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【摘要】分析瓷砖石材墙面泛碱现象产生的原因和本质,根据工程实践经验,提出治理和防治的具体措施,并针对该现象提出在建筑设计和施工过程中的一些防治措施。
【关键词】墙面泛碱;泛碱原因;防治措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言
由于瓷砖石材(湿粘法施工)外墙面的大量运用,建筑物外立面的装饰效果变得丰富的同时,泛碱现象对外墙面也带来严重污染,这需要从施工和使用的全过程分析泛碱产生的原因,以及相应的防治措施。
一、泛碱产生的原因及机理
泛碱现象的发生是由于所选用的原材料——水泥、砂、石子、砖、砌块及外加剂中的可溶性物质,被水溶解后随着混凝土、砂浆和砌块中的水分蒸发逐渐析出建筑物表面,同空气中的CO2等作用形成白色沉积物。主要是硅酸盐水泥的主要成分硅酸钙水化后生成C-S-H凝胶同时,生成大量氢氧化钙,溶解于水形成游离的钙离子Ca2+。钙离子Ca2+在毛细孔压力下渗透到表面,与空气中的CO2生成不溶于水的白色碳酸钙晶体,析晶为白霜状物质,沉积在表面而形成泛碱。
泛碱物质的化学成分组成和来源详见表1
表1. 泛碱物质的化学组成和来源
根据形成时间长短不同,将泛碱分成2种类型,即一次泛碱和二次泛碱。一次泛碱是在施工后几天或几周发生,主要由于材料硬化慢或者含有较多的多余水分,使其中Ca2+等可溶性碱、盐随着水分向表面迁移,另外低温高湿的气候条件也容易引起一次泛碱。二次泛碱与一次泛碱机理类似,大多施工后几个月或几年后发生,主要是早期未泛碱,但由于外界条件等因素,材料处于干湿循环状态,Ca2+等可溶成分以水为载体逐渐迁移到表面,形成泛碱。
可见建筑物表面是否泛碱以及泛碱程度如何,主要与以下三个方面的因素有关:
材料中含有或者加水搅拌后生成大量的Ca2+等可溶性离子;
载体水的存在;
离子由内向外渗透的路径(毛细孔及空隙缝隙)。
如上所述的游离Ca2+、Na+、K+、等随水迁移到材料表面的动力来源于毛细现象。
二、材料与泛碱的关系
混凝土墙面、瓷砖黏结剂、填缝剂材料中,可溶性Ca2+、Na+、等离子含量多导致泛碱;有较多离子渗透路径导致泛碱;拌合水过多,导致硬化过程多余水把碱带出产生泛碱。
相应的预防泛碱措施:
1、采用无杂质的河砂或者高强石英砂作为黏结剂及填缝剂的骨料;
2、选用碱性较低的水泥或混合胶凝材料,降低硅酸盐水泥用量,减少Ca2+含量;
3、加入粉煤灰、硅灰等活性材料,填充细化毛细孔的同时其活性成分可与Ca(OH) 2反应生成水化硅酸钙等填补于水泥空隙,消耗Ca2+,降低Ca2+析出表面的概率;
4、优化颗粒级配,增加材料密实度;
5、减少拌合需水量,降低材料硬化后孔隙率;
6、利用合适的聚合物,对瓷砖黏结剂、填缝剂改性,减少内部孔隙率、改善孔径分布,提高材料的密实度及抗渗性;
7、在瓷砖黏结剂、填缝剂材料中加入一定量的减水剂、保水剂等,减少拌合需水量;
三、建筑设计与泛碱的关系
在建筑设计方面,针对发生毛细破坏的原因,从基础防水和墙体防潮两个角度进行防范。
1、地基的设计和处理应考虑周密,须把基础防水放在一个重要位置,可适当提高防水等级、抗渗等级、加大防潮层厚度;
2、首层及地面以下墙体设置防潮层的同时,可以在墙体和侧面设置防水层,阻隔地表水侵蚀墙体,瓷砖或石材墙面在防潮层位置设置水平分格缝,灌注耐候胶,阻隔水分沿墙面上升,有效防止瓷砖或石材饰面在外墙底部一定高度内泛碱;
3、预留空调孔孔位,避免后期装修安装空调机,破坏瓷砖石材表面造成雨水渗漏,产生泛碱;
4、瓷砖石材设置水平、竖向分格缝,避免温度变化或自身重力产生裂缝,形成渗漏,产生泛碱;
四、施工与泛碱的关系
1、人工搅拌瓷砖石材黏结砂浆,砂浆搅拌不均匀,或者加入过量水,易引起一次泛碱;
2、瓷砖石材填缝剂填塞不密实,容易出现孔洞、缝隙,引发雨水渗入,导致泛碱;
3、瓷砖石材粘接不牢,出现空鼓,导致雨水渗入瓷砖与墙体间隙见缝穿流,形成大面积泛碱;
4、建筑物突出构件与墙体连接部位的迎水面未做泛水坡,积水导致墙面泛碱,连接部位的下檐口未做滴水线,积水雨水浸湿墙面泛碱;
5、构件压顶处理不当,或未按要求做好防水层,或抹面处理毛糙,或瓷砖石材压顶封盖不密实,导致雨水渗漏,引起泛碱;
6、刚刚下过雨后勾瓷砖缝,或者刚勾完瓷砖缝下雨,雨水浸泡填缝剂,导致填缝剂强度、密实度降低,同时,渗透进去的水分蒸发时携带离子,导致大面积泛碱;
7、墙体未干透,或瓷砖石材胶未干透,残留水分在勾完缝后继续向空气中挥发,这部分水分最易携带离子,迁移到表面,产生泛碱;8、
五、泛碱的防治措施
建筑物表面一旦泛白,可以对白色物质成分分析后,采取相應措施:
1、如果白色物质主要是由能溶于水的碱金属盐类组成时,可以直接用水冲刷除去。
2、如果白色物质主要是由CaCO3沉积组成,则无法立即用水冲洗掉。小面积泛白可用细砂纸磨去;如果大面积泛白,可用喷砂法,用喷砂机喷射干燥细砂,将泛白除去。
3、如果白色物质用水洗法和喷砂法都无法除去,则应采取酸洗法,一般用草酸和盐酸,酸的浓度尽量偏低。用盐酸时常配制成1:10的稀盐酸,在清洗前,先将建筑物表面润湿,最好让其表面孔隙吸水饱和(这样可以防止盐酸进入其孔中以可溶性盐的形式再次产生泛白),或者渗入内部加速钢筋腐蚀,再用稀盐酸清洗,除去白色物质后应立即彻底地用清水洗去表面,防止酸液留在表面孔隙中。
不论采用何种方法进行处理,天长日久,建筑物表面还可能再次泛白。所以,除去白色物质最好用有机硅对表面做憎水处理,达到彻底防治泛白和提高建筑物耐久性及使用寿命的目的。
六、结语
本文对建筑物泛碱的过程、泛碱的机理、泛碱的原因,并结合工程实践提出从设计、材料、施工、养护等不同环节采取合理措施避免泛碱的发生。实践证明,这些措施在现实工程实践中是可行的。
【参考文献】
王革学 . 建筑物墙体泛碱的成因及防治方法分析[J].建筑与结构设计2009(07):26
【关键词】墙面泛碱;泛碱原因;防治措施
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
前言
由于瓷砖石材(湿粘法施工)外墙面的大量运用,建筑物外立面的装饰效果变得丰富的同时,泛碱现象对外墙面也带来严重污染,这需要从施工和使用的全过程分析泛碱产生的原因,以及相应的防治措施。
一、泛碱产生的原因及机理
泛碱现象的发生是由于所选用的原材料——水泥、砂、石子、砖、砌块及外加剂中的可溶性物质,被水溶解后随着混凝土、砂浆和砌块中的水分蒸发逐渐析出建筑物表面,同空气中的CO2等作用形成白色沉积物。主要是硅酸盐水泥的主要成分硅酸钙水化后生成C-S-H凝胶同时,生成大量氢氧化钙,溶解于水形成游离的钙离子Ca2+。钙离子Ca2+在毛细孔压力下渗透到表面,与空气中的CO2生成不溶于水的白色碳酸钙晶体,析晶为白霜状物质,沉积在表面而形成泛碱。
泛碱物质的化学成分组成和来源详见表1
表1. 泛碱物质的化学组成和来源
根据形成时间长短不同,将泛碱分成2种类型,即一次泛碱和二次泛碱。一次泛碱是在施工后几天或几周发生,主要由于材料硬化慢或者含有较多的多余水分,使其中Ca2+等可溶性碱、盐随着水分向表面迁移,另外低温高湿的气候条件也容易引起一次泛碱。二次泛碱与一次泛碱机理类似,大多施工后几个月或几年后发生,主要是早期未泛碱,但由于外界条件等因素,材料处于干湿循环状态,Ca2+等可溶成分以水为载体逐渐迁移到表面,形成泛碱。
可见建筑物表面是否泛碱以及泛碱程度如何,主要与以下三个方面的因素有关:
材料中含有或者加水搅拌后生成大量的Ca2+等可溶性离子;
载体水的存在;
离子由内向外渗透的路径(毛细孔及空隙缝隙)。
如上所述的游离Ca2+、Na+、K+、等随水迁移到材料表面的动力来源于毛细现象。
二、材料与泛碱的关系
混凝土墙面、瓷砖黏结剂、填缝剂材料中,可溶性Ca2+、Na+、等离子含量多导致泛碱;有较多离子渗透路径导致泛碱;拌合水过多,导致硬化过程多余水把碱带出产生泛碱。
相应的预防泛碱措施:
1、采用无杂质的河砂或者高强石英砂作为黏结剂及填缝剂的骨料;
2、选用碱性较低的水泥或混合胶凝材料,降低硅酸盐水泥用量,减少Ca2+含量;
3、加入粉煤灰、硅灰等活性材料,填充细化毛细孔的同时其活性成分可与Ca(OH) 2反应生成水化硅酸钙等填补于水泥空隙,消耗Ca2+,降低Ca2+析出表面的概率;
4、优化颗粒级配,增加材料密实度;
5、减少拌合需水量,降低材料硬化后孔隙率;
6、利用合适的聚合物,对瓷砖黏结剂、填缝剂改性,减少内部孔隙率、改善孔径分布,提高材料的密实度及抗渗性;
7、在瓷砖黏结剂、填缝剂材料中加入一定量的减水剂、保水剂等,减少拌合需水量;
三、建筑设计与泛碱的关系
在建筑设计方面,针对发生毛细破坏的原因,从基础防水和墙体防潮两个角度进行防范。
1、地基的设计和处理应考虑周密,须把基础防水放在一个重要位置,可适当提高防水等级、抗渗等级、加大防潮层厚度;
2、首层及地面以下墙体设置防潮层的同时,可以在墙体和侧面设置防水层,阻隔地表水侵蚀墙体,瓷砖或石材墙面在防潮层位置设置水平分格缝,灌注耐候胶,阻隔水分沿墙面上升,有效防止瓷砖或石材饰面在外墙底部一定高度内泛碱;
3、预留空调孔孔位,避免后期装修安装空调机,破坏瓷砖石材表面造成雨水渗漏,产生泛碱;
4、瓷砖石材设置水平、竖向分格缝,避免温度变化或自身重力产生裂缝,形成渗漏,产生泛碱;
四、施工与泛碱的关系
1、人工搅拌瓷砖石材黏结砂浆,砂浆搅拌不均匀,或者加入过量水,易引起一次泛碱;
2、瓷砖石材填缝剂填塞不密实,容易出现孔洞、缝隙,引发雨水渗入,导致泛碱;
3、瓷砖石材粘接不牢,出现空鼓,导致雨水渗入瓷砖与墙体间隙见缝穿流,形成大面积泛碱;
4、建筑物突出构件与墙体连接部位的迎水面未做泛水坡,积水导致墙面泛碱,连接部位的下檐口未做滴水线,积水雨水浸湿墙面泛碱;
5、构件压顶处理不当,或未按要求做好防水层,或抹面处理毛糙,或瓷砖石材压顶封盖不密实,导致雨水渗漏,引起泛碱;
6、刚刚下过雨后勾瓷砖缝,或者刚勾完瓷砖缝下雨,雨水浸泡填缝剂,导致填缝剂强度、密实度降低,同时,渗透进去的水分蒸发时携带离子,导致大面积泛碱;
7、墙体未干透,或瓷砖石材胶未干透,残留水分在勾完缝后继续向空气中挥发,这部分水分最易携带离子,迁移到表面,产生泛碱;8、
五、泛碱的防治措施
建筑物表面一旦泛白,可以对白色物质成分分析后,采取相應措施:
1、如果白色物质主要是由能溶于水的碱金属盐类组成时,可以直接用水冲刷除去。
2、如果白色物质主要是由CaCO3沉积组成,则无法立即用水冲洗掉。小面积泛白可用细砂纸磨去;如果大面积泛白,可用喷砂法,用喷砂机喷射干燥细砂,将泛白除去。
3、如果白色物质用水洗法和喷砂法都无法除去,则应采取酸洗法,一般用草酸和盐酸,酸的浓度尽量偏低。用盐酸时常配制成1:10的稀盐酸,在清洗前,先将建筑物表面润湿,最好让其表面孔隙吸水饱和(这样可以防止盐酸进入其孔中以可溶性盐的形式再次产生泛白),或者渗入内部加速钢筋腐蚀,再用稀盐酸清洗,除去白色物质后应立即彻底地用清水洗去表面,防止酸液留在表面孔隙中。
不论采用何种方法进行处理,天长日久,建筑物表面还可能再次泛白。所以,除去白色物质最好用有机硅对表面做憎水处理,达到彻底防治泛白和提高建筑物耐久性及使用寿命的目的。
六、结语
本文对建筑物泛碱的过程、泛碱的机理、泛碱的原因,并结合工程实践提出从设计、材料、施工、养护等不同环节采取合理措施避免泛碱的发生。实践证明,这些措施在现实工程实践中是可行的。
【参考文献】
王革学 . 建筑物墙体泛碱的成因及防治方法分析[J].建筑与结构设计2009(07):26