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各位砼友,今天我們來聊聊混凝土施工中一個常見但又容易被忽視的問題——泛堿。混凝土的外觀質量直接影響其美觀和質量等級的評定,而泛堿現象往往會讓混凝土表面出現白色松軟的物質,嚴重影響其外觀。那么,混凝土泛堿究竟是怎么回事呢?讓我們一探究竟!
01、混凝土產生泛堿的原因與機理
在混凝土凝結硬化進程中,其內部豐富的孔隙結構構成了水溶性組分遷移的“通道”。混凝土中的氫氧化鈣(Ca(OH)?)、鈉鹽(Na?SO?等)、鉀鹽(K?SO?等)等水溶性組分,會因濃度梯度與毛細管作用,隨孔隙水從內部向表面遷移。隨著表面水分蒸發,組分達到過飽和狀態而沉淀,在建筑表面形成白色鹽類堆積物,即泛堿。
混凝土表面泛堿俗稱泛白或起霜。經多次化學分析,大部分泛堿物質為不溶于水的碳酸鈣(CaCO?),其形成源于氫氧化鈣與空氣中二氧化碳反應:Ca(OH)? + CO? → CaCO?↓ + H?O,偶爾也會發現少量其他鹽類泛堿,如硫酸鈉(Na?SO?·10H?O)、硫酸鉀(K?SO?)等。
通常,這些鹽類會隨雨雪等外界水分作用順水而去,但在建筑拐角、凹陷等部位,因水流沖刷弱、水分易積聚,鹽類不易去除,會逐漸積累,影響混凝土外觀,出現白色斑塊或條紋,破壞建筑美觀,影響質量評定與驗收。

影響混凝土泛堿及其嚴重性的因素主要有:
(1)水灰比因素:
水灰比過大時,拌合中多余水分以游離水形式存于混凝土內。硬化時游離水攜帶水溶性組分向表面遷移,水灰比越大,游離水越多,組分遷移量越大,泛堿可能性越高。如水灰比控制不嚴的工程常出現嚴重泛堿,優化水灰比可降低發生概率。
(2)水泥特性因素:
水泥中C?A(鋁酸三鈣)含量影響泛堿。部分C?A含量低的水泥水化速度慢,水化初期氫氧化鈣等水化產物分布不均,局部濃度高,易在表面析出泛堿。此外,水泥細度、礦物組成等也會影響水化過程與產物分布,進而影響泛堿。
(3)外加劑因素:
外加劑雖能改善混凝土性能,但摻入過多可能改變孔隙結構與離子遷移特性,引入額外離子,增加可溶性物質含量,還可能影響水化進程與產物性質,提高泛堿概率。如某些減水劑過量使用,會使孔隙結構復雜,增加組分遷移通道,促進泛堿。
(4)配合比與集料配比因素:
砂率是混凝土配合比關鍵參數。砂率過低或級配不良的混凝土,內部孔隙結構不合理,粗集料間空隙不能被細集料充分填充,存在較多連通孔隙,為水溶性組分遷移提供便利,易出現泛堿。集料級配不良也會影響混凝土密實性與孔隙結構,增加組分遷移不確定性,影響泛堿嚴重程度。
(5)原材料成分因素:
混凝土原材料中可溶性鹽和堿含量過高時,在一定條件下會隨水分遷移析出。如水泥、砂、石等含較多硫酸鹽、氯化物等可溶性鹽類,或水泥堿含量過高,會增加混凝土中可溶性物質總量,析出堿量越多,泛堿可能性越大。因此,需嚴格控制原材料可溶性鹽和堿含量,降低泛堿風險。

02、混凝土泛堿的預防措施
鑒于泛堿對混凝土外觀質量的影響,采取有效的預防措施十分必要。以下是一些專業的預防方法:
(1)合理調控水灰比:
混凝土初凝時,析出至表面的水分量與泛堿嚴重程度正相關。水灰比大的混凝土,游離水含量高,會攜帶氫氧化鈣等水溶性組分向表面遷移,水分蒸發后組分沉淀,泛堿幾率和程度隨之增加;而干硬性混凝土水灰比小,游離水少,泛堿現象較少。因此,在滿足混凝土施工性能(如流動性、可塑性)要求的前提下,合理減少拌合用水量是降低泛堿風險的有效方法。可通過精確控制用水量、采用高效減水劑等措施,在保證工作性能的同時降低水灰比,減少游離水含量,抑制水溶性組分遷移,降低泛堿可能性。
(2)延長養護與添加混合凝膠材料:
養護對混凝土性能發展和泛堿控制至關重要。延長養護時間可使混凝土干燥過程更緩慢,為內部水化反應提供更充分條件。空氣中的二氧化碳會滲透進混凝土與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣,延長養護時間能增加該反應幾率和時間,使更多氫氧化鈣在內部轉化為碳酸鈣,減少向表面遷移析出,降低泛堿程度。
同時,在混凝土中添加粉煤灰、礦渣粉等具有火山灰活性的混合凝膠材料,可使其與氫氧化鈣發生二次水化反應,在氫氧化鈣未析出前就生成膠凝性水化產物,減少游離氫氧化鈣含量。此外,混合凝膠材料還能改善混凝土孔隙結構,使其更密實,降低水溶性組分遷移通道,提高抗泛堿能力。
(3)添加細集料堵塞孔隙:
混凝土孔隙結構是水溶性組分遷移通道,孔隙特征影響泛堿程度。添加細集料可堵塞孔隙,減少遷移通道,降低泛堿風險。
氣相法二氧化硅比表面積大、填充性能優異,能填充微小孔隙,使孔隙結構更致密;偏高嶺土火山灰活性和填充性能高,可與氫氧化鈣反應生成膠凝性產物并填充孔隙;石灰石粉也有一定填充作用,能改善孔隙結構。添加這些細集料可有效堵塞孔隙,抑制水溶性組分遷移,降低泛堿發生概率。
(4)添加反應性二氧化硅:
氫氧化鈣是導致泛堿的主要物質,降低其析出量是預防泛堿關鍵。反應性二氧化硅化學活性高,能與氫氧化鈣提前反應。在混凝土攪拌時將其均勻分散,使其與氫氧化鈣充分接觸,隨水化反應進行生成水化硅酸鈣等膠凝性產物。這些產物可填充孔隙、改善微觀結構,降低析出氫氧化鈣量,減少水溶性組分遷移,有效減少泛堿產生,同時還能提高混凝土耐久性和抗滲性。
03、混凝土泛堿的治理策略
建筑工程中,混凝土泛堿產生的白色鹽類堆積物嚴重影響建筑物外觀,甚至可能威脅耐久性。故出現泛堿時,在條件允許下需及時治理。目前常見治理方法有三種:
(1)人工刮除法:
當混凝土表面泛堿面積小、程度輕時,人工刮除法簡便有效。此法利用有一定厚度與剛度的鋼片,由施工人員手動刮除表面泛堿物質,露出內部混凝土。操作時需把控力度與方向,防止損傷混凝土內部結構。

該方法優點是操作簡單、成本低、對環境影響小。但局限性明顯,對于大面積或嚴重泛堿情況,工作效率低,且難以保證刮除均勻徹底。所以,人工刮除法更適用于小面積、輕度泛堿的治理。
(2)噴砂法:
若混凝土泛堿量大、面積廣,噴砂法效率更高。該方法采用普通噴砂機,裝上細顆粒砂子作為磨料,對泛堿混凝土表面噴砂。高速噴射的砂子沖擊磨削泛堿物質,直至露出新混凝土表面。
噴砂法處理效率高、效果顯著,能快速去除大面積泛堿物質,處理后表面較平整。不過,也存在一些問題。噴砂會產生大量粉塵,影響施工人員健康和環境,需做好防塵措施。噴砂可能使混凝土表面粗糙,影響美觀。且噴砂機操作需技能和經驗,否則易損傷混凝土結構。因此,使用噴砂法要嚴格控制噴砂參數,確保效果與安全。
(3)酸洗法:
特殊情況下,如混凝土表面有特殊裝飾或噴砂法不可行,可選用酸洗法。該方法利用稀鹽酸與泛堿物質反應去除泛堿,常用 1:10(鹽酸:水)的稀鹽酸溶液清洗。
酸洗前需用水充分濕潤泛堿部位表面,這既利于鹽酸與泛堿充分反應,提高清洗效果,又能在反應時形成水膜,防止鹽酸通過孔隙進入內部腐蝕鋼筋。酸洗時要嚴格控制鹽酸濃度和清洗時間,避免過度腐蝕混凝土表面。清洗后及時用清水沖洗,去除殘留鹽酸和反應產物,并對表面適當養護。
酸洗法能處理難以通過物理方法去除的泛堿物質,處理后表面較潔凈。但也有風險和局限,鹽酸有腐蝕性,威脅施工人員安全,可能污染環境。且酸洗可能改變混凝土表面化學性質,影響與后續涂層或裝飾材料的粘結性能。所以,使用酸洗法要嚴格遵守規程,做好安全防護,并對處理后表面全面檢測評估。
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