混凝土表面泛白的機(jī)理

混凝土表面泛白,俗稱泛堿或起霜,一般認(rèn)為是在水泥水化過程中,C3S和C2S水化生成C-S-H凝膠的同時(shí),形成了大量的Ca(OH)2,Ca(OH)2是一種極易溶解的物質(zhì),在水化初期往往存在于混凝土的游離水中。在混凝土凝結(jié)硬化早期,隨著混凝土的干燥,結(jié)構(gòu)內(nèi)部含氫氧化鈣濃度較高的游離水會(huì)逐漸沿著內(nèi)部毛細(xì)孔向外遷移,以補(bǔ)償表面被蒸發(fā)掉的水分,將溶于其中的Ca(OH)2帶出,到達(dá)混凝土表面后,Ca(OH)2還會(huì)與空氣中的CO2和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,附著在混凝土表面上。這種在硬化過程中產(chǎn)生的泛堿稱為初次泛白。

混凝土在硬化過程中隨著時(shí)間的延長,硬化速度逐漸減慢,在雨雪的侵蝕下,水分又會(huì)在某些部位滲入混凝土內(nèi)部,進(jìn)入的水分又會(huì)溶解殘存的氫氧化鈣,當(dāng)水分隨外界溫度升高而蒸發(fā)時(shí)就會(huì)將溶于其中的氫氧化鈣再次帶到結(jié)構(gòu)表面,形成二次泛白。

第二次泛白與初次泛白有所不同,多數(shù)情況下不會(huì)出現(xiàn)在混凝土的整個(gè)表面上,而是不均勻的出現(xiàn)在局部表面。這種泛白與水泥品種、用量、密實(shí)度、吸水率和孔隙率有關(guān)。表面粗糙易積水、內(nèi)部疏松吸水率大的部位容易產(chǎn)生多次泛白。

引起混凝土表面泛白的原因及預(yù)防措施

目前國內(nèi)尚未研制出能真正有效阻止混凝土內(nèi)含氫氧化鈣的水分向表面析出的外加劑,只能針對(duì)泛白形成的原因采取相應(yīng)的預(yù)防措施。

拌制的混凝土出現(xiàn)泌水

初凝時(shí)滲出結(jié)構(gòu)表面的水分越多,出現(xiàn)泛白的嚴(yán)重性就越大。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:

(1)水灰比過大。水灰比越大,拌合物內(nèi)的游離水量也越多,混凝土泌水的可能性也就越大,混凝土泛白較多。為此,在滿足施工操作的前提下,應(yīng)盡量減少拌和用水量,降低水灰比。

(2)外加劑摻量過大也會(huì)造成混凝土拌合物泌水,在此情況下應(yīng)減少外加劑摻量。

(3)與水泥有關(guān)。受原材料來源、生產(chǎn)控制及工藝條件的影響,不同廠家生產(chǎn)的水泥的礦物成分含量也不同。一般情況下,對(duì)C3A含量高的水泥,因其水化快,對(duì)外加劑的吸附量又大,在同等條件下避免了外加劑的過摻,不易出現(xiàn)因外加劑摻量過大造成的泌水。對(duì)C3A含量低的水泥,則應(yīng)適當(dāng)減少外加劑摻量。

(4)與混凝土的配合比及集料級(jí)配有關(guān)。砂率過小或級(jí)配不良的拌合物容易出現(xiàn)泌水。

(5)在其他條件不變的情況下,攪拌站一般希望通過外加劑的調(diào)整來適應(yīng)原材料變化,滿足不同標(biāo)號(hào)混凝土的泵送要求。在外加劑中加入適量的保水、保塑及引氣組份,對(duì)提高混凝土的和易性、減少泌水和沉降有利。

建筑材料內(nèi)部可溶性鹽和堿的含量偏高

(1)水泥是混凝土的主要組成部份,水泥本身的堿金屬氧化物含量越高,在一定條件下可供析出的堿量越多,拌制混凝土表面泛白的可能性也就越大。水泥的含堿量同時(shí)對(duì)外加劑的作用產(chǎn)生很大影響。因此,在選用水泥時(shí),應(yīng)盡量選用低堿水泥。

(2)集料中可溶性鹽含量的高低也是影響混凝土表面泛白的一個(gè)重要因素。如果條件允許,應(yīng)該對(duì)集料有一定的選擇性,嚴(yán)格控制其可溶性鹽含量。

(3)萘系混凝土外加劑,目前應(yīng)用為廣泛,低濃的居多,Na2SO4含量相對(duì)較高,增加了混凝土中的可溶性物質(zhì),因而增大了混凝土表面泛白的可能性。盡量降低外加劑的含堿量不但對(duì)防止堿-集料反應(yīng)有益,還可以提高外加劑的使用效果。

(4)在配制混凝土?xí)r,適量摻加一些活性硅質(zhì)摻合料。在水泥水化過程中SiO2可以與水泥礦物成分C3S、C2S水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生二次反應(yīng)形成C-S-H凝膠,更易與水泥中強(qiáng)堿NaOH、KOH發(fā)生反應(yīng),降低混凝土中的游離堿含量。這樣,混凝土硬化、干燥后,即使水分滲透到基材內(nèi)部,可供析出的鹽或堿量也很少。的礦物摻合料對(duì)預(yù)防混凝土表面泛白具有良好效果。