论文部分内容阅读
摘要:泛碱在当前园林建设工程中是非常普遍的现象。本文探讨了园建饰面产生泛碱的原因，提出了预防措施和治理方法。
关键词:园建饰面;泛碱;原因;预防
Abstract: Efflorescence is a very common phenomenon in the current landscape construction. This paper explored causes of efflorescence on landscape construction decorative surface, and proposed preventive measures and treatment methods.
Key words: landscape construction decorative surface; efflorescence; cause; prevention
中圖分类号：K928.73文献标识码：A 文章编号：
在园林景观工程中，经常会看到一层白色物质出现在混凝土、烧结砖、石板、瓷砖等的表面，一般呈白色粉末状、絮团状或絮片状，这种现象就是泛碱。图1是上海某工程烧结砖在施工几周后大面积出现泛碱，泛碱物质如同白色的霜覆盖的烧结砖表面，通常称为析霜或析白；图2是广州某工程结构在施工数月后出现泛碱，白色物质随水流留下痕迹，俗称石材“流泪”。作为园林景观中点睛之笔的水景一旦出现泛碱，就会严重影响美观，甚至会降低业主对整个园林建筑工程观感质量评定等级。目前国内的高档小区、酒店和重要的市政园林景观工程一般要求不能出现泛碱。泛碱是常见的工程问题，有时会被要求返工重做，这样不仅造成不必要的花费，而且会延误工期，造成重大损失。园建饰面泛碱是行业性“疑难杂症”，我们通过分析其成因，提出预防及治理的方法。
图1烧结砖大面积出现泛碱
Fig 1. Large area of efflorescence appeared on fired bricks
图2水景出现泛碱
Fig 2.Efflorescence appeared on waterscape
1、产生泛碱的原因
园建饰面出现泛碱，是因为水泥、砂浆、混凝土、砌体、瓷砖、涂料等建筑材料的内可溶性盐碱随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的发生而产生的结果。泛碱物质的主要来源是园建饰面下面的水泥基（包含混凝土）材料。除了饰面、水泥基等材料，所在环境条件也会对泛碱现象的出现产生影响，导致出现一次泛碱和二次泛碱。
韩静云[1]引用日本竹本国男等人对盐霜成分的分析结果，指出盐霜成分视生成条件不同大体上分为以下四类：泛碱生成的主要物质分成四类：①全部由CaCO3组成；②由CaCO3+K2SO4+Na2SO4组成；③由大量的 CaCO3和少量的Na2SO4组成；④由大量的 Na2SO4和少量的 CaCO3组成。一般认为[2]，园建饰面出现的泛碱析出物质的主要成分为Ca(OH)2和CaCO3，其中CaCO3产生过程和机理如图3所示。
图3 水泥系统中碳酸钙的形成过程
Fig 3.Formation procession of calcium carbonate on cement system
当水泥基材料表面出现水时，水泥中可溶性的Ca(OH)2溶于水中，随着水分迁移到水泥基材料的表面，同时空气中的CO2溶于水中生成H2CO3，这样Ca(OH)2与H2CO3发生化学反应产生难溶性的CaCO3沉积在水泥基材料的表面。另外，水泥中含有Na2O、K2O，在石膏和水的作用下生成可溶性的Na2SO4和K2SO4，它们随水分迁移到水泥基材料表面，当水分蒸发后也析出白色晶体。
园建饰面出现泛碱，除以上化学形成机理，还与很多环境因素有关，一般在雨后、背阴、通风处，且冬季施工中出现得较多。对于产生泛碱的必要条件，国内有大量的研究，现一般认为有以下几个方面[3,4]：①可溶性盐或碱的存在；②有大量溶解可溶性盐或碱的水；③具有干燥吸湿热力学特性的亲水性毛细孔；④反复干湿循环、冷热交替的外界环境；⑤具有温度差、湿度差或压力差的外界环境。
在时间和环境因素的作用下，泛碱按照生成过程的不同可以分为一次泛碱和二次泛碱 [5,6]。
随着新浇注混凝土的干燥失水，结构内部的含Ca(OH)2、NaOH、KOH等可溶成分的游离水会逐渐沿着毛细孔向外迁移，以补偿表面被蒸发掉的水分，从而将溶于其中的 Ca(OH)2、NaOH、KOH等带出到混凝土表面而结晶析出的现象称为一次泛碱。一次泛碱一般在成型后一天内便可发生完毕，通常形成比较均匀的覆盖层，但是并不一定出现在混凝土的每个表面上。它的产生在某种情况下是一种必然，只是严重程度不同而已。在园建中，一次泛碱是需要重点预防的。
干燥硬化后的混凝土由于养护水、雨水、地下水等的再次浸入，将材料中的可溶性成分溶解并带至表面后干燥析出称为二次泛碱。二次泛碱一般不会出现在混凝土的整个表面上，而只是不均匀地出现在局部，与混凝土的密实度、吸水率、表面孔隙度有关，表面粗糙易积水、内部疏松吸水率大的部位较易出现。二次泛碱出现的时间较晚，一般在一两年之后，虽然这时工程已经验收，但仍需注意做好初期的防护，避免二次泛碱的发生。
2、预防泛碱的措施
针对泛碱现象的成因，可以从减少可溶性碱物质含量和阻止水的侵入两个方面采取必要措施，从而达到预防泛碱的目的。
1）减少可溶性物质
a.选用低碱水泥。降低水泥中碱含量，可直接减少可溶性盐碱的含量；
b.优先选用粉煤灰硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、复合水泥。这类水泥中水泥的含量较普通硅酸盐水泥中少，产生Ca(OH)2量也较少；
c.当只有普通硅酸盐水泥时，可掺加一定量的粉煤灰、矿渣、火山灰、硅灰等活性矿物掺合料。使用活性矿物掺合料具有降低混凝土渗透性和消除碱的双重作用。其中，硅灰效果最好，还能提高强度，但成本相对高。掺加粉煤灰、矿渣和火山灰可以降低成本，同时也会降低混凝土早期强度。采用多种掺合料复掺、发挥掺合料的协调效应，最终效果会更好；
d. 加强混凝土的养护。事实上，只要有良好的养护条件，提高混凝土周围的空气湿度，使混凝土干燥速度放慢，空气中的CO2就有足够的机会从混凝土的微孔中进入内部，并与处在溶解状态的Ca (OH)2发生反应，生成CaCO3停留在混凝土内部，这样，混凝土干燥过程中蒸发的只是水分，Ca(OH)2就不会被带出表面，从而达到预防泛碱的目的。
2）阻止水的侵入
a. 提高混凝土致密性。泛碱往往产生在混凝土制品不密实和填充差孔隙率较大的结构表面。提高制品的致密性对改善孔隙结构、根除水的浸入极为重要。采用合理的混凝土配合比、高效减水剂、降低水灰比和科学的养护方法，就能减少结构内孔隙和毛细孔直径，使结构内部十分致密和表面坚实紧密，切断可溶性物质的迁出通道，阻止盐碱的形成；
b.表面防水处理。表面防水处理就是在饰面上涂刷能形成防水层的物质，堵塞毛细孔，形成一层憎水层，使水难以浸入，同时可溶性物质不能析出；
c.整体防水处理。就是在拌制粘结砂浆时掺入防水剂，使粘结层内部及表面均匀分布防水薄膜，从而达到防水目的；
d.勾缝处理。石材必须离缝铺贴，缝宽不小于5mm，板缝采用防水胶密封，使水不能通过石材间的缝隙浸入。
除了以上针对泛碱化学机理方面的防治方法，还可以从设计和施工工艺改良入手。根据大量工程实践，泛碱主要发生在饰面如石材的接缝处。因此，关键是把易出现泛碱的缝隐藏起来就能获得无泛碱的园建立面的饰面效果，保证美观。具体方法是通过调整设计，合适的饰面层排列方式、立面交接方式。
3、泛碱的治理
由于泛碱具有扩散性，一旦发现饰面泛碱，应尽早采取措施，否则泛碱面积不断扩大，增大危害的程度。泛碱发生后一般采用以下措施：
1）直接用清水冲洗，这主要对于能溶于水的盐碱；
2）用钢丝刷、细砂纸等轻轻擦掉，可用于清理难溶于水的盐碱；
3）用喷砂机喷射干燥的细沙，在砂粒的打击下，可除掉难溶盐碱；
4）用化学物质清洗，如10%~15%盐酸，2%~3%草酸，或者市售泛碱清洗剂。其中泛碱清洗剂是由非离子型的表面活性剂及溶剂等制成的无色半透明液体，对于墙体表面泛碱的清洗有一定的效果。但是在使用前，一定要先用小块试样试验。
采用上述方法清理泛碱物质后，还需对墙体、板缝、板面等全面进行防水处理，堵塞泛碱通道，防止水分继续入侵，再次发生泛碱。
4、总结
通过深入分析泛碱的化学机理、环境因素等成因，提出减少可溶性物質、阻止水的侵入和设计改良三大方面来预防，并归类提出治理方法，以逐步解决行业性的泛碱难题。
园建饰面一旦出现泛碱现象，很难清除，严重部位甚至要返工，这是因为产生泛碱的物质已沿毛细孔渗透到饰面里面（渗出饰面表面的可以清除），故应着重预防。
总之，消除园建饰面泛碱重在预防，只要在施工时多投入，采取科学的防泛碱措施，就能完全避免泛碱现象的发生，使各种高贵石材为现代园林工程增添光彩。
参考文献
[1] 韩静云，许如源.混凝土泛白及其防止措施.混凝土与水泥制品.1990(3):57-59
[2] C.Dow, F.P.Glasser.Calcium carbonate efflorescence on Portlant cement and building material.Cement and concrete research.2003(8):147-148
[3] 秦麟卿,谢济仁,孙振亚.抹灰析霜的分析与防治.施工技术.1999.28(10):25-26
[4] 秦麟卿,谢济仁.析霜对混凝土的破坏与防治.混凝土.1999(6):42-45
[5] 王宗昌.混凝土表面泛碱的原因及对策.[腐蚀与防护.1998(7):236-237
[6] 陈霏,杨健等.混凝土表面泛白的原因及预防.大众科技.2007(7):13-14
基金项目：广东省科技计划“组建广东省工程技术研究开发中心”项目“广东省生态园林工程技术研究开发中心”（编号2010B080100041）
作者简介：
甘美娜/1984年生/女/广东湛江人/硕士
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。