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混凝土表面泛碱原因

文章来源:砂浆与混凝土 人气:日期:2019-06-10 15:52

导读

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,有必要对其形成的原因进行分析,以便采取必要的技术措施。

1 产生的原因和机理

混凝土凝结硬化过程中,混凝土中水溶性组分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,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)引起的,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碳酸钙(Ca(OH)2)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。