建筑物表面泛白的原因及對策
2005-03-01 00:00
摘 要 建筑物表面泛白現(xiàn)象不僅影響美觀而且將嚴(yán)重影響進(jìn)一步的面層裝飾質(zhì)量。本文分析了引起建筑物表面產(chǎn)生泛白的各種原因，并針對不同的原因提出了防治泛白現(xiàn)象的幾種相應(yīng)對策。
關(guān)鍵詞： 泛白 滲透性 原因 對策
一、前言
建筑物表面泛白現(xiàn)象是建筑工程中較常見且難以對付的“病癥”之一。泛白現(xiàn)象多發(fā)生在用粘土磚、硅酸鹽混凝土砌塊砌筑的墻面以及用水泥混凝土澆筑的墻體、橋梁和道路的表面。在以水泥基材料裝修的建筑物表面，泛白現(xiàn)象也常常出現(xiàn)。泛白現(xiàn)象的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了建筑物的美觀，往往導(dǎo)致建筑物表面存在不同程度的色差，不能達(dá)到建筑設(shè)計(jì)者的初衷；當(dāng)待裝修的墻面產(chǎn)生泛白現(xiàn)象后，這層白色物質(zhì)還將嚴(yán)重影響進(jìn)一步的裝修質(zhì)量：例如在已泛白的墻面上抹裝飾砂漿、刷涂涂料或貼瓷磚等，若事先不將這層白色物質(zhì)除去，則不能達(dá)到較好的粘結(jié)效果，一定時(shí)間后還可能發(fā)生起鼓、脫粘等質(zhì)量事故。
由于一般不會引起建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量事故，泛白現(xiàn)象也往往被人們所忽視，但在日益重視工程質(zhì)量和裝飾質(zhì)量的今天，這一課題必須引起建筑材料設(shè)計(jì)施工和建筑工程人員的高度重視。本文將對泛白的原因進(jìn)行分析，并尋找切實(shí)可行的解決措施，希望對建筑材料的設(shè)計(jì)生產(chǎn)者和建筑工程人員有所裨益。
二、建筑物表面泛白的原因
建筑物表面泛白的原因很多, 可以分為內(nèi)部原因和外部原因。屬于內(nèi)部的原因主要是建筑材料內(nèi)部存在可溶性的鹽類和堿類物質(zhì)；來自外部的原因可認(rèn)為是由于基層材料具有一定的滲透性，當(dāng)水分從材料表面向材料內(nèi)部滲透后，將材料內(nèi)部可溶性物質(zhì)溶解，而當(dāng)材料干燥時(shí)，水分由內(nèi)向外發(fā)生遷移，又將可溶性物質(zhì)攜帶到材料表面，隨著表面水分蒸發(fā)，便將白色的可溶性物質(zhì)留在表面，也即產(chǎn)生泛白現(xiàn)象。下面就常用建材表面泛白的原因進(jìn)行詳細(xì)分析。
2.1內(nèi)部原因
1. 混凝土和鋼筋混凝土是最常用的建筑材料。混凝土中的膠凝材料----水泥是一種堿含量很高的物質(zhì)，硅酸鹽水泥中，CaO的含量大約為62--67％。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除有一部分用以維持液相的堿度(水泥石毛細(xì)孔中液相的PH值＝12.5--13.5）外，其它大多以晶體形態(tài)存在于水泥石中。Ca(OH)2是一種極易溶解的物質(zhì)，在水泥混凝土凝結(jié)硬化早期，隨著混凝土的干燥，其中的自由水會逐漸沿著內(nèi)部毛細(xì)孔向外遷移，以補(bǔ)償表面被蒸發(fā)掉的水分，在這一過程中，必然會將溶于其中的Ca(OH)2帶出，當(dāng)?shù)竭_(dá)混凝土表面后，Ca(OH)2還會與空氣中的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，這就是我們常見的混凝土表面的泛白現(xiàn)象。
2. 當(dāng)前，尤其是冬春季節(jié)的混凝土工程，為提高混凝土早期強(qiáng)度和加快施工進(jìn)度，一般都使用NaSO4、CaCl2 或以它們?yōu)橹鞯膹?fù)合產(chǎn)品作為早強(qiáng)劑，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。
3. 有些地方的土壤本身堿含量高，用這種土壤為原料燒成的粘土磚往往尚未使用便在雨淋日曬后嚴(yán)重泛白。
2.2 外部原因
水泥砂漿、混凝土、粘土磚、硅酸鹽混凝土砌塊等建筑材料發(fā)生泛白現(xiàn)象，除了因?yàn)樗鼈冏陨韮?nèi)部存在一定量可溶性鹽和/或堿這一先決條件外, 還因?yàn)樗鼈兌紝儆诙嗫撞牧? 內(nèi)部均存在有大量尺寸不同的毛細(xì)孔, 成為可溶性物質(zhì)在水的帶動下從內(nèi)部遷移出表面的通道?？梢哉f，后一個(gè)原因也非常重要。
1. 水泥砂漿或混凝土硬化后，即使比較干燥，但在使用過程中總會受到雨水浸泡，當(dāng)水分滲入其內(nèi)部，將其內(nèi)部可溶性物質(zhì)（如NaOH、KOH、Na2SO4、Ca(OH)2等）帶出來，堿與空氣中的CO2和水分發(fā)生反應(yīng)生成碳酸鹽，與硫酸鹽一起沉淀在建筑物表面，且象CaCO3、CaSO4等物質(zhì)不易被雨水沖走，因而牢固地附著在建筑物表面。
2. 當(dāng)有一定濕度時(shí), 空氣中的CO2與水分結(jié)合形成H2CO3, H2CO3與基材表面的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng), 生成CaCO3; H2CO3還會滲透到基材內(nèi)部與Ca(OH)2化合成Ca(HCO3)2 , Ca(HCO3)2也會隨著表面水分蒸發(fā)被水分從基材內(nèi)部帶出來, 直接結(jié)晶, 或者再與H2CO3反應(yīng)生成CaCO3。
3. 由于工業(yè)污染, 空氣中一般含有一定量的SO2, SO2溶于雨水后形成酸雨, 這種酸雨滲入基材內(nèi)部, 與基材中的堿性物質(zhì)相結(jié)合并隨著水分遷移到表面結(jié)晶, 也會引起泛白。
上述這些白色物質(zhì)的析出結(jié)晶在一定程度上可以增加基材表面的密實(shí)性, 但是由于雨水循環(huán)作用, 會將沉積在表面的可溶性的結(jié)晶物沖走, 而基材內(nèi)部由于可溶性物質(zhì)的溶出, 增大了孔隙率, 降低了基材的抗?jié)B性, 從而會使鹽、堿的析出作用加劇。
三、影響建筑物泛白的因素
前面分析了引起建筑物表面泛白的內(nèi)、外部原因, 可以看出, 建筑物表面是否泛白和泛白程度如何，主要與以下三個(gè)方面的因素有關(guān)：
1. 建筑物所使用的建筑材料內(nèi)部可溶性鹽、堿的含量;
2. 建筑材料的滲透性;
3. 大氣、雨水中酸性氧化物的含量及對建筑物表面的作用情況等。
四、防治建筑物表面泛白的對策
消除建筑物表面泛白現(xiàn)象的發(fā)生，要以”防”為主, 在進(jìn)行材料設(shè)計(jì)施工時(shí), 應(yīng)采取積極的預(yù)防措施。 當(dāng)泛白現(xiàn)象發(fā)生后, 在不影響基材性能的情況下, 尋找一些有效對策來處治, 對消除白霜, 恢復(fù)建筑物的本來面目, 是非?？扇〉?。
4.1 預(yù)防泛白的措施
1. 降低建筑材料內(nèi)部可溶性鹽和堿的含量
1) 當(dāng)前燒結(jié)粘土磚在建筑材料中仍占有一定的地位, 盡管國家三令五申, 限制使用, 以求保護(hù)耕地，但是一些不發(fā)達(dá)地區(qū)仍大量毀壞農(nóng)田, 破壞土地資源, 挖掘粘土燒磚。一些清水墻面, 或者裝飾要求較高的墻面, 用粘土燒結(jié)磚砌筑時(shí)應(yīng)盡量選用質(zhì)量好、含堿量低的磚。事先可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，使粘土磚吸水飽和后，放在陰涼處，讓其自然干燥，看表面是否泛白。
2) 在選用水泥時(shí), 應(yīng)盡量選用堿金屬氧化物含量低的低堿水泥。
3) 配制混凝土?xí)r，對集料要有一定的選擇性，應(yīng)該嚴(yán)格控制其可溶性鹽含量。
4) 盡量不使用堿金屬含量高的外加劑。對于表面裝飾有較高要求的混凝土, Na2SO4摻量為水泥重量的1%以下為宜; 如果處于較易產(chǎn)生泛白現(xiàn)象的不利條件下, 那么, 以不摻Na2SO4為宜。
5) 在配制混凝土?xí)r, 適量摻加一些活性硅質(zhì)摻合料。如粉煤灰、硅灰等， 因?yàn)樗鼈兌己幸欢康幕钚許iO2，在水泥水化過程中SiO2可以與水泥成分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, 當(dāng)然更易與水泥中強(qiáng)堿NaOH、KOH發(fā)生反應(yīng), 因而降低了混凝土中的游離堿含量。這樣混凝土硬化、干燥后，既使水分滲透到基材內(nèi)部，可供析出的鹽或堿量也很少。另外，由于粉煤灰、硅灰的摻加, 可使硬化后混凝土的抗?jié)B性大幅度提高, 則外界介質(zhì)也難以進(jìn)入。可以說, 優(yōu)質(zhì)的礦物摻合料對預(yù)防砂漿或混凝土表面泛白具有雙重效果。
2. 提高基材的抗?jié)B性
1) 在配制混凝土或砂漿時(shí), 采用適宜的外加劑, 如使用減水劑或高效減水劑, 可以降低拌和用水量, 從而減小混凝土或砂漿的孔隙率, 改善孔結(jié)構(gòu), 提高抗?jié)B性能。可以說, 只要是能夠增強(qiáng)混凝土或砂漿密實(shí)性、減少開裂且含堿金屬氧化物少的外加劑都可采用，如防水劑、膨脹劑和早強(qiáng)劑等。
2) 注意施工工藝，混凝土或砂漿應(yīng)振搗密實(shí)，加強(qiáng)抹面，最好在初凝前再進(jìn)行一次抹面, 這樣可使表面由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的微裂縫閉合, 水泥漿浮層密實(shí), 從而提高表層抗?jié)B性。
3) 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，在水泥基材料硬化初期一般要采取表面覆蓋塑料薄膜或蓋草包進(jìn)行撒水養(yǎng)護(hù)等措施，以避免干縮裂縫的產(chǎn)生。
4) 在混凝土或砂漿表面噴一層透明的涂料, 它們能夠?qū)⒒炷粱蛏皾{表面的孔隙率填充密實(shí), 如美國的M1500防水劑等。
3. 對建筑材料表面進(jìn)行憎水化處理
一般來說, 混凝土、砂漿和硅酸鹽混凝土砌塊等水泥基復(fù)合材料都是親水性的, 也即它們表面與水的接觸角小于90度, 因而易吸水。如果對這些材料表面進(jìn)行憎水化處理, 在它們的孔壁上形成一層憎水膜, 則會大大降低它們的吸水性。水分不易進(jìn)入, 則可防止泛白現(xiàn)象的發(fā)生。用有機(jī)硅憎水劑處理混凝土或砂漿表面后, 水在毛細(xì)管壁的接觸角為100~130度以上, 可使滴在其表面上的水成為小水滴而滾淌下來, 無法滲入基材內(nèi)部。由于有機(jī)硅憎水劑無色透明, 還適合于水泥基裝飾板材、彩色混凝土(或砂漿)以及有較高裝飾要求的建筑物表面涂層的防水處理。
4.2 泛白現(xiàn)象的處治
建筑物表面一旦泛白, 可以事先對白色物質(zhì)的成分進(jìn)行分析后, 采取相應(yīng)對策。
1. 如果白色物質(zhì)主要是由能溶于水的堿金屬鹽類(如Na2SO4、K2SO4、K2CO3、Na2CO3等)組成時(shí), 可以直接用水沖刷除去。
2. 如果白色物質(zhì)主要是由CaCO3沉淀組成, 則無法用水立即沖洗掉。如果是小面積泛白可用細(xì)砂紙磨去；如果是大面積泛白，若采用砂紙打磨則比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力, 這時(shí)可以采用噴砂法, 也即用噴砂機(jī)向起霜的建筑物表面噴射干燥的細(xì)砂, 利用砂粒的打擊作用, 將白色物質(zhì)除去，從而露出新的表面。清水墻或彩色混凝土(砂漿)表面都可采用這種方法。
3. 如果白色物質(zhì)用水沖洗法和噴砂法都無法除去, 則應(yīng)采取酸洗法。我們知道, 易泛白的建筑材料都是堿性的, 用酸洗法勢必會腐蝕建筑物表面, 因此, 不到萬不得已, 不能用這種方法。
采取酸洗法時(shí)，酸的濃度應(yīng)盡量低, 一般用草酸和鹽酸。用鹽酸時(shí)常配制成1:10的稀鹽酸。在清洗前, 先將建筑物表面潤濕, 最好讓其表面孔隙吸水飽和(這樣可以防止鹽酸進(jìn)入其孔中以可溶性鹽的形式再次產(chǎn)生泛白, 或者滲入內(nèi)部加速鋼筋銹蝕), 再用稀鹽酸清洗，除去白色物質(zhì)后, 應(yīng)立即徹底地用清水沖洗表面, 防止酸液留在表面孔隙中。
4. 不論采用何種方法進(jìn)行處理, 天長日久, 建筑物表面還可能再次泛白, 所以, 除去白色物質(zhì)后最好用有機(jī)硅對表面做憎水處理，以達(dá)到徹底防治泛白和提高建筑物耐久性及使用壽命的目的。
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