混凝土的外观质量是混凝土质量的直观体现,混凝土表面色泽的均匀性及油亮性越来越受到建筑承包商和业主的关注,要求也越来越高,已逐渐成为一项重要的经济因素。泛白是混凝土表面最常出现的现象。据不完全统计,泛白现象在混凝土工程中高达36%以上,是建筑工程中难以对付的“病症”之一,虽然一般不会引起建筑结构的质量事故,但它的存在对建筑物的美观和建筑工程质量等级的评定都会带来严重的影响。
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混凝土表面泛白的机理
混凝土表面泛白,俗称泛碱或起霜,一般认为是在水泥水化过程中,C3S和C2S水化生成C-S-H凝胶的同时,形成了大量的Ca(OH)2,Ca(OH)2是一种极易溶解的物质,在水化初期往往存在于混凝土的游离水中。在混凝土凝结硬化早期,随着混凝土的干燥,结构内部含氢氧化钙浓度较高的游离水会逐渐沿着内部毛细孔向外迁移,以补偿表面被蒸发掉的水分,将溶于其中的Ca(OH)2带出,到达混凝土表面后,Ca(OH)2还会与空气中的CO2和水分发生化学反应,生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,附着在混凝土表面上。这种在硬化过程中产生的泛碱称为初次泛白。
混凝土在硬化过程中随着时间的延长,硬化速度逐渐减慢,在雨雪的侵蚀下,水分又会在某些部位渗入混凝土内部,进入的水分又会溶解残存的氢氧化钙,当水分随外界温度升高而蒸发时就会将溶于其中的氢氧化钙再次带到结构表面,形成二次泛白。
第二次泛白与初次泛白有所不同,多数情况下不会出现在混凝土的整个表面上,而是不均匀的出现在局部表面。这种泛白与水泥品种、用量、密实度、吸水率和孔隙率有关。表面粗糙易积水、内部疏松吸水率大的部位最容易产生多次泛白。
混凝土表面泛白原因及预防措施
目前国内尚未研制出能真正有效阻止混凝土内含氢氧化钙的水分向表面析出的外加剂,只能针对泛白形成的原因采取相应的预防措施。
拌制的混凝土出现泌水
初凝时渗出结构表面的水分越多,出现泛白的严重性就越大。主要表现在以下几个方面:
(1)水灰比过大。水灰比越大,拌合物内的游离水量也越多,混凝土泌水的可能性也就越大,混凝土泛白较多。为此,在满足施工操作的前提下,应尽量减少拌和用水量,降低水灰比。
(2)外加剂掺量过大也会造成混凝土拌合物泌水,在此情况下应减少外加剂掺量。
(3)与水泥有关。受原材料来源、生产控制及工艺条件的影响,不同厂家生产的水泥的矿物成分含量也不同。一般情况下,对C3A含量高的水泥,因其水化快,对外加剂的吸附量又大,在同等条件下避免了外加剂的过掺,不易出现因外加剂掺量过大造成的泌水。对C3A含量低的水泥,则应适当减少外加剂掺量。
(4)与混凝土的配合比及集料级配有关。砂率过小或级配不良的拌合物容易出现泌水。
(5)在其他条件不变的情况下,搅拌站一般希望通过外加剂的调整来适应原材料变化,满足不同标号混凝土的泵送要求。在外加剂中加入适量的保水、保塑及引气组份,对提高混凝土的和易性、减少泌水和沉降有利。
建筑材料内部可溶性盐和碱的含量偏高
1、水泥是混凝土的主要组成部份,水泥本身的碱金属氧化物含量越高,在一定条件下可供析出的碱量越多,拌制混凝土表面泛白的可能性也就越大。水泥的含碱量同时对外加剂的作用产生很大影响。因此,在选用水泥时,应尽量选用低碱水泥。
2、集料中可溶性盐含量的高低也是影响混凝土表面泛白的一个重要因素。如果条件允许,应该对集料有一定的选择性,严格控制其可溶性盐含量。
3、萘系混凝土外加剂,目前应用最为广泛,低浓的居多,Na2SO4含量相对较高,增加了混凝土中的可溶性物质,因而增大了混凝土表面泛白的可能性。尽量降低外加剂的含碱量不但对防止碱-集料反应有益,还可以提高外加剂的使用效果。
4、在配制混凝土时,适量掺加一些活性硅质掺合料。在水泥水化过程中SiO2可以与水泥矿物成分C3S、C2S水化产生的Ca(OH)2发生二次反应形成C-S-H凝胶,更易与水泥中强碱NaOH、KOH发生反应,降低混凝土中的游离碱含量。这样,混凝土硬化、干燥后,即使水分渗透到基材内部,可供析出的盐或碱量也很少。优质的矿物掺合料对预防混凝土表面泛白具有良好效果。
混凝土本身具有渗透性
混凝土拌合物由于施工的要求,其水灰比总是大于水泥水化所需的理论值,过量的水分在混凝土浇筑振捣过程中往往发生泌水,使混凝土内部形成疏水通道,或停留在混凝土内部,聚集在粗集料下面,在硬化后期被蒸发掉而形成内部空隙。此外水泥水化后,水化物体积缩小也会造成内部孔隙或缝隙,导致混凝土具有一定的渗透性。
1、掺入外加剂可使水灰比降低，多余水减少，商品混凝土密实性大幅度提高。在外加剂中掺入一定的引气组份，改善了和易性，防止泌水和沉降，使集料与水泥石界面上的大毛细孔减少，产生大量微小气泡分布在商品混凝土的空隙内，又多汇集在毛细管的通路上，切断了毛细管，商品混凝土的抗渗性得到很大提高。
2、加强施工管理，商品混凝土应振捣密实，使外部水分不易进入构件内部。加强抹面，最好在初凝前再进行一次抹面，使表面由于水分蒸发产生的微裂缝闭合，水泥浆浮层密实，从而提高表层抗渗性，预防泛白出现。
3、对混凝土外观质量要求较高的工程，也可在混凝土表面喷一层透明的防水材料，将混凝土表面的孔隙填充密实，达到防渗透的目的。
养护不及时、方法不当或养护时间不够
混凝土终凝后应及时养护,使干燥蒸发速度减慢,当水分从混凝土表面向内部渗透后,空气中的二氧化碳进入混凝土内部,与溶解在水中的氢氧化钙发生化学反应,生成碳酸钙沉淀。若不及时养护,混凝土硬化干燥时,水分由内向外发生迁移,将可溶性物质携带到混凝土表面,随着表面水分蒸发,白色的可溶性物质留在表面,产生泛白现象。
在浇筑结构强度未完全达到干燥前,不应过早停止养护和覆盖,一般施工后保温保湿养护不少于14天。实践发现,置于室外的混凝土试块硬化后第二天还油亮,第三天开始泛白,而及时养护的则没有泛白现象。工地试块泛白严重的原因大多是露天摆放,没有进行必要的养护所致。
对泛白表面的处理
处理后经过使用久了又出现泛白时，如需在其表面重新装饰就需清除。一般简单易行的办法是用酸洗法。笔者曾在泛碱腐蚀严重的墙勒脚处治理过几次，其作法是用1:9～10(盐酸：水)的稀盐酸清洗。在需清洗表面用清水冲洗该处，然后用稀释盐酸清洗，约30min左右能发挥作用，这时再用大量清水冲洗干净表面即除去了泛白。
另外也可用压力喷砂法除白，在干燥的压力细砂粒的冲击下，泛白层会除去而露出原状，如彩色表面会使颜色更艳，但必须不能损伤表面形成又一弊病。
泛白的现象随着使用时间的延长即使不去人工清除也会自然消失。当空气中的二氧化碳和各种水分的长期作用在结构物上，泛白的主要成分碳酸钙变成了碳酸氢钙，由于碳酸氢钙是一种易溶于水中的特质，受到雨雪水的长期浸湿冲击会流带走，使表面恢复其自然状。
总结
引起混凝土表面泛白的因素还有很多,如:天气、温湿度、外加剂品种等,各种因素相互联系、相互影响。只有结合当地原材料条件及工作实际,采取切实可行的预防措施,才能有效的减少混凝土表面泛白的出现,满足人们不断提高的对混凝土外观质量的要求。
