混凝土表面一次泛碱因素研究与质量控制.pdf

第 3 8卷 第 8期 2 0 1 1年 8月 建筑技术开发 Bu i l d i n g Te c h ni q ue De v e l o p me nt Vo 1 3 8。 No 8 Aug 2 011 混凝 土表 面一次泛碱 因素研 究与质 量控制 桑 谦 ( 河 南工业职 业技 术 学 院，河南 南阳4 7 3 0 0 9 ) 摘 要 混凝土泛碱现象经常发生于混凝土构件中， 影响工程的外观及验收。针对中憬濠庭工程混凝土泛碱情况， 采用现 场调查研究方法， 分析了混凝土一次泛碱产生的机理及 因素 ， 提出在施工过程中减少混凝土一次泛碱的质量控制 措施 ， 并在该工程 中进行了实际运用， 取得了良好 的效果。 关键词 混凝土 ； 一 次泛碱 ； 因素 ； 质量控制 中图分类号 T U 5 2 8 1 文献标 志码 B 文章编号 1 0 0 1 5 2 3 X( 2 0 1 1 ) 0 8 0 0 1 9 0 3 1 概 述 在混 凝土 构件 的表 面经 常会 出现 一种 白色 的物 质， 我们把它称为泛碱。混凝土泛碱分为一次泛碱 和二 次泛 碱 。混凝 土在 初期 干燥 硬化 过程 中产 生 的 泛碱称之为一次泛碱。后期的泛碱为二次泛碱。混 凝土表面泛碱一直是广泛存 在的问题 ， 但一直未引 起相关专业人士的重视 ， 基本上对泛碱现象持一种 听之任 之 的态 度 。但 是 对 于混 凝 土 装 饰 构件 、 彩 色 混凝土 、 不进行涂刷的混凝土建筑物表面， 必须对泛 碱 现象 进行 防治及 处 理 。对 混 凝土泛 碱 因素进 行研 究 ， 根据泛碱形成 的机理 采取措施 ， 达到防治 的 目 的， 已成为不容忽视的课题 。 2 情 况调 查 中憬 濠庭 工 程 位 于南 阳市 中 景路 、 天 山路 交叉 口 ， 为剪 力 墙 结构 ， 工 程 地 上 2 9层 ， 其 中 14层 为 商场， 52 9层为住宅。在 1 7层主体施工 中， 发 现现浇混凝土构件表面泛碱现象较多 。 1 ) 在 主 体 施 工 阶 段 ， 对 已 施 工 完 毕 的 17 楼层混 凝 土 表 面 进 行 了现 场 调 查 ， 调 查 结 果 见 表 1 。 表 1调查结果 泛 碱 部 位 楼 层 剪 力 墙 现 浇 粱 现 浇 板 楼 梯 1 层 、 2层 、 3层 、 收稿 日期： 2 0 1 1 0 51 5 作者简 介： 桑谦 ( 1 9 6 8 - ) ， 男 ， 河南南 阳人 ， 毕业 于重庆建 筑工程 学 院， 本科学历 ， 高级 工程 师 ， 现 在河 南工业 职业 技术 学 院 建筑工程系任教 ， 研究方 向： 建筑工程施工技术及 管理。 续表 泛 碱 部 位 楼 层 剪 力 墙 现 浇 梁 现 浇 板 楼 梯 4层 、 5层 、 、 6层 、 、 7层 、 、 、 说明 ： 表中打“ 、 ” 表示存在泛碱 ， 表 中打“” 表示不存 在泛碱 ， 泛碱点数以层数为单位。 从表中可 以看 出， 本工程混凝土构件泛碱位置 主要 出现在 剪力墙 部 位及 楼层 梁位 置 。 2 ) 对 已施 工 的泛 碱 比较严 重 的楼层 ( 第 7层 西 楼 ) 进行 了重 新调 查 ， 结果见 表 2 。 表 2 泛碱情况调查结果 项次 表面 实测强度 养护 朝向及 位 构 件 部 位 外 观 ( 2 8 d ) 方 法 位 置 外墙 大部分 大量 达 到设计 早拆模 外侧 、 泛碱部位 剪力 墙及 浇水 外侧边梁 气泡 强度 部位 内墙 西侧 未泛碱 内 梁 表面 达到设计 后拆模 内墙 部位 密实 强度 部位 浇水 东( 少 量 ) 3 ) 强度值的比较 对 同一楼层处同期墙体按泛碱位置与未泛碱位 置分别随机抽取 1 0个监测点进行强度回弹检测 ， 检 测结果详见表 3 。 1 9 第 8期 桑谦 ： 混凝 土表 面一次泛碱 因素研究与质量控制 第 3 8卷 表 3泛碱与未泛碱位置 回弹检测结果 、 回弹平 均值 组项 平均值 岔 置 l 2 3 4 5 6 7 8 9 1 O 、 泛碱部位 3 8 6 3 8 5 3 7 8 3 9 4 3 8 2 3 6 4 3 7 6 3 6 6 3 9 8 4 0 4 3 8 3 3 未泛碱部位 3 9 8 3 9 8 3 8 7 4 1 5 4 0 2 3 8 5 3 9 O 3 9 4 4 1 2 4 2 0 4 0 0 l 说明 ： 1 ) 每组回弹按混凝 土回弹规则计算 出混凝 土平 均值( 单位 ： MP a ) 。同一组 内回弹点的选择均在同一面墙体上选择 。 2 ) 回弹时 ， 混凝土龄期为 2 8 d ， 回弹 的混凝 土设计强度等级为 C 3 5 。 4 ) 调 查 结果 从 前面 的调 查表 中( 表 2 、 表 3 ) ， 可 以得 出 如下 结 论 ： 混凝土表面泛碱不影 响结构主体质量 ， 但泛 碱处强度值较同期未泛碱处强度值稍微偏低。 混凝土泛碱处表面气泡比较多 ， 泛碱处混凝 土 不密 实是 影 响其 回弹 强度 偏低 的主 要 因素 。 影响混凝土泛碱的因素比较多 ， 如拆模时间、 温度 、 朝 向、 养护 、 位置等均对泛碱有一定影 响。迎 风 面 、 朝 阳面等 水 分 易蒸 发 的混 凝 土 表 面 出现 泛 碱 的可能 性要 比其 它 部位 大 。 3混凝 土 泛碱 因素 分析 3 1泛碱 的成 分 有 人 对 产 生泛 碱 的混凝 土结 构 ， 用 扫 描 电 子显 微 镜 ( S E M) 进 行 详 细 研 究 ， 作 为 泛 碱 的成 分 有 ： 主 要是由水沿着混凝土 内部孔隙缓缓渗 出时形成 的 C a C O 3 ； 天然 碱 ( N a HC O 3 ， N a 2 C O 3 ， 2 H 2 0) 也 不罕 见 。 3 2 混 凝 土泛碱 的基 本 原理 混 凝 土在硬 化初 期 ， 水 泥与水 发 生水化 反 应 ， 生 成 了大 量 c a “ 、 硅 酸 、 ( O H) 一等 ， 它 们 部 分 溶 于混 凝土内剩余水中， 当混凝土继续干燥硬化时， 混凝土 内部 的 含有 大量 C a ( O H) ： 及 C a O S i O 的水 逐 渐沿 着混凝土内部的微小孔隙向混凝 土表 面移动 ， 移动 到表 面后 水 分蒸 发 ， 残 留于 混凝 土 表 面 的 C a ( O H) ， 及 C a O ： S i O ： 等与空气 中的 C O 发生化学反应 ， 生成 了不溶于水 的 C a C O 白色 晶体 ， 附着 于混凝土表 面 ， 形成 了第一次泛碱。混凝土在干燥 的过程中 ， 内 部多 余水 分 向混 凝 土 表 面移 动 时 ， 首先 大量 向热 量 大 、 蒸 发 快 的表 面 移 动 ， 被 带 到 这 些 表 面 的 c a ( O H) 比其它表面上的多 ， 因而水分易蒸发的混凝 土表面出现泛碱的可能性要比其它部位大。 混凝土后期硬化过程中， 水化反应的速度逐渐 放慢 ， 强度增长速度放缓 。混凝土长期暴露 于空气 中， 外界水份又会反渗到混凝土内部 ， 溶解混凝土内 部的 C a ( O H) ， 当这些水分蒸发 时， 溶解于水 中的 C a ( O H) 就被带到混凝土表面 ， 再次与 C O 发生化 2 0 学反应产生新 的泛 碱现象 ， 我们称之为二 次泛碱。 二次泛碱容易产生在表面粗糙 、 易受雨淋 、 内部疏松 的地 方 。 3 3 在 混凝 土施 工 过 程 中造 成 混凝 土 泛碱 的 主要 因素 1 ) 混凝 土水灰 比及坍 落度过大。混凝土搅拌 时 ， 加水时间过长 ， 造成水灰 比、 坍落度过大， 会使混 凝 土表 面形 成大量 泌水 ， 泌水 中 吸收 的大 量 碱性 物 质在混凝土表面引起泛碱。 2 ) 混凝 土外加 剂计 量不准确。许 多使用 的外 加 剂为碱 性外 加 剂 ， 添 加量 的多 少 直 接 决 定 了混 凝 土的含碱率及加水量 ， 如果添加过多或过少对混凝 土 的碱性 和成型 质量 有一定 影 响 3 ) 混 凝 土 早 期 养 护不 到 位 。混 凝 土 如 果 养 护 不 到位 ， 当表 面水 分 蒸 发 后 ， 无 现 场 浇水 养 护 ， 内部 水分会在毛细压的作用下 向表面补充 ， 引起混凝 土 表 面泛碱 。 4 ) 部分混凝土振捣不密实 。浇筑混凝土时 ， 部 分混凝土振捣不密实， 会在混凝土表面形成大量气 泡 ， 导致 混凝 土 内部 毛细 压 增 大 ， 内部水 容 易 溢 出 ， 从 而将碱 性 物质带 出。 5 ) 模板拆 模过 早。尤 其在剪 力 墙部 位 ， 拆 模 时间过早 ， 会 使未充 分水化 的水分 从表 面或 内部 损失 ， 模板过早拆除后 ， 就会对水分失 去应 有的保 水 作用 。 4 防止 混凝 土一 次泛碱 的 质量控 制 措施 针对 中憬 濠庭 工程 7层 以下 混凝 土结 构泛碱 情 况产 生 的原 因 ， 在 7层 以上结 构 的施 工 中 ， 采 取 了 以 下控制措施。 4 1 加 强 混 凝 土 搅 拌 过 程 中 的 水 灰 比 及 坍 落度 控 制 控制好现场搅拌混凝土的水灰 比后 ， 可减少混 凝土初凝过程 中渗 出结构 的表面水分， 从而降低水 分中碱性物质 的吸收量。每次浇筑混凝土前 ， 应根 据 实验室 开 出 的混 凝 土配 合 比 ， 结 合 现 场 原 材料 情 况 ， 调整施工配合 比。尤其控制好每盘混凝土的加 第 3 8卷 桑谦 ： 混凝 土表 面一次泛碱 因素研 究与质量控制 第 8期 水时间， 及时测定混凝土坍落度 ， 保证混凝土浇筑过 程 中水灰 比控制在理想范围内。 4 2 加 强混凝 土搅拌 过程 中的外加 剂计 量控 制 本 工程初期在混凝土搅拌时外加剂 为人工 上 料 ， 上料工具为铁锹、 磅秤。在人工添加外加剂光靠 磅秤计量难免操作人员会疏忽 ， 或者长时间的劳作 ， 人员控制不准确 。在后期施工 中， 项 目部 由实验员 提计划 ， 购置 了 1 0 0个小编织袋 ， 每次浇筑混凝 土 前 ， 项 目部技术人员和试验人员根据混凝土每盘用 量称 好并 装袋 ， 工 人 师 傅 只 需按 袋 投 放 即可 。采 用 编织 袋在 混凝 土 浇筑 前 计 量 好 外加 剂 用 量 ， 能 保 证 外加剂用量准确 ， 使混凝土浇筑按配合 比严格按设 计进行 ， 提高 了混凝土的浇筑质量 ， 降低 了混凝土泛 碱 的严重性 。 4 3 加 强混凝 土早 期 养护 工作 在气温不低于 5 的情况下 ， 在混凝土表面， 特 别是剪力墙等水分容易蒸发的混凝土表面模板拆除 后必须及时进行浇水养护 ， 并应加 以适 当的覆盖措 施 ， 保护混凝土表面水 分不容易失散。当水分容易 蒸发的混凝土部位浇水 、 覆盖保护后 ， 降低了混凝土 表 面水 分 的干燥 蒸 发 速 度 ， 空气 中 的二 氧 化 碳 就 有 更多机会进入到混凝土内部与溶解在水 中的氢氧化 钙进行化学反应 ， 生产碳 酸钙沉淀在 混凝土 内部 。 就能降低混凝土表面泛碱的可能性。 4 4加 强 混凝 土 浇筑过程 中振 捣控 制 混凝土表面不密实， 导致 内部水分容易通过气 泡渗出混凝土表面 ， 当表面水分蒸发后 ， 水中溶解的 碱性物质残 留在混凝 土的表面容易形成泛碱现象。 混凝土振捣密实后 ， 不仅提升了混凝土 内部成型质 量 ， 也增添了混凝土表面美观效果 ， 同时降低了泛碱 出现 的可能 性 。 4 5加 强模 板拆 除 工序控 制 经现场 比较分析 ， 按规定 时间拆模后 的剪力墙 表面泛碱面积比早拆部位少 的多。每层混凝土浇筑 完毕后 ， 应根据施工时天气 、 温度、 风向影响 ， 结合各 层施工现状 ， 决定混凝 土模板的拆除时间。在控制 了模板的拆除时间后 ， 混凝 土表面泛碱现象会 明显 减 少 。 5 实施 效 果 在采取 了防止混凝土一次泛碱的质量控制措施 后 ， 该工程新浇筑的混凝 土表面泛碱现象得 到了很 好的控制 ， 泛碱部位显著减少 ， 效果明显。 图 1一图 2是同一剪力墙部位在施工中采取控 制措施前后混凝土泛碱情况 比较。 图 1 7层剪力墙部位 ， 一次泛碱情况严重 图 2 1 0层 剪 力 墙 部 位 ， 在 施 工 中 采 取 控 制 措施后 ， 基本消除 了一次泛碱 6泛碱 的 处理 对 7层 以 下 泛碱 严 重 的 剪 力 墙 部 位 进 行 了处 理。先用钢丝刷清除 ， 再用砂纸打磨。经处理 ， 可除 去大部分的泛碱 ， 但仍有部分附着较强 的泛碱固体 物残留在混凝土上。针对这部分残 留物， 先用水湿 润表面 ， 再用 3 左右的草酸进行清洗 ， 再用清水冲 洗 ， 基本可以清除。 7 结语 混凝土外观质量是混凝土质量 的直观体现 ， 越 来越受到关注， 要求也越来越高。而混凝土泛碱现 象是建筑工程中的顽症 ， 虽然对结构质量的影 响很 小 ， 但会影响建筑物的美观和建筑工程质量等级评 定。因此在施工过程中， 我们采取措施 ， 加以控制 。 而 在施工 过 程 中防止混 凝 土一 次泛碱 的 唯一途 径 只 能是根据泛碱形成的机理采取相应 的措施。为此 ， 制 造水灰 比较小 、 密 实 的混 凝 土 ， 控 制外 加 剂 计 量 ， 给予混凝土足够的保水性 ， 都能防治和减少混凝土 一 次泛碱 的出现 。 参考 文献 1 冯乃谦 实用混凝土大全( M) 北京 ： 科学 出版社 ， 2 0 0 1 2 刘红 ， 谭晓炜 混凝 土泛碱现 象的分析 与防治 ( J ) 江西建材 ， 2 0 0 9， ( 2 ) ： 3 1 - 3 2 3 蔡传 国 水泥基表面泛碱及处 理措施 的研究 ( J ) ， 工程质 量 ， 2 0 0 8 ( 2 ) ： 4 4 - 4 6 21