返碱是指混凝土的主要成分硅酸钙(弱酸强碱性盐),遇水后发生水化反应,形成游离钙、硅酸盐和氢氧化物。当混凝土中有足够的水时,在毛细作用的压力下,水会流出,游离的钙、钠、钾等物质会以水为载体流出。到达石材表面后,随着水蒸发,这些物质留在石材上,形成白色粉末晶体,或与空气中的二氧化碳反应形成白色团块。由此产生的白色物质称为返碱。
石材返碱常见问题和原因分析
(1)加入氢氧化钙消耗剂
减少返碱的一种方法是添加反应性二氧化硅。水泥硅酸三钙产生的过量的氢氧化钙和可溶性二氧化硅,如天然火山灰(凝灰岩等)或人工火山灰(例如硅灰)进一步反应形成硅酸钙,氢化钙+硅=硅酸钙+水)和硅酸钙本身不溶于水,也不会通过毛细孔把水带到石材表面。
(2)为了延缓混凝土的硬化速率,二氧化碳有条件进入结构,在结构中发生氢氧化钙反应。
在实践中已经证明,只要混凝土周围的空气湿度提高,混凝土的硬化速度减慢,并有足够的机会让空气中二氧化碳通过毛孔进入结构体内部与氢氧化钙反应,使碳酸钙形成在结构和减少返碱现象。室外混凝土需要防止返碱、包草袋、草布养护,并保证足够的湿度和养护时间,即可以取得较好的效果。
(3)常规的粘结剂水泥砂浆中混入大量的砂粒,砂粒本身也具有高低碱性之分。
(4)淡水河砂的碱度比海水砂低;
(5)使用低碱水泥或耐碱粘结剂优于水泥砂浆。虽然各种粘结层不可能完全消除含碱物质,但含碱物质的水平,是决定未来是否返碱的重要因素之一。
如果项目条件允许,表面石材施工应采用干挂工艺,避免粘结剂出现,从根源上解决粘结剂返碱问题。石材干挂专项施工方案须报集团工程质量监督部门审批。
石材返碱的预防方法
一、用水量控制
在混凝土硬化的初期,更多的水移动到混凝土表面,就更有可能产生返碱。
因此,在混凝土浇筑和振捣的前提下,尽可能减少混凝土的耗水量是防止返碱的手段之一。实践证明,干混凝土(主要用于路桥工程)由于稠度低、砂率低、碎石量大、水灰比小、水泥含量低、单位密度大等特点,明显低于普通混凝土的返碱化率。在铺设墙壁时,也应控制水的消耗。
浇筑砖应根据空气温度和水分蒸发情况确定用水量,一般砖的湿度以60%—90%为宜,夏季最高可达到90%。湿砖、切砖时,必须有2厘米的砖心是干的,当温度较低时,一般稍微浇水就可以湿了。
二、控制结构与表层间隙
(1)封闭混凝土结构中的孔隙。
选择合适的骨料粒径,浇注时充分振捣,使混凝土里实外光,减少混凝土结构中的孔隙率;混凝土结构充分干燥后,对混凝土结构进行防水处理,将混凝土内部的进出水渠完全封闭。
(2)减小砂浆层间的间隙。
1:3水泥砂浆与干硬水泥砂浆相比,干硬水泥砂浆孔隙率明显增大,水更容易进出,导致碱的扩散增大。但由于水泥砂浆不适用于较大厚度的找平,对结构成品面提出了更高的要求。
(3)封闭饰面石材本身的渗透通道。
天然石材都有一定的孔隙。一方面,防护剂能穿透石材,堵塞石材的毛孔;另一方面,对表面层进行水绝缘保护。
(4)封闭饰面石材和石材之间的渗透通道。
石材与石材之间无论密缝,离缝均有一定的缝。这些缝隙对于水来说是重要的渗透通道。
只有通过严格的清除间隙砂浆,然后再用硅酮密封胶处理,密封板材的间隙,才能堵塞水的渗透通道。
石材返碱防治控制及控制要点
一、施工前控制要点
(1)加强与设计单位的沟通协调,考虑如何在设计源头尽可能消除返碱措施,条件允许水景尽可能使用干挂形式。
(2)水景中的结构均为混凝土浇筑,结构表面设计为防水层。
(3)水景表面石材应尽量设计大板,减少石材接缝。
(4)表面石材的设计需要六面防水处理,渗透性和成膜保护剂的选择。
(5)施工前,要充分考虑施工过程中可能出现返碱的各个环节,提前采取预防措施。如果你不确定,可以先做样品。
二、施工过程控制要点
(1)严格要求按集团下发的施工节点正确施工。
(2)凝血图结构的浇铸需要里实外光,有条件可添加减水剂以达到减水的目的;结构表面施工到位,平整准确,只留下2CM的粘结层。避免使用硬而干的水泥砂浆。
(3)混凝土结构或砖墙结构干燥后应防水。
(4)结构干燥后可进行饰面石材施工。
(5)粘结剂应选用低碱粘结剂,如水泥砂浆、砂必须采用淡水砂,严禁使用海砂。
(6)石材挤压安装到位后,应尽快清理石材接缝的砂浆(粘结层),并使用良好的密封胶材料密封所有裂缝。
(7)侧面石材如需灌浆,在板立好灌浆前,应将石缝内外严格密封打胶。
(8)在完成施工过程中,应注意防止雨水或施工用水频刷局部石材。
(9)加强施工过程中的防护措施,注意施工过程中成品的保护,避免含碱性土壤或水污染。
三、完工后注意事项
(1)加强完工后的日常检查和监控,及时解决问题。
(2)找到返碱的真正原因,适当用药剂,如树池挡墙等部位的土壤过高,及时清除土壤。
(3)用专用清洗剂对返碱部分进行酸洗,清洗表层的结晶盐。
(4)对于石材的接缝处返碱部分,要重点清洗;多余的砂浆清理干净后,进行严格的补胶处理。
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