混凝土表面泛白的機理

混凝土表面泛白,俗稱泛堿或起霜,一般認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,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逐漸沿著內(nèi)部毛細孔向外遷移,以補償表面被蒸發(fā)掉的水分,將溶于其中的Ca(OH)2帶出,到達混凝土表面后,Ca(OH)2還會與空氣中的CO2和水分發(fā)生化學反應,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間的延長,硬化速度逐漸減慢,在雨雪的侵蝕下,水分又會在某些部位滲入混凝土內(nèi)部,進入的水分又會溶解殘存的氫氧化鈣,當水分隨外界溫度升高而蒸發(fā)時就會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)情況下不會出現(xiàn)在混凝土的整個表面上,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、密實度、吸水率和孔隙率有關。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,只能針對泛白形成的原因采取相應的預防措施。

拌制的混凝土出現(xiàn)泌水

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

(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,應盡量減少拌和用水量,降低水灰比。

(2)外加劑摻量過大也會造成混凝土拌合物泌水,在此情況下應減少外加劑摻量。

(3)與水泥有關。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C3A含量高的水泥,因其水化快,對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C3A含量低的水泥,則應適當減少外加劑摻量。

(4)與混凝土的配合比及集料級配有關。砂率過小或級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)整來適應原材料變化,滿足不同標號混凝土的泵送要求。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。水泥的含堿量同時對外加劑的作用產(chǎn)生很大影響。因此,在選用水泥時,應盡量選用低堿水泥。

(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重要因素。如果條件允許,應該對集料有一定的選擇性,嚴格控制其可溶性鹽含量。

(3)萘系混凝土外加劑,目前應用為廣泛,低濃的居多,Na2SO4含量相對較高,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防止堿-集料反應有益,還可以提高外加劑的使用效果。

(4)在配制混凝土時,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)生二次反應形成C-S-H凝膠,更易與水泥中強堿NaOH、KOH發(fā)生反應,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。的礦物摻合料對預防混凝土表面泛白具有良好效果。