混凝土的外觀質量是混凝土質量的直觀體現,混凝土表面色澤的均勻性及油亮性越來越受到建筑承包商和業主的關注,要求也越來越高,已逐漸成為一項重要的經濟因素。泛白是混凝土表面最常出現的現象。據不完全統計,泛白現象在混凝土工程中高達36%以上,是建筑工程中難以對付的“病癥”之一,雖然一般不會引起建筑結構的質量事故,但它的存在對建筑物的美觀和建筑工程質量等級的評定都會帶來嚴重的影響。
混凝土表面泛白的機理
混凝土表面泛白,俗稱泛堿或起霜,一般認為是在水泥水化過程中,C3S和C2S水化生成C-S-H凝膠的同時,形成了大量的Ca(OH)2,Ca(OH)2是一種極易溶解的物質,在水化初期往往存在于混凝土的游離水中。在混凝土凝結硬化早期,隨著混凝土的干燥,結構內部含氫氧化鈣濃度較高的游離水會逐漸沿著內部毛細孔向外遷移,以補償表面被蒸發掉的水分,將溶于其中的Ca(OH)2帶出,到達混凝土表面后,Ca(OH)2還會與空氣中的CO2和水分發生化學反應,生成不溶于水的白色沉淀CaCO3,附著在混凝土表面上。這種在硬化過程中產生的泛堿稱為初次泛白。
混凝土在硬化過程中隨著時間的延長,硬化速度逐漸減慢,在雨雪的侵蝕下,水分又會在某些部位滲入混凝土內部,進入的水分又會溶解殘存的氫氧化鈣,當水分隨外界溫度升高而蒸發時就會將溶于其中的氫氧化鈣再次帶到結構表面,形成二次泛白。
第二次泛白與初次泛白有所不同,多數情況下不會出現在混凝土的整個表面上,而是不均勻的出現在局部表面。這種泛白與水泥品種、用量、密實度、吸水率和孔隙率有關。表面粗糙易積水、內部疏松吸水率大的部位最容易產生多次泛白。
引起混凝土表面泛白的原因及預防措施
目前國內尚未研制出能真正有效阻止混凝土內含氫氧化鈣的水分向表面析出的外加劑,只能針對泛白形成的原因采取相應的預防措施。
拌制的混凝土出現泌水
初凝時滲出結構表面的水分越多,出現泛白的嚴重性就越大。主要表現在以下幾個方面:
(1)水灰比過大。水灰比越大,拌合物內的游離水量也越多,混凝土泌水的可能性也就越大,混凝土泛白較多。為此,在滿足施工操作的前提下,應盡量減少拌和用水量,降低水灰比。
(2)外加劑摻量過大也會造成混凝土拌合物泌水,在此情況下應減少外加劑摻量。
(3)與水泥有關。受原材料來源、生產控制及工藝條件的影響,不同廠家生產的水泥的礦物成分含量也不同。一般情況下,對C3A含量高的水泥,因其水化快,對外加劑的吸附量又大,在同等條件下避免了外加劑的過摻,不易出現因外加劑摻量過大造成的泌水。對C3A含量低的水泥,則應適當減少外加劑摻量。
(4)與混凝土的配合比及集料級配有關。砂率過小或級配不良的拌合物容易出現泌水。
(5)在其他條件不變的情況下,攪拌站一般希望通過外加劑的調整來適應原材料變化,滿足不同標號混凝土的泵送要求。在外加劑中加入適量的保水、保塑及引氣組份,對提高混凝土的和易性、減少泌水和沉降有利。
建筑材料內部可溶性鹽和堿的含量偏高
(1)水泥是混凝土的主要組成部份,水泥本身的堿金屬氧化物含量越高,在一定條件下可供析出的堿量越多,拌制混凝土表面泛白的可能性也就越大。水泥的含堿量同時對外加劑的作用產生很大影響。因此,在選用水泥時,應盡量選用低堿水泥。
(2)集料中可溶性鹽含量的高低也是影響混凝土表面泛白的一個重要因素。如果條件允許,應該對集料有一定的選擇性,嚴格控制其可溶性鹽含量。
(3)萘系混凝土外加劑,目前應用最為廣泛,低濃的居多,Na2SO4含量相對較高,增加了混凝土中的可溶性物質,因而增大了混凝土表面泛白的可能性。盡量降低外加劑的含堿量不但對防止堿-集料反應有益,還可以提高外加劑的使用效果。
(4)在配制混凝土時,適量摻加一些活性硅質摻合料。在水泥水化過程中SiO2可以與水泥礦物成分C3S、C2S水化產生的Ca(OH)2發生二次反應形成C-S-H凝膠,更易與水泥中強堿NaOH、KOH發生反應,降低混凝土中的游離堿含量。這樣,混凝土硬化、干燥后,即使水分滲透到基材內部,可供析出的鹽或堿量也很少。優質的礦物摻合料對預防混凝土表面泛白具有良好效果。
混凝土本身具有滲透性
混凝土拌合物由于施工的要求,其水灰比總是大于水泥水化所需的理論值,過量的水分在混凝土澆筑振搗過程中往往發生泌水,使混凝土內部形成疏水通道,或停留在混凝土內部,聚集在粗集料下面,在硬化后期被蒸發掉而形成內部空隙。此外水泥水化后,水化物體積縮小也會造成內部孔隙或縫隙,導致混凝土具有一定的滲透性。
（1）摻入外加劑可使水灰比降低，多余水減少，商品混凝土密實性大幅度提高。在外加劑中摻入一定的引氣組份，改善了和易性，防止泌水和沉降，使集料與水泥石界面上的大毛細孔減少，產生大量微小氣泡分布在商品混凝土的空隙內，又多匯集在毛細管的通路上，切斷了毛細管，商品混凝土的抗滲性得到很大提高。
（2）加強施工管理，商品混凝土應振搗密實，使外部水分不易進入構件內部。加強抹面，最好在初凝前再進行一次抹面，使表面由于水分蒸發產生的微裂縫閉合，水泥漿浮層密實，從而提高表層抗滲性，預防泛白出現。
（3）對混凝土外觀質量要求較高的工程，也可在混凝土表面噴一層透明的防水材料，將混凝土表面的孔隙填充密實，達到防滲透的目的。
養護不及時、方法不當或養護時間不夠
混凝土終凝后應及時養護,使干燥蒸發速度減慢,當水分從混凝土表面向內部滲透后,空氣中的二氧化碳進入混凝土內部,與溶解在水中的氫氧化鈣發生化學反應,生成碳酸鈣沉淀。若不及時養護,混凝土硬化干燥時,水分由內向外發生遷移,將可溶性物質攜帶到混凝土表面,隨著表面水分蒸發,白色的可溶性物質留在表面,產生泛白現象。
在澆筑結構強度未完全達到干燥前,不應過早停止養護和覆蓋,一般施工后保溫保濕養護不少于14天。實踐發現,置于室外的混凝土試塊硬化后第二天還油亮,第三天開始泛白,而及時養護的則沒有泛白現象。工地試塊泛白嚴重的原因大多是露天擺放,沒有進行必要的養護所致。
對泛白表面的處理
處理后經過使用久了又出現泛白時，如需在其表面重新裝飾就需清除。一般簡單易行的辦法是用酸洗法。筆者曾在泛堿腐蝕嚴重的墻勒腳處治理過幾次，其作法是用1:9～10(鹽酸：水)的稀鹽酸清洗。在需清洗表面用清水沖洗該處，然后用稀釋鹽酸清洗，約30min左右能發揮作用，這時再用大量清水沖洗干凈表面即除去了泛白。
另外也可用壓力噴砂法除白，在干燥的壓力細砂粒的沖擊下，泛白層會除去而露出原狀，如彩色表面會使顏色更艷，但必須不能損傷表面形成又一弊病。
泛白的現象隨著使用時間的延長即使不去人工清除也會自然消失。當空氣中的二氧化碳和各種水分的長期作用在結構物上，泛白的主要成分碳酸鈣變成了碳酸氫鈣，由于碳酸氫鈣是一種易溶于水中的特質，受到雨雪水的長期浸濕沖擊會流帶走，使表面恢復其自然狀。
結束語
引起混凝土表面泛白的因素還有很多,如:天氣、溫濕度、外加劑品種等,各種因素相互聯系、相互影響。只有結合當地原材料條件及工作實際,采取切實可行的預防措施,才能有效的減少混凝土表面泛白的出現,滿足人們不斷提高的對混凝土外觀質量的要求。