建筑物表面起霜的原因及防治措施
2008-09-22 00:00
摘 要：建筑物表面易產(chǎn)生一種白色物質(zhì)，俗稱“起霜”，白霜主要是一些無(wú)機(jī)鹽類從溶液中析出的結(jié)晶，它產(chǎn)生體積膨脹，造成結(jié)晶膨脹壓力，導(dǎo)致裝飾層與基層脫離。白霜的機(jī)械強(qiáng)度很低，也是導(dǎo)致裝飾層與基層粘結(jié)不良的原因之一。
關(guān)鍵詞：表面起霜；建材
1 起霜的原因
1.1 內(nèi)部原因
?。?）配制混凝土的水泥含堿量很高，硅酸鹽水泥熟料中，CaO含量占62%~67%，在水泥水化硬化過(guò)程中，C3S、C2S水化生成C-S-H凝膠的同時(shí)，析出大量Ca(OH)2，這是一種極易溶解的物質(zhì)。隨著混凝土干燥，混凝土中的水分逐漸沿著內(nèi)部的毛細(xì)孔向外遷移，以補(bǔ)償表面蒸發(fā)掉的水分，將溶于其中的Ca(OH)2帶出，與空氣中的CO2和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,留在混凝土表面。
（2）硅酸鹽水泥以硅酸鈣為主要成分，在生產(chǎn)水泥熟料所用的輔助原料（如硅質(zhì)原料、粘土等）和燃料煤炭中，如含堿性氧化物超過(guò)規(guī)定，則在燒成的水泥熟料中，能置換出一部分C3A和C2S。在拼成砂漿或混凝土?xí)r，水泥水化，其中所含的Na2O和K2O分離出來(lái)，成為強(qiáng)堿性的NaOH和KOH，并與水泥中所含的CaSO4等硫酸鹽反應(yīng)，生成Na2OS4和K2OS4，它們是水溶性鹽類，隨著水分遷移到表面，水分蒸發(fā)后留下白色硫酸鈉或硫酸鉀晶體。
?。?）混凝土工程使用Na2SO4或者以Na2SO4為主要組分的復(fù)合產(chǎn)品作為早強(qiáng)劑，增加了形成白霜的可溶性鹽類，且硫酸鈉在低溫下溶解度較低，明顯地增大混凝土表面析出白霜的可能性。
（4）某些地區(qū)，尤其是東北地區(qū)，土壤含堿量高，用這種粘土燒制的磚，內(nèi)部有多種可溶性的鹽和堿，經(jīng)雨淋日曬后，水分遷移蒸發(fā)，將其內(nèi)部的可溶性鹽、堿帶出，結(jié)晶成一層白色物質(zhì)。
1.2 外部原因
白色物質(zhì)的析出結(jié)晶在一定程度上可以提高基材表面的密實(shí)性，但由于雨水循環(huán)作用，會(huì)將沉積在表面的結(jié)晶物沖走，而基材內(nèi)部由于可溶性物質(zhì)的溶出，增大了孔隙率，降低了基材抗?jié)B性，從而會(huì)使鹽、堿的析出作用加劇。
2 預(yù)防起霜的措施
2.1 降低建材內(nèi)部可溶性鹽的含量
?。?）清水墻面或裝飾要求較高的墻面，用粘土燒結(jié)磚砌筑時(shí)應(yīng)盡量選用質(zhì)量好、含堿量低的磚。事先可以進(jìn)行試驗(yàn)，使粘土磚吸水飽合后，放在陰涼處，自然干燥后看表面是否起霜。
?。?）盡量選用堿金屬氧化物含量低的水泥和不含可溶性鹽的集料。
?。?）盡量不使用堿金屬氧化物含量高的外加劑。對(duì)于表面裝飾有較高要求的混凝土，Na2SO4摻量以小于水泥重量的1%為宜。如果處于較易產(chǎn)生析白起霜的不利條件下，在表面有較高裝飾要求的混凝土中，以不摻Na2SO4為宜。（4）配制混凝土?xí)r，摻加適量活性硅質(zhì)摻合料，如粉煤灰、硅灰等。因?yàn)樗鼈兌己幸欢康腟iO2，可降低混凝土中的游離堿含量。另外，由于粉煤灰、硅灰的摻入，硬化后混凝土的抗?jié)B性大幅度提高，外界介質(zhì)也難以進(jìn)入。可以說(shuō)，優(yōu)質(zhì)摻合料對(duì)預(yù)防起霜具有雙重效果。
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2.2 提高基材抗?jié)B性
（1）在配制混凝土或砂漿時(shí)，使用減水劑可降低拌和用水量，從而降低混凝土或砂漿的孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性能?？梢哉f(shuō)，只要是能夠增強(qiáng)混凝土或砂漿密實(shí)性，減少開(kāi)裂，且含堿金屬氧化物少的外加劑都可采用，如防水劑、膨脹劑、早強(qiáng)劑等。
?。?）混凝土或砂漿應(yīng)振搗密實(shí)，加強(qiáng)抹面，最好在初凝前再次抹面，使表面由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的微裂閉合，水泥漿浮層密實(shí)，提高表層抗摻性，并應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
?。?）在混凝土或砂漿表面噴一層防水劑，用以封填混凝土或砂漿表面的孔隙。
2.3 基層表面的憎水處理
混凝土、砂漿和硅酸鹽混凝土砌塊等水泥基復(fù)合材料都是親水性材料，用有機(jī)硅憎水劑處理混凝土或砂漿表面后，水無(wú)法滲入基材內(nèi)部，可阻止起霜。有機(jī)硅憎水劑無(wú)色透明，適合于水泥基裝飾板材、彩色混凝土（或砂漿）以及要求較高的建筑物面層的防水處理。
3 白霜的處理
（1）由能溶于水的堿金屬鹽類（如Na2SO4、K2SO4、K2CO3、Na2CO3等）組成的白霜，可直接用水沖刷除去。
?。?）由CaCO3沉淀形成的白霜，無(wú)法用水立即洗掉，小面積可用細(xì)砂紙磨去，大面積起霜可采用噴砂法，用噴砂機(jī)向起霜表面噴射干燥細(xì)砂。清水墻或彩色混凝土（或砂漿）表面均可采用這種方法。
?。?）如上述方法無(wú)效，則可采取酸洗法。易起霜的建筑材料都是堿性的，用酸洗法會(huì)腐蝕建筑物表面，因此不到萬(wàn)不得已不采用這種方法。
?。?）處理后最好再用有機(jī)硅對(duì)表面做憎水處理。
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1 起霜的原因
1.1 內(nèi)部原因
?。?）配制混凝土的水泥含堿量很高，硅酸鹽水泥熟料中，CaO含量占62%~67%，在水泥水化硬化過(guò)程中，C3S、C2S水化生成C-S-H凝膠的同時(shí)，析出大量Ca(OH)2，這是一種極易溶解的物質(zhì)。隨著混凝土干燥，混凝土中的水分逐漸沿著內(nèi)部的毛細(xì)孔向外遷移，以補(bǔ)償表面蒸發(fā)掉的水分，將溶于其中的Ca(OH)2帶出，與空氣中的CO2和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,留在混凝土表面。
（2）硅酸鹽水泥以硅酸鈣為主要成分，在生產(chǎn)水泥熟料所用的輔助原料（如硅質(zhì)原料、粘土等）和燃料煤炭中，如含堿性氧化物超過(guò)規(guī)定，則在燒成的水泥熟料中，能置換出一部分C3A和C2S。在拼成砂漿或混凝土?xí)r，水泥水化，其中所含的Na2O和K2O分離出來(lái)，成為強(qiáng)堿性的NaOH和KOH，并與水泥中所含的CaSO4等硫酸鹽反應(yīng)，生成Na2OS4和K2OS4，它們是水溶性鹽類，隨著水分遷移到表面，水分蒸發(fā)后留下白色硫酸鈉或硫酸鉀晶體。
?。?）混凝土工程使用Na2SO4或者以Na2SO4為主要組分的復(fù)合產(chǎn)品作為早強(qiáng)劑，增加了形成白霜的可溶性鹽類，且硫酸鈉在低溫下溶解度較低，明顯地增大混凝土表面析出白霜的可能性。
（4）某些地區(qū)，尤其是東北地區(qū)，土壤含堿量高，用這種粘土燒制的磚，內(nèi)部有多種可溶性的鹽和堿，經(jīng)雨淋日曬后，水分遷移蒸發(fā)，將其內(nèi)部的可溶性鹽、堿帶出，結(jié)晶成一層白色物質(zhì)。
1.2 外部原因
白色物質(zhì)的析出結(jié)晶在一定程度上可以提高基材表面的密實(shí)性，但由于雨水循環(huán)作用，會(huì)將沉積在表面的結(jié)晶物沖走，而基材內(nèi)部由于可溶性物質(zhì)的溶出，增大了孔隙率，降低了基材抗?jié)B性，從而會(huì)使鹽、堿的析出作用加劇。
2 預(yù)防起霜的措施
2.1 降低建材內(nèi)部可溶性鹽的含量
?。?）清水墻面或裝飾要求較高的墻面，用粘土燒結(jié)磚砌筑時(shí)應(yīng)盡量選用質(zhì)量好、含堿量低的磚。事先可以進(jìn)行試驗(yàn)，使粘土磚吸水飽合后，放在陰涼處，自然干燥后看表面是否起霜。
?。?）盡量選用堿金屬氧化物含量低的水泥和不含可溶性鹽的集料。
?。?）盡量不使用堿金屬氧化物含量高的外加劑。對(duì)于表面裝飾有較高要求的混凝土，Na2SO4摻量以小于水泥重量的1%為宜。如果處于較易產(chǎn)生析白起霜的不利條件下，在表面有較高裝飾要求的混凝土中，以不摻Na2SO4為宜。（4）配制混凝土?xí)r，摻加適量活性硅質(zhì)摻合料，如粉煤灰、硅灰等。因?yàn)樗鼈兌己幸欢康腟iO2，可降低混凝土中的游離堿含量。另外，由于粉煤灰、硅灰的摻入，硬化后混凝土的抗?jié)B性大幅度提高，外界介質(zhì)也難以進(jìn)入。可以說(shuō)，優(yōu)質(zhì)摻合料對(duì)預(yù)防起霜具有雙重效果。
[Page]
2.2 提高基材抗?jié)B性
（1）在配制混凝土或砂漿時(shí)，使用減水劑可降低拌和用水量，從而降低混凝土或砂漿的孔隙率，改善孔結(jié)構(gòu)，提高抗?jié)B性能?？梢哉f(shuō)，只要是能夠增強(qiáng)混凝土或砂漿密實(shí)性，減少開(kāi)裂，且含堿金屬氧化物少的外加劑都可采用，如防水劑、膨脹劑、早強(qiáng)劑等。
?。?）混凝土或砂漿應(yīng)振搗密實(shí)，加強(qiáng)抹面，最好在初凝前再次抹面，使表面由于水分蒸發(fā)產(chǎn)生的微裂閉合，水泥漿浮層密實(shí)，提高表層抗摻性，并應(yīng)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)。
?。?）在混凝土或砂漿表面噴一層防水劑，用以封填混凝土或砂漿表面的孔隙。
2.3 基層表面的憎水處理
混凝土、砂漿和硅酸鹽混凝土砌塊等水泥基復(fù)合材料都是親水性材料，用有機(jī)硅憎水劑處理混凝土或砂漿表面后，水無(wú)法滲入基材內(nèi)部，可阻止起霜。有機(jī)硅憎水劑無(wú)色透明，適合于水泥基裝飾板材、彩色混凝土（或砂漿）以及要求較高的建筑物面層的防水處理。
3 白霜的處理
（1）由能溶于水的堿金屬鹽類（如Na2SO4、K2SO4、K2CO3、Na2CO3等）組成的白霜，可直接用水沖刷除去。
?。?）由CaCO3沉淀形成的白霜，無(wú)法用水立即洗掉，小面積可用細(xì)砂紙磨去，大面積起霜可采用噴砂法，用噴砂機(jī)向起霜表面噴射干燥細(xì)砂。清水墻或彩色混凝土（或砂漿）表面均可采用這種方法。
?。?）如上述方法無(wú)效，則可采取酸洗法。易起霜的建筑材料都是堿性的，用酸洗法會(huì)腐蝕建筑物表面，因此不到萬(wàn)不得已不采用這種方法。
?。?）處理后最好再用有機(jī)硅對(duì)表面做憎水處理。
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