混凝土表面泛白的机理

混凝土表面泛白,俗称泛碱或起霜,一般认为是在水泥水化过程中,C3S和C2S水化生成C-S-H凝胶的同时,形成了大量的Ca(OH)2,Ca(OH)2是一种极易溶解的物质,在水化初期往往存在于混凝土的游离水中。在混凝土凝结硬化早期,随着混凝土的干燥,结构内部含氢氧化钙浓度较高的游离水会逐渐沿着内部毛细孔向外迁移,以补偿表面被蒸发掉的水分,将溶于其中的Ca(OH)2带出,到达混凝土表面后,Ca(OH)2还会与空气中的CO2和水分发生化学反应,生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,附着在混凝土表面上。这种在硬化过程中产生的泛碱称为初次泛白。

混凝土在硬化过程中随着时间的延长,硬化速度逐渐减慢,在雨雪的侵蚀下,水分又会在某些部位渗入混凝土内部,进入的水分又会溶解残存的氢氧化钙,当水分随外界温度升高而蒸发时就会将溶于其中的氢氧化钙再次带到结构表面,形成二次泛白。

第二次泛白与初次泛白有所不同,多数情况下不会出现在混凝土的整个表面上,而是不均匀的出现在局部表面。这种泛白与水泥品种、用量、密实度、吸水率和孔隙率有关。表面粗糙易积水、内部疏松吸水率大的部位容易产生多次泛白。

引起混凝土表面泛白的原因及预防措施

目前国内尚未研制出能真正有效阻止混凝土内含氢氧化钙的水分向表面析出的外加剂,只能针对泛白形成的原因采取相应的预防措施。

拌制的混凝土出现泌水

初凝时渗出结构表面的水分越多,出现泛白的严重性就越大。主要表现在以下几个方面:

(1)水灰比过大。水灰比越大,拌合物内的游离水量也越多,混凝土泌水的可能性也就越大,混凝土泛白较多。为此,在满足施工操作的前提下,应尽量减少拌和用水量,降低水灰比。

(2)外加剂掺量过大也会造成混凝土拌合物泌水,在此情况下应减少外加剂掺量。

(3)与水泥有关。受原材料来源、生产控制及工艺条件的影响,不同厂家生产的水泥的矿物成分含量也不同。一般情况下,对C3A含量高的水泥,因其水化快,对外加剂的吸附量又大,在同等条件下避免了外加剂的过掺,不易出现因外加剂掺量过大造成的泌水。对C3A含量低的水泥,则应适当减少外加剂掺量。

(4)与混凝土的配合比及集料级配有关。砂率过小或级配不良的拌合物容易出现泌水。

(5)在其他条件不变的情况下,搅拌站一般希望通过外加剂的调整来适应原材料变化,满足不同标号混凝土的泵送要求。在外加剂中加入适量的保水、保塑及引气组份,对提高混凝土的和易性、减少泌水和沉降有利。

建筑材料内部可溶性盐和碱的含量偏高

(1)水泥是混凝土的主要组成部份,水泥本身的碱金属氧化物含量越高,在一定条件下可供析出的碱量越多,拌制混凝土表面泛白的可能性也就越大。水泥的含碱量同时对外加剂的作用产生很大影响。因此,在选用水泥时,应尽量选用低碱水泥。

(2)集料中可溶性盐含量的高低也是影响混凝土表面泛白的一个重要因素。如果条件允许,应该对集料有一定的选择性,严格控制其可溶性盐含量。

(3)萘系混凝土外加剂,目前应用为广泛,低浓的居多,Na2SO4含量相对较高,增加了混凝土中的可溶性物质,因而增大了混凝土表面泛白的可能性。尽量降低外加剂的含碱量不但对防止碱-集料反应有益,还可以提高外加剂的使用效果。

(4)在配制混凝土时,适量掺加一些活性硅质掺合料。在水泥水化过程中SiO2可以与水泥矿物成分C3S、C2S水化产生的Ca(OH)2发生二次反应形成C-S-H凝胶,更易与水泥中强碱NaOH、KOH发生反应,降低混凝土中的游离碱含量。这样,混凝土硬化、干燥后,即使水分渗透到基材内部,可供析出的盐或碱量也很少。的矿物掺合料对预防混凝土表面泛白具有良好效果。