混凝土內部,也是防止再次泛堿的關鍵所在。
 
3、混凝土泛堿的治理
 
一般情況下,出現泛堿的情況,影響了建筑物的外觀質量,如果可以的話必須想辦法清除,一般有如下三種辦法: ⑴當泛堿表面面積不是很大、泛堿不是很嚴重的情況下,可以直接人工刮去即可,利用一些有一定厚度和剛度的鋼片人工刮去混凝土表面的泛堿,露出內部混凝土即 可。
 
⑵當泛堿量比較大的情況下可以采取噴砂法,噴砂法采用普通的噴砂機裝上細顆粒的砂子對泛堿混凝土進行噴砂,直至露出混凝土新的表面即可。
 
⑶在特殊情況下如果采用噴砂不可行,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濕潤泛堿部位的表面,以利于稀鹽酸能夠充分的與泛堿進行反應,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。
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