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水泥混凝土表面凝霜的防止对策

分类:技术常识编辑:admin发布时间:2017/06/23

在混凝土、砂浆和砖砌体等表面,往往看到不均匀的白色晶化物质,一般称为泛白或凝霜。这是由水泥生产中的相关成分,随着水的渗透、蒸发而形成的可溶性或难溶性盐类。在建筑物表面留下成片的难看色斑,影响混凝土、砂浆或砖砌体的外观。如在其表面装饰,也因凝霜作用发生回粘、起泡、胀裂剥落等现象。因此,防止或消除凝霜非常必要。 通常把凝霜分为一次凝霜和二次凝霜。溶解于拌和水里的有关成分,随着水泥硬化体的干燥而析出,形成成片的深浅不一的白色附着物。这在楼板面层、混凝土浇筑面等处,因混凝土表面泛出的浮浆而形成的一次凝霜。而雨水、地下水、养护水等外部水,浸入一度干燥的硬化体内部,在干时表面析出混凝土中可溶成分,或者含有可溶成分的水沿着硬化流动,这些水在硬化体表面被蒸发,由此使凝霜成分在表面残存而形成二次凝霜。 前一种凝霜,一般在施工后几天,在混凝土表面较为均匀的产生,于水泥颜色,通常还不会成为特殊问题。然而,对染色混凝土染色时,则会削弱染色效果,并成为染色不均匀的问题。而后一种凝霜,则会显著地有损于建筑物的美观,成为特殊问题。 在工程现场常常有接触凝霜实例的机会,例如在隧道内部的渗水地点,可见到外观似钟乳石状的固着物;存放的水泥二次制品在养护时,因结露水而产生的不均匀色斑:在窗框下出现的水密物,以及在瓷砖接缝处和混凝土预制块的结合部位,凝霜时有发生。 在某些工程实例中,发生凝霜的部位往往与出现裂纹的部位相一致,有时会看到瓷砖壁面成片的胀裂而剥落。 凝霜在混凝土、砖砌体等表面,为被溶解的有效成分,因水的蒸发而形成可溶性或难溶性盐类的附着物。为判明凝霜的产生机理,首先要知道它是由什么化学成分所组成的。 凝霜的成分,因产生的时期、产生后经历的天数、产生的地点、环境条件、添加物以及水泥、集料和水等材料而有所差异。根据某些,其化学成分如表1所示。 表1凝霜的化学成分不熔从表1可见,凝霜的主要成分由硫酸钠和碳酸钙所组成。通过对凝霜进行X射线衍射分析,凝霜是由CaC3、104和灿304组成;全部由CaCO成或大部分为CaC3,并含有若干吣2304和他(:03;以及较多的Na2S04,并含有若干CaC3.因生成条件不同而组成有差异。 有人对产生凝霜的水泥硬化体外壳结构,用扫描电子显微镜(SEM)进行详细研究,作为凝霜的成分有:由水沿着混凝土或砂浆接缝处缓缓渗出时形成的CaC03;天然碱(NaHC3,Na2C032H20)也不罕见;更有由石膏和水合硫酸镁(MgS04、7H20)所组成的。 同时研究了各种建筑材料在接触硫酸盐时产生垢凝霜和膨胀现象。将试验样品浸泡在硫酸和钠、钙、镁的硫酸盐溶液中,对样品表面的析出物进行电子显微镜观察和x-射线衍射分析,部分试验结果如表2所示。该研究结果表明:大气中的Si2是各种建筑材料产生凝霜和膨胀现象的重要原因。 表2在硫酸和硫酸盐溶液中的浸泡试验结果建材种类天数析出部位生成物质(X-射线衍射)石棉水泥板(蒸汽养护)硅酸盐水泥注:A-液相和气相的界面;B-气相中的溶液蒸发线。 如前所述,凝霜的成分是多种多样的,因其生成条件不同而导致成分各不相同。凝霜的成因大致可分为两种,即存在于水泥硬化体中的1可溶成分在表面析出者;以及溶解于外部侵渗水中的成分,原封不动的渗入水泥硬化体中,并同硬化体中的成分反应,作为反应生成物而在表面析出者。 前者,如水泥中的游离石灰与水反应,生成Ca(OH)2,或水泥中的主要组成矿物硅酸钙的水化反应而生成的Ca(OH)2.其它如Na2S04、K2S04等碱盐或者作为水泥调节剂的石膏等。 这里碱性可溶性成分Ca(OH)2、NaH、KOH在水泥硬化体表面与空气中的C02反应,程的关系式如下:后者,大气中的酸性成分,例如溶于雨水的so2、co2.当受到这些酸性水的浸透时,将按下式那样进行反应,生成石膏、碳酸钙等。 霜的产生机理,有人认为养护空气的相对湿度是其产生的重要原因;故减少在湿空气中的养护,增加在干燥空气中的养护是必要的。同时,水灰比、养护温度、风和热辐射等均会对其产生明显的影响。 对于还未完全凝固的水泥浆体或砂浆,干燥速度如果暴露在比较快的外部条件时,可以看到凝霜的产生;在温度比较低而湿度比较高的、有风的气象条件时,则易于出现凝霜。同时硬化的浆体或砂浆在与水接触时,在水分干燥速度很快的环境下则易于生成,而在干燥速度较慢时,可维持其状态在很长时期内发生。 凝霜的产生以水泥硬化体表面水分的蒸发为起因。在引起表面干燥的条件下,可能多的水被蒸发,这是大量产生的主要原因。作为凝霜产生的条件为:低温;阴天;多湿;适当的风速;水泥制品龄期短;水灰比高;水灰比低等。 有关凝霜的产生:①与水泥品种无关;②与水泥中的碱含量有关;③水泥细度之差几乎看不出影响;④水泥中的游离石灰含量不会产生太大的影响;⑤选择不含可溶性盐类等杂质以及吸水率较低的集料,⑥尽可能使水灰比小些,以谋求混凝土的密实化;⑦因混合剂有促进凝霜产生的作用,故必须注意选择。 在凝霜中,对水为可溶性的碱金属盐类,通过充分的水洗,应该可以除去而没有特殊问题。但除去硬化体表面附着较硬的碳酸钙类物质,则不是那么简单容易。 对这类凝霜的处理,一般可用钢丝刷和砂纸刮掉,如有困难,可把硬化体表面用水充分润湿后,用3%左右的草酸和盐酸溶解后,再进一步用水冲洗。这时水泥硬化体的毛细管组织中,必须注意有被多余的酸液较深渗入的可能。伺时可以预料要用较多劳力;还有酸液的副作用,这实际上彻底清除往往较困难。 由于水泥本身含有可湃性成分,在什么样条件下不产生凝霜;的防止方法是不存在的。但从根本上考虑,防止凝霜的方法就是制造不易产生凝霜的环境,也就是能否阻滞水的活动或者控制在小限度内。为此 ①制造水灰比较小,组织密实的混凝土 ②使混凝土尽早硬化,发挥出足够的强度 ③给予混凝土以防水性、拒水性 ④给予混凝土以保水性 ⑤防止外部水的侵人渗透等。这些就是防止凝霜的有效对策 为实现上述对策,可选用各种添加剂。作为凝霜的防止剂有多种,如: ①高效减水剂和填充剂 ②各种硬化促进剂 ③防水剂和拒水剂 ④保水剂 ⑤表面硬化剂和表面涂层形成剂等,可根据需要,对这些添加剂进行单独或适当搭配后使用,可以起到防止凝霜产生的效果。

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