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浏览量:20 发布时间:2024.08.28
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众所周知,混凝土和水泥砂浆制品在特定环境条件下,其表面往往会出现一种白色沉积物,这就是我们常说的“泛碱”现象。这种泛碱不仅难以清除,而且如果长时间顽固地附着在混凝土表面上,会严重破坏其表面颜色的统一性。

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我们目前还无法完全消除泛碱,但可以根据其形成的机理,有针对性地采取一系列预防措施,从而在不同程度上减少泛碱的发生。

PART.01泛碱的形成

经过对泛碱样本进行详尽的化学分析,我们发现了一个重要的现象:几乎所有的泛碱成分都是难溶于水的碳酸钙(CaCO3)。这种物质因其不溶性,容易在混凝土表面形成稳定的白色沉积。当然,在分析过程中,我们也偶尔检测到了其他盐类的泛碱。然而,与碳酸钙不同,这些盐类泛碱通常具有良好的水溶性。因此,在冰霜雪雨等自然水分的冲刷下,它们容易被溶解并随水流走,难以在混凝土表面长时间停留。

泛碱是如何产生的呢?首先,我们需要明白,混凝土的干燥硬化实际上是一个复杂的化学反应过程,主要涉及水泥与水的相互作用。在这一反应中,不仅会产生含水的硅酸钙,更重要的是会同时生成大量的氢氧化钙(Ca(OH)2)。这是一个无法避免的化学反应环节,而氢氧化钙的生成正是泛碱现象产生的关键前提。

氢氧化钙是一种具有高度溶解性的物质,在混凝土硬化的初期,它通常溶解在混凝土中的剩余水里。随着混凝土的持续干燥和硬化,这些含有氢氧化钙的水溶液开始沿着混凝土内部的细微孔隙逐渐向表面迁移。当这些溶液到达混凝土表面后,水分会因蒸发而逐渐减少,而迁移到表面的氢氧化钙则会迅速与空气中的二氧化碳发生反应。这一化学反应生成了难溶于水的白色碳酸钙,它最终沉积在混凝土表面,形成我们所见的泛碱现象。其具体的化学反应方程式为:Ca(OH)2与CO2反应,生成CaCO3和H2O。这一过程揭示了泛碱形成的化学原理,也为我们提供了防治泛碱的理论基础。

在混凝土的干燥硬化初期阶段,会产生一种被我们称为“一次泛碱”的现象。这种泛碱通常表现为一层相对均匀的覆盖层,但值得注意的是,它并不会出现在混凝土的所有表面上。实际上,其出现的位置与特定的环境条件密切相关。例如,在背光面和背风面,由于环境因素的影响较小,出现泛碱的可能性明显低于迎风面和朝阳面,有时甚至根本不会在这些区域出现泛碱。

朝阳面和迎风面因其特定的环境条件,有利于水分的迅速蒸发。在混凝土的干燥过程中,内部的多余水分在迁移至混凝土表面时,会优先向热量较高、蒸发速率更快的表面移动。因此,这些区域会积聚更多的氢氧化钙。随之而来的是,这些区域的泛碱现象相较于其他表面更为严重,有时甚至会完全掩盖混凝土原本的面貌。

混凝土的硬化是一个持久且渐进的过程。随着时间的推移,硬化速度会渐渐放缓,而强度的增长也逐渐趋于稳定。然而,在雨露霜雪的长期浸润下,外界的水分有可能反渗到混凝土内部。值得注意的是,在一次泛碱形成之后,混凝土内部的氢氧化钙可能并未完全被带到表面上。这时,渗透到混凝土内部的外界水分会溶解这部分残余的氢氧化钙。当这些水分随后蒸发时,被溶解的氢氧化钙就会被带到混凝土的表面,与一次泛碱的形成过程相似,从而产生新的白色沉积物。我们将这种由外界水分作用引发的泛碱现象称为二次泛碱。

二次泛碱与一次泛碱存在显著的差异。通常情况下,二次泛碱并不会像一次泛碱那样均匀地覆盖在混凝土的整个表面,而是不均匀地出现在混凝土的某些局部区域。这种泛碱现象的产生与混凝土的多项物理特性紧密相关,包括其密实度、吸水率以及表面孔隙度。具体来说,那些表面较为粗糙、容易受到雨淋的区域,以及内部疏松、吸水能力较强的部分,更容易产生二次泛碱。总的来说,如果不采取特别的预防措施,一次泛碱的产生几乎是一种必然现象,只是其严重程度会因情况而异。相比之下,二次泛碱的产生则具有一定的偶然性,其出现的频率和程度相对较低。此外,二次泛碱的严重性也通常不会像一次泛碱那样显著。

 

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PART.02泛碱的预防措施

在混凝土的初期硬化阶段,水分向混凝土表面的迁移量对泛碱现象的产生具有显著影响。具体而言,迁移到表面的水分越多,一次泛碱出现的概率就越大。这可以理解为,混凝土的坍落度与泛碱的严重程度成正比:坍落度增大,一次泛碱的风险和严重程度也随之提升。相反,干硬性混凝土由于其特性,较不易出现泛碱问题。因此,为了有效预防一次泛碱,我们需要在确保混凝土浇筑和振捣质量的前提下,尽可能地减少用水量。这一举措是降低一次泛碱风险的关键手段之一,有助于保持混凝土的美观和耐久性。

另一种有效的防止泛碱方法是促进氢氧化钙在混凝土内部与二氧化碳的反应,从而生成碳酸钙。这一化学反应能在氢氧化钙迁移到混凝土表面之前将其固定,进而阻止其被带到混凝土表面形成泛碱。实现这一目标的关键在于混凝土的养护方式。具体而言,通过人为增加混凝土周围的空气湿度,可以减缓混凝土的干燥速度。这样做不仅为二氧化碳提供了更多时间与混凝土中的氢氧化钙反应,还有助于混凝土更加均匀地干燥,从而避免内部应力引起的裂缝等问题。简而言之,通过调整养护环境,我们能够促进有利的化学反应,有效防止泛碱现象的发生。

当混凝土的干燥速度得到减缓后,这为空气中的二氧化碳提供了充裕的时间,使其能够通过混凝土的微小孔隙渗透进入其内部。一旦进入,这些二氧化碳会与溶解在混凝土中的氢氧化钙发生反应,生成碳酸钙并稳定地留在混凝土内部。值得注意的是,二氧化碳进入混凝土内部的路径与内部水分向外迁移的通道是一致的。为了确保最佳的养护效果,推荐将混凝土制品放置在密闭的养护室内。如果条件有限,也可以选择将混凝土制品放在封闭的塑料棚内,或者用苫布进行覆盖以达到养护的目的。

然而,在这个过程中,我们需要格外注意防止塑料棚内凝聚的水滴落到混凝土制品上,因为这样的水滴携带的溶解物质可能引发严重的泛碱现象,影响混凝土制品的外观和质量。同时,养护中的混凝土块件也不应过于密集地堆放。如果块件之间过于紧密,接触面的水分可能无法有效蒸发,进而凝聚在块件表面,这也可能导致泛碱问题的出现。

对于大体积的室外混凝土构筑物,如果需要预防特定部位的泛碱,可以采取覆盖草袋或苫布的方式进行养护。这种养护方法不仅可以有效保持混凝土表面的湿度,还可以减缓干燥速度,为二氧化碳与氢氧化钙的反应提供更有利的环境。当然,保证足够的温度和适当的养护时间也是至关重要的,这样才能确保养护效果,进一步防止泛碱的发生。

在混凝土尚未完全干燥之前,我们应当谨慎处理混凝土块件的存放问题。为了避免因急于腾出养护空间而随意搬动混凝土块件,最好不要将其移至养护区域之外。若确实需要移动,也应选择将其暂时存放在建筑物内部,直至其完全干燥。这是因为在混凝土完全干燥之前,如果不注意防止穿堂风的影响,或是直接将混凝土块件裸露放置于室外,那么块件在风吹日晒的环境下,且周围缺乏足够的湿度补充,将会导致急剧干燥。这种情况下,二氧化碳难以渗透到混凝土内部,而含有氢氧化钙的水分则会再次向混凝土表面迁移,最终可能引发泛碱现象,从而影响混凝土的美观和耐久性。

选用适当粒径的骨料并确保浇筑过程中充分振捣,是使混凝土内部密实、外表光滑的关键步骤。这样的施工方式可以有效阻止外部水分渗入混凝土内部,从而显著降低二次泛碱的风险。此外,若计划在混凝土表面进行喷涂或粉刷,务必确保在混凝土完全干燥后进行。这样做的好处是可以避免在喷涂或粉刷过程中遭遇一次泛碱的发生期,因为过早地进行这些表面处理可能导致泛碱现象在处理过的表面上出现,进而影响最终的装饰效果。因此,合理安排施工顺序和时机,对于预防泛碱、确保混凝土表面的美观与耐久性至关重要。

PART.03泛碱处理与清除

(1)喷砂法

喷砂法是一种高效的泛碱清除方法。在实施时,我们利用喷砂机向受泛碱影响的表面强力喷射干燥的细砂。这些高速飞出的砂粒具有强大的冲击力,能够有效地打击并清除附着在混凝土表面的泛碱物质。随着泛碱的逐渐去除,混凝土的新鲜表面得以显露,呈现出原本应有的质感。值得一提的是,对于彩色混凝土而言,喷砂法不仅能清除表面的泛碱,还能使混凝土的本色更加鲜艳夺目,恢复其原有的美观。这种方法既实用又高效,是处理泛碱问题的优选方案之一。

(2)酸洗法

酸洗法是另一种非常有效的泛碱清除技术。该方法使用1:10(盐酸:水)比例的稀盐酸来进行清洗。在清洗程序开始之前,需先用水对待清洗的表面进行全面湿润处理。特别是对于那些水平或近似水平的表面,我们需要特别小心地用水填满其上的微小孔洞和不平整区域,这样做的目的是为了防止稀盐酸渗透到混凝土内部。因为一旦盐酸进入混凝土深处,它可能会与内部的化学物质反应,以可溶性盐的形式析出,形成白华,或者更糟糕的是,腐蚀内部的钢筋结构,从而影响建筑的整体安全性和稳定性。

在全面涂水之后,我们立即使用按比例调配好的稀盐酸进行清洗。这种酸性清洗剂能够迅速与泛碱物质发生反应,大约在10-20秒内就能看到明显的效果。此时,泛碱开始被溶解并脱离混凝土表面。紧接着,我们及时使用大量的清水对清洗过的表面进行冲洗,以彻底清除残留的盐酸和已被溶解的泛碱。

与喷砂法相似,酸洗法也是通过去除混凝土表面受泛碱影响的旧层,从而露出新鲜、未受影响的混凝土表面。这种方法对于彩色混凝土同样适用,且不会对其色彩或质地造成任何损害。因此,酸洗法是一种既安全又高效的泛碱清除方法,能够恢复混凝土表面的美观和功能性。

总的来说,清除泛碱并非难事。除了上述两种常用方法外,还可以根据实际情况灵活采用其他清除泛碱的方法。重要的是选择最适合当前情况的处理方式,以确保混凝土表面的美观和耐久性。

PART.04泛碱的消退

随着时间的推移,泛碱现象会自然地逐渐消失,这一过程并不需要人工干预。泛碱自消自灭的时间长短,深受混凝土所处周围气象环境的影响。在通常情况下,这一过程可能需要两到三年的时间。在这段期间,空气中的二氧化碳和水分(包括水蒸气)会持续与泛碱发生作用。

具体而言,作为泛碱主要成分的碳酸钙,在二氧化碳和水分的长期作用下,会逐渐转化为碳酸氢钙。值得注意的是,碳酸氢钙是一种可溶性物质,这意味着它在受到水分作用时,会轻易地随水流去,从而实现了泛碱的自然消退。

这一化学变化过程可以通过以下化学反应式来清晰表达:CaCO3(碳酸钙)与CO2(二氧化碳)和H2O(水)反应,生成可溶性的Ca(HCO3)2(碳酸氢钙)。这一反应不仅揭示了泛碱自然消退的化学机制,也为我们提供了一种理解和预测泛碱现象发展变化的新视角。

END

综上所述,混凝土泛碱作为一种常见现象,在建筑工程中时有发生。然而,通过深入理解泛碱的形成机制和原因,我们能够有针对性地采取一系列有效的预防措施,从而最大程度地减少或避免泛碱的产生。具体来说,我们可以通过精心调整混凝土的配合比,确保其科学性和合理性;同时,通过改善混凝土的养护条件,如控制温度、湿度等因素,为混凝土的硬化和成熟创造良好环境。此外,在选择骨料时,我们应注重其质量和适宜性,并进行充分的振捣,以确保混凝土的密实性和均匀性。

当然,即使我们采取了严密的预防措施,泛碱现象仍有可能发生。在这种情况下,我们可以采用喷砂法或酸洗法等方法来有效清除泛碱。这些清除方法不仅操作简单、效果显著,而且不会对混凝土造成损害。

摘自”砼界“

 

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