混凝土表面色斑形成原因及防治措施

[摘　要] 　介紹混凝土表面色斑產(chǎn)生的原因與防治措施。為今后混凝土施工中出現(xiàn)表面色斑的處理提供借鑒。

[關(guān)鍵詞] 　混凝土； 色斑； 原因； 防治措施

1 　引言

　　隨著現(xiàn)代生活質(zhì)量的提高，人們生活環(huán)境的日趨美化，混凝土外觀質(zhì)量問(wèn)題已逐漸受到人們的重視， 一方面人們?cè)诨炷两Y(jié)構(gòu)物上進(jìn)行裝飾，達(dá)到美化結(jié)構(gòu)物的目的；另一方面又重新把注意力放在混凝土外觀質(zhì)量的改進(jìn)上，特別是目前高速公路、鐵路等大型建筑工程，已把混凝土外觀質(zhì)量作為優(yōu)質(zhì)工程建設(shè)的一個(gè)重要方面，許多建設(shè)、施工單位的技術(shù)人員組成混凝土外觀質(zhì)量專題攻關(guān)小組，深入施工現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)一些出現(xiàn)頻率較高、影響范圍較寬的外觀質(zhì)量通病進(jìn)行解剖診斷，相繼取得了一定的效果，也積累了一定經(jīng)驗(yàn)，但對(duì)顏色或深或淺，面積或大或小，形狀極不規(guī)則地出露在混凝土表面且影響廣泛的混凝土表面色斑(即表面色差) ，一直沒(méi)有很好解決，至今它逐漸成為影響大體積混凝土工程創(chuàng)優(yōu)的一個(gè)障礙。當(dāng)前，對(duì)于如何有效克服混凝土表面色斑，確?；炷帘砻骖伾木鶆蛐?，確實(shí)缺少現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)，可參考的資料也極少。經(jīng)過(guò)多年的積累，我在本文中列舉了一些我們以及同行在混凝土施工中曾遇到的問(wèn)題，以及如何進(jìn)行分析、解決這些問(wèn)題。

2 　混凝土的本色

　　混凝土的顏色主要是水泥顏色形成的。普通混凝土常以灰色為主，但由于水泥原料有所不同，只是其灰色的深度稍微有所差異而已。在評(píng)價(jià)混凝土顏色的時(shí)候，通常要設(shè)一基準(zhǔn)色，即顏色變化前的“本色”。設(shè)色的方法是在玻璃板上澆以混凝土，待干燥后，以從玻璃面所看到的顏色作為基準(zhǔn)色；也可使用干燥后混凝土斷面的顏色作為基準(zhǔn)色。現(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)混凝土的本色來(lái)判斷其顏色變化程度的大小。

3 　表面色斑的原因及防治措施

　　混凝土在硬化后，某些表面色斑也在逐漸形成。因其變化隨著混凝土的組成成分、時(shí)間長(zhǎng)短、外界環(huán)境情況等不同而不同，故混凝土表面色斑種類繁多。盡管色斑種類復(fù)雜，但工地常見(jiàn)混凝土表面色斑從形成深度劃分，總體上可以分為兩類:

(1) 表層型色斑。即混凝土顏色的差異僅發(fā)生在混凝土表層，可以通過(guò)對(duì)混凝土的沖洗與打磨來(lái)消除其差異。

(2) 深層型色斑。主要來(lái)自混凝土內(nèi)部，有一定深度，是混凝土本身顏色差異造成的，暫無(wú)可靠的方法消除它。

3.1 　表層型色斑

    由于混凝土組織為多孔質(zhì)，表面相對(duì)較粗糙，極容易吸收污水或粘附粉塵等，從最初的模板、脫模劑的影響到形成后外界環(huán)境的污染來(lái)看，常見(jiàn)表層色斑，主要來(lái)自污染。

3.1.1 　模板銹斑污染

    由于潮濕環(huán)境模板的涂刷不能很好阻止局部氧化，這些鐵銹等氧化物很容易被混凝土表面吸附，形成銹斑，顏色多呈黃褐色。根據(jù)鐵銹產(chǎn)生的原因，防止表層銹斑的辦法有：

(1) 對(duì)施工用模板的涂刷應(yīng)及時(shí)，并且使用質(zhì)量好的脫模劑，如環(huán)氧樹(shù)脂型脫模劑等，以阻止銹源的產(chǎn)生。

(2) 一旦混凝土出現(xiàn)銹斑，應(yīng)及時(shí)處理。通常表層小面積可用鋼刷刷除，范圍較大采用1∶10 的草酸溶液進(jìn)行擦洗后再進(jìn)行砂輪機(jī)打磨，以還原混凝土本色。

3.1.2 　脫模劑污染

    工地使用的脫模劑種類很多，質(zhì)量也高低不一。

    常用的油質(zhì)脫模劑，都具有一定的染色，也就是污染問(wèn)題。如采用柴油作脫模劑，混凝土表面顏色多發(fā)暗；采用機(jī)油(一般較粘稠，不易刷開(kāi)) 作脫模劑，表面顏色多發(fā)白。施工經(jīng)驗(yàn)證明使用液壓油是油質(zhì)脫模劑中對(duì)混凝土表面顏色污染最小的品種。

     針對(duì)脫模劑的污染，通常的辦法有：

(1) 采用優(yōu)質(zhì)脫模劑。目前工地上使用的優(yōu)質(zhì)脫模劑主要為環(huán)氧樹(shù)脂型脫模劑，不污染混凝土，表面光潔，色澤均勻，并且可多次倒用。當(dāng)使用液壓油作脫模劑時(shí)，盡量選用質(zhì)量好的品種。

(2) 按比例配合使用。由于柴油和機(jī)油作脫模劑，各自出現(xiàn)不同程度的顏色差異，在使用過(guò)程中，如沒(méi)有合適優(yōu)質(zhì)的脫模劑，可采用一定比例來(lái)?yè)脚湟哉{(diào)和其顏色，通常柴油和機(jī)油按1∶4 的比例進(jìn)行摻配， 也可收到較好的顏色效果。

(3) 由于低質(zhì)脫模劑污染面積通常較大，表面處理的難度大。小面積顏色較深可用磷酸配成溶液，對(duì)混凝土表面進(jìn)行擦洗，再用鋼刷刷除，使其先變成白色，后恢復(fù)混凝土本色。如顏色污染輕，可采用漂白劑進(jìn)行擦洗。

3.1.3 　外界環(huán)境污染

    混凝土是一種極易受污染的物質(zhì)。在城市、工廠等煙塵和粉塵污水多的地方，污染最為嚴(yán)重，影響面積也最廣。通常對(duì)外界環(huán)境污染造成混凝土表面色斑，如粉塵污染、青苔污染、污水污染等等，處理的技術(shù)難度不大，但重復(fù)污染的可能性大。唯一有效的辦法是盡量減少各種污染源，凈化環(huán)境，以保護(hù)混凝土顏色不受或少受侵害。

3.2 　深層型

     混凝土深層色斑，不是污染造成的，而是混凝土的內(nèi)部成分發(fā)生了變化，一旦混凝土表面形成色斑， 基本上用簡(jiǎn)單的沖洗打磨等辦法無(wú)法消除，從理論上說(shuō)只能防止此類色斑的發(fā)生。對(duì)混凝土深層色斑影響的原因很多，常見(jiàn)有:

3.2.1 　水泥質(zhì)量的變化

(1) 水泥質(zhì)量不穩(wěn)定。由于水泥廠家生產(chǎn)工藝較差，或者出現(xiàn)生產(chǎn)量小供應(yīng)量大的情況，致使水泥質(zhì)量不穩(wěn)定，經(jīng)常發(fā)生波動(dòng)，水泥成分的劇烈變化，極易導(dǎo)致混凝土表面色斑的產(chǎn)生。從某種程度上說(shuō)，水泥的顏色基本上決定了混凝土的顏色，混凝土深層色斑，主要來(lái)自水泥成分的變化(骨料的顏色對(duì)混凝土顏色的影響遠(yuǎn)沒(méi)有水泥大) 。通常水泥的顏色隨化學(xué)成分和生產(chǎn)條件變化而變化，其顏色主要由水泥成分中的氧化鐵和氧化鎂的含量以及它們的比例而定，一旦成分含量及比例失調(diào)，顏色就會(huì)急劇變化。當(dāng)然水泥熟料的燒成溫度、冷卻速度和水泥的細(xì)度也有一定影響，但影響程度小。

(2) 不同種類不同廠家水泥混用。工地施工時(shí)出現(xiàn)水泥備料不足，或者原有水泥生產(chǎn)廠家供應(yīng)不及時(shí)，發(fā)生水泥混用的現(xiàn)象。普通硅酸鹽水泥一般為青灰色，礦渣水泥、粉煤灰水泥等是在硅酸鹽水泥中摻入了灰顏色的高爐礦渣、粉煤灰等，雖基本成灰色但仍與普通硅酸鹽水泥的顏色有所不同，另外相同品種不同廠家水泥，由于生產(chǎn)差異，也不能混用，施工中一旦發(fā)生混用，混凝土產(chǎn)生色斑的機(jī)率會(huì)急劇增加。

為防止水泥發(fā)生變化，主要措施為：

(1) 嚴(yán)格控制水泥來(lái)源，避免不同種類不同廠家水泥混用。所用水泥盡量選用生產(chǎn)工藝先進(jìn)，生產(chǎn)供應(yīng)能力強(qiáng)的大廠，對(duì)水泥質(zhì)量無(wú)法保證的廠家，要予以更換。一般來(lái)說(shuō)，小廠由于生產(chǎn)條件限制以及供應(yīng)能力有限，所產(chǎn)水泥很難保障其質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定及所有成分不發(fā)生劇烈的波動(dòng)，特別是有些小廠在供應(yīng)緊張時(shí)常出現(xiàn)東拼西湊的現(xiàn)象，一旦供應(yīng)不上就將附近小廠家的水泥納入自家的門下，進(jìn)行臨時(shí)替代供應(yīng)。

(2) 加強(qiáng)水泥顏色的檢測(cè)。工地上常有同種水泥不同批次的顏色卻有很大差異的現(xiàn)象發(fā)生，有時(shí)呈灰色，有時(shí)呈青灰色，有時(shí)又呈黑色，這種現(xiàn)象在某些正規(guī)的大廠也沒(méi)有很好杜絕。從而要求工地每進(jìn)一批水泥，就要對(duì)其顏色進(jìn)行目測(cè)對(duì)比和混凝土本色的試驗(yàn)，如顏色發(fā)生較大的變化，應(yīng)禁止使用。

3.2.2 　拌和質(zhì)量差

    通常在混凝土使用的水泥質(zhì)量不發(fā)生變化的條件下，拌和質(zhì)量對(duì)混凝土表面顏色的影響占了主導(dǎo)地位。

    其影響因素主要有：

(1) 水灰比變化的影響。由于對(duì)用水量掌握不準(zhǔn)，攪拌的混凝土?xí)r干時(shí)稀，水灰比變化幅度大。一般情況下，水灰比小(坍落度小于40mm) 的混凝土干硬后多呈青灰色，顏色相對(duì)較深，水灰比大(坍落度大于160mm) 的混凝土干硬后多呈灰白色，顏色較淺。施工中混凝土水灰比的變化常使結(jié)構(gòu)物混凝土出現(xiàn)盤與盤之間顏色明顯的差異。

(2) 混凝土內(nèi)部質(zhì)地不均。混凝土拌和質(zhì)量不良影響了混凝土內(nèi)部各處均勻性發(fā)生變化，極易造成顏色上的差異，這是為什么同一盤混凝土灌注的結(jié)構(gòu)物表面顏色會(huì)出現(xiàn)明顯差異的原因。對(duì)混凝土拌和質(zhì)量差問(wèn)題的防治，主要有:

(1) 工地混凝土拌和站應(yīng)做到混凝土配合比各組分用量準(zhǔn)確，特別是用水量的準(zhǔn)確，確保水灰比在極小范圍內(nèi)波動(dòng)。

(2) 嚴(yán)格控制混凝土的拌和質(zhì)量，適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土的拌合時(shí)間，確保拌和質(zhì)量穩(wěn)定。

3.2.3 　施工縫

    在混凝土深層型色斑影響較明顯的方面，除開(kāi)混凝土本身質(zhì)量原因外，那就是結(jié)構(gòu)物上出現(xiàn)的施工縫。通常施工縫的附近混凝土顏色深，且多呈條帶狀斑塊，與混凝土澆筑的分層厚度基本一致，特別影響混凝土的外觀形象。其主要形成原因?yàn)?

(1) 工地澆筑作業(yè)不連續(xù)。由于施工安排不當(dāng)或者施工不方便等原因，導(dǎo)致混凝土施工出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的中斷，交界面處混凝土已出現(xiàn)初凝。如果對(duì)初凝的混凝土實(shí)施強(qiáng)行振動(dòng)，極易破壞混凝土內(nèi)部硬化機(jī)制， 導(dǎo)致水化反應(yīng)變緩，使得顏色加深。

(2) 混凝土凝結(jié)時(shí)間短。由于混凝土未摻緩凝劑或緩凝時(shí)間不夠，在長(zhǎng)途運(yùn)輸或溫度較高的夏季，最易出現(xiàn)混凝土施工縫。

    主要防治處理措施：

(1) 合理安排施工，避免出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的中斷，確保工地澆筑作業(yè)的連續(xù)。

(2) 改善混凝土的性能。對(duì)運(yùn)輸距離遠(yuǎn)以及溫度高的夏季，混凝土摻一定量的緩凝劑，適當(dāng)延長(zhǎng)混凝土凝結(jié)時(shí)間，以應(yīng)對(duì)工地出現(xiàn)的各種突發(fā)事件發(fā)生。

4 　結(jié)語(yǔ)

　　近幾年，混凝土表面色斑已逐漸引起建設(shè)單位、施工單位高度重視，許多單位把之作為科研課題之一進(jìn)行研究。筆者從多年來(lái)施工單位處理混凝土表面色斑的實(shí)踐出發(fā)，深深認(rèn)識(shí)到盡管混凝土表面色斑影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜，處理起來(lái)比較棘手，但只要工地出現(xiàn)問(wèn)題，不一抹了之，施工單位如能認(rèn)真結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)癥下藥，處理混凝土表面色斑的難題同樣可以迎刃而解。

[參考文獻(xiàn)]

[1 ]王異，周兆桐. 混凝土施工手冊(cè)[M] . 吉林科學(xué)技術(shù)出版社，1985 ，10.

[作者簡(jiǎn)介] 　彭卿，1970 年生，男，工學(xué)學(xué)士，96 年畢業(yè)于中南工業(yè)大學(xué)(現(xiàn)中南大學(xué)) 工程地質(zhì)專業(yè)，現(xiàn)任中鐵十一局集團(tuán)第一工程有限公司計(jì)量測(cè)試中心主任。先后在《鐵道建筑技術(shù)》發(fā)表文章，99 年第六期《泵送混凝土堵管的原因及防治措施》，2004 年第一期《濕陷性黃土填筑高等級(jí)公路路堤施工工藝》。

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