鹽霜對(duì)混凝土的危害與預(yù)防

　　[摘要]本文闡述了混凝土的鹽霜機(jī)理;分析討論了鹽霜對(duì)混凝土的危害，提出了預(yù)防措施。

　　[關(guān)鍵詞]鹽霜;混凝土;耐久性;危害;預(yù)防

　　[中圖分類(lèi)號(hào)]TU528.07 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B [文章編號(hào)]1009一0142(2007)05一0036一02

　　1 前言

　　鹽霜是指混凝土表面析出象霜一樣的結(jié)晶物的現(xiàn)象。鹽霜是一種復(fù)雜的物理、化學(xué)和物理化學(xué)過(guò)程。亦是混凝土風(fēng)化形式之一。鹽霜影響制品的美觀，很早就被人們發(fā)現(xiàn)，但對(duì)制品力學(xué)性能和耐久性的危害卻沒(méi)有得到足夠的重視。其實(shí)，鹽霜導(dǎo)致制品溶出性腐蝕，且具有擴(kuò)散性，損害結(jié)構(gòu)工程的力學(xué)性能和耐久性。近年來(lái)，隨著大氣污染日趨嚴(yán)重，優(yōu)質(zhì)原料的不斷減少，以及外加劑的使用，可溶性鹽霜的趨勢(shì)逐日增強(qiáng)，應(yīng)引起足夠的重視。而對(duì)混凝土的鹽霜，既要認(rèn)識(shí)到它的危害性，又要加強(qiáng)對(duì)它的預(yù)防，本文將分析討論鹽霜對(duì)混凝土的危害性，提出預(yù)防措施。

　　2 鹽霜機(jī)理

　　2.1 鹽霜的條件

　　(1)可溶性鹽或堿的存在;

　　(2)有大量溶解可溶性鹽或堿的水;

　　(3)具有溫濕度差或壓力差以及具有反復(fù)干濕循環(huán)和冷熱交替的外界環(huán)境;

　　(4)具有干澡吸濕熱力學(xué)特性的毛細(xì)管(孔);缺少其中任一條件，鹽霜一般不易形成。破壞其中之一，就可達(dá)到預(yù)防的目的。因此，可溶性鹽或堿是鹽霜的內(nèi)因，溫濕差、壓力差、干燥循環(huán)和冷熱交替是鹽霜的外因，水是介質(zhì)，毛細(xì)管(孔)是鹽霜的通道。

　　2.2 鹽霜過(guò)程

　　混凝土主要由粘接介質(zhì)和埋在其中骨料粒子或碎片所組成的復(fù)合材料。粘接物是由水硬性水泥和水的混合物所形成的?；炷林泻写罅康腃a (OH)2同時(shí)具有毛細(xì)管—孔隙結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在外界條件作用下，可溶物Ca(OH)2或Na2SO4;隨水遷移至制品表面，隨著水分的不斷蒸發(fā)，溶液濃度不斷增大，達(dá)到飽和后，制品表面就不斷析出白色的結(jié)晶物即鹽霜。鹽霜多數(shù)為CaCO3，或Na2SO4晶體。CaCO3由Ca(OH)2和CO2:碳化而成，Na2SO4;由Na2SO4·10H2O脫水而成。

　　3 鹽霜的危害

　　3.1影響美觀

　　隨著彩色混凝土制品的發(fā)展和應(yīng)用，鹽霜問(wèn)題已引起人們的注意，鹽霜使裝飾混凝土色澤暗淡失去光彩，圖案受損影響美觀，裝飾效果大大降低。

　　3.2 破壞力學(xué)性能和耐久性

　　在水化良好的波特蘭水泥漿體中，主要由比較難溶的鈣的水化物(水化硅酸鈣、氫氧化鈣和鈣礬石)所組成的固相，與PH值高的空隙中溶液呈穩(wěn)定平衡狀態(tài)?；炷恋慕Y(jié)構(gòu)與其它材料相比其材料性質(zhì)不是靜態(tài)的。這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)中的水泥漿體和水泥漿體與骨料之間的過(guò)渡區(qū)隨時(shí)間不斷變化。在這一點(diǎn)上，混凝土與其它有生命的東西相似。從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)，對(duì)于早期普通混凝土，由于鹽霜造成的空隙會(huì)得到自動(dòng)愈合，如果不考慮美觀的話，只要其表面鹽霜比較均勻，不會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度和耐久性，問(wèn)題并不大。但完工后的混凝土，由于自然干燥失水或某些部位不斷碳化，導(dǎo)致收縮開(kāi)裂，空隙率增大，結(jié)構(gòu)疏松。這樣，混凝土原有的密實(shí)性遭到破壞，滲透性能提高，制品內(nèi)部毛細(xì)管與大氣相通，具備了干燥吸濕熱力學(xué)特性的毛細(xì)管(孔)，為中、后期鹽霜?jiǎng)?chuàng)造了必要條件。

　　隨著可溶物Ca(OH)2或Na2SO4;不斷遷移至制品表面，化學(xué)平衡: Ca(OH)2+ Na2SO4CaSO4+2NaOH遭到破壞，使反應(yīng)向左進(jìn)行，造成混凝土溶出性腐蝕。這樣，空隙中溶液的堿性減弱，PH值減小，打破了混凝土原有的穩(wěn)定平衡狀態(tài)，水化產(chǎn)物穩(wěn)定存在的環(huán)境遭到破壞，導(dǎo)致膠凝性組分化學(xué)分解。結(jié)果，鹽霜使制品表層變成沒(méi)有強(qiáng)度或強(qiáng)度極小的二氧化硅和氧化鋁凝膠，導(dǎo)致水泥漿體強(qiáng)度損失。混凝土損失原始石灰含量的114，其強(qiáng)度降低至原始強(qiáng)度的一半。粗略估計(jì)，石灰每損失1%，強(qiáng)度降低1%一2%。

　　如果鹽霜不是在表面析出而是在毛細(xì)管(孔)中析出，就會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶壓力，結(jié)晶壓力引起的應(yīng)力足以使混凝土開(kāi)裂，結(jié)構(gòu)遭到破壞。在一定溫度，溶液的結(jié)晶只能發(fā)生在溶質(zhì)濃度C超過(guò)飽和濃度CS的時(shí)候。一般地，C/C5值(或過(guò)飽和度)越高，結(jié)晶壓力越大。

　　如果鹽霜為Na2SO4仇，從石膏轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸}，體積縮小為原來(lái)的1/2，如果鹽霜為Ca (OH)2體積縮小則更大。由于體積的縮小，造成孔隙增多，致密度下降，提高了滲透性能，混凝土進(jìn)一步碳化。如果混凝土中后期嚴(yán)重鹽霜，將破壞制品表層的組織機(jī)構(gòu)，使空隙率增大，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度降低，導(dǎo)致抗磨性、抗?jié)B性、抗凍性、抗碳化性降低，有可能為提供堿骨科反應(yīng)所需的水創(chuàng)造了條件。這樣，造成了惡性循環(huán)。因此，鹽霜破壞制品的耐久性。

　　總之，混凝土鹽霜既影響美觀又破壞力學(xué)性能和耐久性。

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　　4 鹽霜的預(yù)防

　　4.1 控制可溶物

　　制品生產(chǎn)或施工前應(yīng)對(duì)原材料進(jìn)行成分分析，控制可溶物含量，特別是K+、Na+的含量;盡量選用含鈉、鉀低的水泥;選用不含可溶性鹽類(lèi)的粗細(xì)集料;選用SO42含量低的純凈水或可飲用水作攪拌水，避免使用海水;選用可溶性鹽類(lèi)少的顏料;限量使用含鈉、鉀的外加劑，如Na2SO4、NaOH、NaNO3等。這些是預(yù)防鹽霜的關(guān)鍵。

　　4.2 減少用水量

　　混凝土在初期硬化過(guò)程中，移動(dòng)到混凝土表面的水分越多，產(chǎn)生鹽霜的嚴(yán)重性就越大。制品中水分越多，干燥后留下的毛細(xì)管(孔)越大。干硬性混凝土就不易產(chǎn)生鹽霜。因此，在滿足混凝土澆筑和搗振要求的前提下，盡量減少混凝土的用水量是預(yù)防鹽霜的必要手段之一。

　　4.3 化學(xué)抑制

　　Ca (OH) 2是形成鹽霜的可溶物之一，研究人員想通過(guò)摻入外加劑或活性材料，如硬脂酸鹽、丙烯酸鹽等有機(jī)外加劑，以及自然界硅藻土、?；V渣、超細(xì)粉煤灰、硅灰、碳酸銼和具有吸附性的集料。使Ca (OH)2與其化合成穩(wěn)定成分，或被集料吸附。不再遷移至混凝土表面，進(jìn)而達(dá)到預(yù)防鹽霜的目的。

　　4.4 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

　　防止鹽霜的一個(gè)方法，就是讓Ca (OH)2在還沒(méi)有這到混凝土表面之前就與CO:發(fā)生反應(yīng)，在混凝土內(nèi)部生成Ca-CO3，這樣混凝土干燥過(guò)程中蒸發(fā)的只是水分，Ca (OH)2就不會(huì)被帶到混凝土表面。這就決定于良好的養(yǎng)護(hù)條件。實(shí)際上，只要人為地提高混凝土周?chē)目諝鉁囟龋够炷粮稍锼俣确怕?，基本上就可以達(dá)到這個(gè)目的?；炷粮稍锼俣刃院?，空氣中的CO2就有足夠的機(jī)會(huì)從混凝土的微小孔隙進(jìn)入其內(nèi)部，并與處在溶解狀態(tài)的Ca(OH) 2發(fā)生反應(yīng)生

　　CaCO3偽留在混凝土內(nèi)部。卿昆凝土制品放在密閉的養(yǎng)護(hù)室里，養(yǎng)護(hù)效果最佳。也可把混凝土制品放在封閉的塑料棚里或用布、草袋蓋上養(yǎng)護(hù)。不過(guò)，這時(shí)特別注意防止塑料棚里的凝聚水滴落到混凝土制品上。否則，有可能導(dǎo)致嚴(yán)重的鹽霜。

　　4.5 提高密實(shí)度

　　鹽霜往往產(chǎn)生在制品不密實(shí)和填充差即孔隙率大的部位，孔結(jié)構(gòu)包括孔隙率、孔半徑、孔分布、孔類(lèi)型的優(yōu)化將有力改善蒸發(fā)凝結(jié)性能。提高制品的密實(shí)度有利于優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)，是根除水侵入的關(guān)鍵，即阻止了水的侵蝕，又提高了低抗碳化和抗?jié)B性的能力，是防止鹽霜的重要措施。對(duì)于混凝土，采用合理配合比和合適的成型制度，盡量減少制品內(nèi)孔隙，減小毛細(xì)管(孔)的直徑，保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密和表面光滑密實(shí)，防止毛細(xì)水的形成，切斷可溶物的遷移通道，阻止鹽霜的形成。如盡可能采用低WIC和使用高效減水劑以及引氣劑或引氣水泥，并搗振、加壓。

　　4.6 防水處理

　　防水處理就是使混凝土氣孔體系憎水化、封閉化，阻止干燥吸濕，是預(yù)防鹽霜的重要措施之一。防水處理措施有表面與整體處理兩類(lèi)。

　　表面處理就是在成型后的混凝土表面摻加或噴涂能形成防水層的物質(zhì)，堵塞毛細(xì)管(孔)口，并形成一層憎水薄膜，與大氣隔離，使可溶物不能析出。整體處理就是在混凝土中摻加防水性物質(zhì)，使混凝土內(nèi)壁上以及表面現(xiàn)象均勻分布防水薄膜，這到防水目的。整體處理后再加表面處理，可以進(jìn)一步防止水和大氣對(duì)制品的影響，從而達(dá)到預(yù)防鹽霜的目的。如果能利用以上各種方法，采取協(xié)同預(yù)防的措施，防止鹽霜的效果更好。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　混凝土鹽霜即影響美觀又破壞力學(xué)性能和耐久性，應(yīng)引起足夠的重視。預(yù)防鹽霜已是一個(gè)具有重要意義，不容忽視的問(wèn)題。國(guó)外已有關(guān)于預(yù)防水泥裝飾混凝土出現(xiàn)鹽霜的專(zhuān)利，其中包括與空氣隔絕的透明涂料和彩色涂料，它們可以防止?jié)B出物外流和空氣中有害氣體的滲入，但要求這些涂料必需具有良好的耐久性。針對(duì)鹽霜的條件和破壞作用，有效地研制預(yù)防鹽霜的外摻劑以及加強(qiáng)對(duì)鹽霜影響混凝土性能的研究，應(yīng)成為生產(chǎn)企業(yè)，施工和科研單位的重要課題。