劉曉東,陳桂玲
(1. 合肥市建筑質(zhì)量安全監(jiān)督站,安徽 合肥 230001;2. 呼和浩特金鴻混凝土有限公司,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)
某項目工程用混凝土出現(xiàn)不同程度的泛堿現(xiàn)象。攪拌站對此問題進行認真的分析和自查,并特邀請相關(guān)供應(yīng)商技術(shù)負責(zé)人到站,請混凝土專家進行了分析,同時也做了大量的比對試驗。
泛堿的主要原因是碳酸鈣的生成。從以往大量的施工案例中得知,澆筑中處于塑性的混凝土的硬化是水泥與水發(fā)生反應(yīng)的結(jié)果,而在整個水化反應(yīng)的過程中不僅能生成硅酸鈣,也會產(chǎn)生大量的游離鈣、硅酸和氫氧根?;炷恋氖杷啥嗫捉Y(jié)構(gòu)決定了它必然要有一定的含水率。當(dāng)混凝土中的水足夠多時,在毛細壓作用下,水就會沿著毛細孔或微裂縫向表面滲出,此時混凝土中的氫氧化鈣、鈉、鉀等物質(zhì)也會隨水涌出。在到達混凝土表面后,隨著水分的蒸發(fā)而迅速與空氣中的二氧化碳發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),成為不易溶于水的白色碳酸鈣,殘留在混凝土表面形成白色粉末狀晶體,或者在混凝土表面結(jié)晶形成白色硬塊,也就形成了泛堿現(xiàn)象。
另外,經(jīng)過觀察和研究,溫度、濕度和風(fēng)對泛堿都有著顯著的影響。一般來說泛堿是季節(jié)性問題,大部分情況下在春季、冬季出現(xiàn),因為在春季沙塵暴偏多水分流失快,冬季水分的蒸發(fā)速度變緩,可以使混凝土中的鹽分充分溶入孔隙水中,并遷移到混凝土的表面。這種氣候條件就很容易引起泛堿現(xiàn)象的發(fā)生。
針對泛堿現(xiàn)象,對原材料進行了逐一排除試驗。
(1)冀東 P·O42.5 水泥換成包頭的祥順 P·O42.5 水泥,其他原材料不變進行試拌。在混凝土未養(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面泛堿明顯增多(如圖1)。
(2)地下水換成純凈水,其他原材料不變進行試拌,在混凝土未養(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖2)。
圖1 更換水泥
圖2 更換拌合水
(3)博騰泵送劑換成包頭屹峰泵送劑,其他原材料不變進行試拌,混凝土未養(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿,澆水處理后,一半覆膜養(yǎng)護,一半裸露做對比,經(jīng)過二次處理后覆膜養(yǎng)護的混凝土泛堿消失,裸露在自然條件下的混凝土泛堿現(xiàn)象減少(如圖3)。
(4)站內(nèi)冀東水泥和博騰減水劑換成包頭祥順水泥和包頭屹峰減水劑,其他原材料不變,進行試拌?;炷廖答B(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖4)。
圖3 更換泵送劑
圖4 更換水泥和減水劑
(5)原材料不變,不摻減水劑,進行試拌?;炷廖答B(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖5)。
(6)原材料不變,不摻減水劑,不摻粉煤灰,進行試拌?;炷廖答B(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖6)。
(7)博騰減水劑換成聚羧酸減水劑,原材料不變,進行試拌?;炷廖答B(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖7)。
(8)博騰減水劑換成聚羧酸減水劑,石子用卵石,進行試拌。混凝土未養(yǎng)護的情況下,24 小時后混凝土表面出現(xiàn)泛堿(如圖8)。
圖5 不摻減水劑
圖6 不摻減水劑和粉煤灰
圖7 更換減水劑
圖8 更換減水劑并使用卵石
(9)用于結(jié)構(gòu)中的混凝土覆膜養(yǎng)護 3 天后沒有出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。沒有覆膜養(yǎng)護的混凝土,出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象后進行灑水養(yǎng)護 3 天,泛堿現(xiàn)象明顯減少(如圖9)。
(10)站內(nèi)冀東水泥換成包頭蒙西水泥,其他原材料不變,進行試拌,一半覆膜養(yǎng)護,一半裸露做對比,24 小時后覆膜養(yǎng)護的混凝土沒有出現(xiàn)泛堿,裸露的混凝土明顯泛堿(如圖10)。
圖9 泛堿后養(yǎng)護
圖10 養(yǎng)護與不養(yǎng)護對比
此外對達旗及包頭等地的混凝土廠家及現(xiàn)場進行了詳細的走訪調(diào)查取證,當(dāng)季幾乎所有的工程也都不同程度的出現(xiàn)泛堿現(xiàn)象。如達旗某商砼站供應(yīng)鑫旺鋁業(yè)工地和包頭稀土高新技術(shù)特色產(chǎn)業(yè)基地項目混凝土均出現(xiàn)泛堿,如圖11、12 所示。
圖11 鑫旺鋁業(yè)工地
圖12 產(chǎn)業(yè)基地混凝土
(1)試塊 1 天抗壓強度達到設(shè)計強度的 10%,即4.0MPa,3 天強度達到 20.6MPa,達到設(shè)計強度 51%,說明混凝土的強度增長正常。因此泛堿現(xiàn)象對混凝土的強度及其結(jié)構(gòu)不會造成影響。
后來專程咨詢了自治區(qū)某混凝土專家,該專家解釋道:混凝土泛堿現(xiàn)象是春季施工中常見的一種現(xiàn)象,不會對混凝土自身的結(jié)構(gòu)造成影響,只要加強施工養(yǎng)護就會預(yù)防。又電話咨詢了自治區(qū)某混凝土專家,并特邀了某公司中心實驗室主任師專程到攪拌站及施工現(xiàn)場進行了實地指導(dǎo),他們對這一現(xiàn)象做出了同樣的解釋,并要求加強對混凝土施工的養(yǎng)護,以預(yù)防泛堿現(xiàn)象的發(fā)生。
(2)及時對混凝土進行覆膜保濕養(yǎng)護,增加養(yǎng)護次數(shù),延長養(yǎng)護時間(至少 7 天),并以此來減少碳酸鈣的生成,減少泛堿的產(chǎn)生。若已經(jīng)出現(xiàn)了泛堿現(xiàn)象,及時用清水沖刷,覆膜養(yǎng)護,泛堿現(xiàn)象就會明顯減少。因此大型室外混凝土的養(yǎng)護一般要覆蓋草袋或塑料薄膜,保證混凝土表面的濕度,降低蒸發(fā)的速度。而在混凝土沒有達到完全干燥前,不應(yīng)過早的停止養(yǎng)護,防止含氫氧化鈣的水分析出,造成二次泛堿現(xiàn)象的發(fā)生?;炷猎谑┕r振搗到位,在振搗后及時壓實,使外表水分不會輕易進入混凝土內(nèi)部,這也是預(yù)防二次泛堿的關(guān)鍵。造成混凝土表面泛堿的因素還有很多,如地域、溫濕度、天氣、季節(jié)等(天氣氣溫表附后),各種因素相互聯(lián)系、相互影響,泛堿的樣式也千奇百怪,對混凝土結(jié)構(gòu)的外觀產(chǎn)生了不同程度的影響。
總之,混凝土泛堿是一種常見現(xiàn)象,只要我們加強保濕養(yǎng)護認真對待,采取切實可行的預(yù)防措施,行之有效的處理方式,一定能很好的預(yù)防和解決混凝土泛堿的問題。