时间:2013-08-14 16:02 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:论文部落 点击次数:
在园林景观工程中,经常会看到一层白色物质出现在混凝土、烧结砖、石板、瓷砖等的表面,一般呈白色粉末状、絮团状或絮片状,这种现象就是泛碱。图1是上海某工程烧结砖在施工几周后大面积出现泛碱,泛碱物质如同白色的霜覆盖的烧结砖表面,通常称为析霜或析白;图2是广州某工程结构在施工数月后出现泛碱,白色物质随水流留下痕迹,俗称石材“流泪”。作为园林景观中点睛之笔的水景一旦出现泛碱,就会严重影响美观,甚至会降低业主对整个园林建筑工程观感质量评定等级。目前国内的高档小区、酒店和重要的市政园林景观工程一般要求不能出现泛碱。泛碱是常见的工程问题,有时会被要求返工重做,这样不仅造成不必要的花费,而且会延误工期,造成重大损失。园建饰面泛碱是行业性“疑难杂症”,我们通过分析其成因,提出预防及治理的方法。
1.产生泛碱的原因
园建饰面出现泛碱,是因为水泥、砂浆、混凝土、砌体、瓷砖、涂料等建筑材料的内可溶性盐碱随温度、湿度等外部环境的变化,在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的发生而产生的结果。泛碱物质的主要来源是园建饰面下面的水泥基(包含混凝土)材料。除了饰面、水泥基等材料,所在环境条件也会对泛碱现象的出现产生影响,导致出现一次泛碱和二次泛碱。
韩静云[1]引用日本竹本国男等人对盐霜成分的分析结果,指出盐霜成分视生成条件不同大体上分为以下四类:泛碱生成的主要物质分成四类:①全部由CaCO3组成;②由CaCO3+K2SO4+Na2SO4组成;③由大量的 CaCO3和少量的Na2SO4组成;④由大量的 Na2SO4和少量的 CaCO3组成。一般认为[2],园建饰面出现的泛碱析出物质的主要成分为Ca(OH)2和CaCO3,其中CaCO3产生过程和机理
当水泥基材料表面出现水时,水泥中可溶性的Ca(OH)2溶于水中,随着水分迁移到水泥基材料的表面,同时空气中的CO2溶于水中生成H2CO3,这样Ca(OH)2与H2CO3发生化学反应产生难溶性的CaCO3沉积在水泥基材料的表面。另外,水泥中含有Na2O、K2O,在石膏和水的作用下生成可溶性的Na2SO4和K2SO4,它们随水分迁移到水泥基材料表面,当水分蒸发后也析出白色晶体。
园建饰面出现泛碱,除以上化学形成机理,还与很多环境因素有关,一般在雨后、背阴、通风处,且冬季施工中出现得较多。对于产生泛碱的必要条件,国内有大量的研究,现一般认为有以下几个方面[3,4]:①可溶性盐或碱的存在;②有大量溶解可溶性盐或碱的水;③具有干燥吸湿热力学特性的亲水性毛细孔;④反复干湿循环、冷热交替的外界环境;⑤具有温度差、湿度差或压力差的外界环境。
在时间和环境因素的作用下,泛碱按照生成过程的不同可以分为一次泛碱和二次泛碱 [5,6]。
随着新浇注混凝土的干燥失水,结构内部的含Ca(OH)2、NaOH、KOH等可溶成分的游离水会逐渐沿着毛细孔向外迁移,以补偿表面被蒸发掉的水分,从而将溶于其中的 Ca(OH)2、NaOH、KOH等带出到混凝土表面而结晶析出的现象称为一次泛碱。一次泛碱一般在成型后一天内便可发生完毕,通常形成比较均匀的覆盖层,但是并不一定出现在混凝土的每个表面上。它的产生在某种情况下是一种必然,只是严重程度不同而已。在园建中,一次泛碱是需要重点预防的。
干燥硬化后的混凝土由于养护水、雨水、地下水等的再次浸入,将材料中的可溶性成分溶解并带至表面后干燥析出称为二次泛碱。二次泛碱一般不会出现在混凝土的整个表面上,而只是不均匀地出现在局部,与混凝土的密实度、吸水率、表面孔隙度有关,表面粗糙易积水、内部疏松吸水率大的部位较易出现。二次泛碱出现的时间较晚,一般在一两年之后,虽然这时工程已经验收,但仍需注意做好初期的防护,避免二次泛碱的发生。
2.预防泛碱的措施
针对泛碱现象的成因,可以从减少可溶性碱物质含量和阻止水的侵入两个方面采取必要措施,从而达到预防泛碱的目的。
(1)减少可溶性物质
a.选用低碱水泥。降低水泥中碱含量,可直接减少可溶性盐碱的含量;
b.优先选用粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合水泥。这类水泥中水泥的含量较普通硅酸盐水泥中少,产生Ca(OH)2量也较少;
c.当只有普通硅酸盐水泥时,可掺加一定量的粉煤灰、矿渣、火山灰、硅灰等活性矿物掺合料。使用活性矿物掺合料具有降低混凝土渗透性和消除碱的双重作用。其中,硅灰效果最好,还能提高强度,但成本相对高。掺加粉煤灰、矿渣和火山灰可以降低成本,同时也会降低混凝土早期强度。采用多种掺合料复掺、发挥掺合料的协调效应,最终效果会更好;
d. 加强混凝土的养护。事实上,只要有良好的养护条件,提高混凝土周围的空气湿度,使混凝土干燥速度放慢,空气中的CO2就有足够的机会从混凝土的微孔中进入内部,并与处在溶解状态的Ca (OH)2发生反应,生成CaCO3停留在混凝土内部,这样,混凝土干燥过程中蒸发的只是水分,Ca(OH)2就不会被带出表面,从而达到预防泛碱的目的。
(2)阻止水的侵入
a. 提高混凝土致密性。泛碱往往产生在混凝土制品不密实和填充差孔隙率较大的结构表面。提高制品的致密性对改善孔隙结构、根除水的浸入极为重要。采用合理的混凝土配合比、高效减水剂、降低水灰比和科学的养护方法,就能减少结构内孔隙和毛细孔直径,使结构内部十分致密和表面坚实紧密,切断可溶性物质的迁出通道,阻止盐碱的形成;
b.表面防水处理。表面防水处理就是在饰面上涂刷能形成防水层的物质,堵塞毛细孔,形成一层憎水层,使水难以浸入,同时可溶性物质不能析出;
c.整体防水处理。就是在拌制粘结砂浆时掺入防水剂,使粘结层内部及表面均匀分布防水薄膜,从而达到防水目的;
d.勾缝处理。石材必须离缝铺贴,缝宽不小于5mm,板缝采用防
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