外墙外保温建筑瓷砖饰面泛碱分析及防治

2015-05-09刘鹏飞张洪

新型建筑材料 2015年3期

刘鹏飞，张洪

[1.沈阳市政集团有限公司，辽宁沈阳 110026；2.阿克苏诺贝尔太古油漆（上海）有限公司，辽宁沈阳 110013]

瓷砖饰面因其耐久性较好，在建筑外墙装饰中占有较大比例，但瓷砖饰面泛碱现象也屡见不鲜。泛碱会对外墙瓷砖的色彩和装饰效果带来污染，影响建筑瓷砖饰面的美观，更不利于整个外墙外保温系统的长期稳定性[1-5]。一些常用处置方法往往只能暂时清除泛碱产生的白色结晶物，并不能从根本上解决瓷砖饰面的泛碱现象，还可能造成全面返工，损失巨大。瓷砖饰面泛碱是综合因素所致，包括瓷砖本身、瓷砖粘结剂[6]、填缝剂[7]、瓷砖饰面基层保温体系材料[8-10]等方面原因，也包括设计原因和施工不当等原因。本文主要针对瓷砖、瓷砖粘结剂及填缝剂、保温系统、外饰面设计及施工等方面出现泛碱的原因及如何防治等问题进行论述。

1 瓷砖饰面泛碱的形成原因及机理

瓷砖饰面泛碱是指在瓷砖饰面析出白色盐霜状晶体的现象。瓷砖饰面泛碱的发生是由于基层墙体、保温系统、瓷砖粘结材料等所用原材料，如水泥、砂、石子、砖、砌块、瓷砖及外加剂中的可溶性碱、盐等被水溶解后，随着混凝土、砂浆和瓷砖中水分的蒸发逐渐析出建筑物表面，与空气中的二氧化碳等物质作用形成白色沉积物。一般情况下，主要是硅酸盐水泥的主要成分硅酸钙水化后生成C-S-H凝胶的同时，生成大量氢氧化钙，溶解在水中形成游离的钙离子，这些游离的钙离子在毛细管压力下渗透到物体表面，与空气中的二氧化碳等反应，生成不溶于水的白色碳酸钙晶体沉积在瓷砖表面所称泛碱[10]。泛碱物质的主要化学组成和来源[1]详见表1。

表1 瓷砖饰面泛碱物质的主要化学组成和来源

根据形成时间的先后，将泛碱分为一次泛碱和二次泛碱。一次泛碱是指在施工后几天或几周后发生，主要由于胶粘剂、填缝剂等胶结材料硬化慢或含有较多的多余水分，使其中Ca2+等可溶性离子随着水分沿瓷砖中毛细空隙向瓷砖表面迁移；二次泛碱与一次泛碱机理相似，大多是施工后几个月或几年后发生，主要是早期未泛碱，但由于外界条件变化等因素影响，材料处于干湿循环状态下，Ca2+等可溶性离子成分以水为载体通过毛细孔或空隙缝隙逐渐缓慢迁移到瓷砖表面，形成二次泛碱。根据有关实验表明，毛细现象可将含盐的水提升0.1 m以上。其计算公式见式（1）[2]：

式中：H——含盐水的提升高度，m；

f——含盐水的表面张力，N/m；

ρ——含盐水的密度，kg/m3；

r——毛细管的半径，m；

g——重力加速度，9.8 m/s2；

θ——含盐水与砂浆或瓷砖表面形成的润湿角，（°）。

2 材料引起的泛碱分析

2.1 泛碱的原因

（1）混凝土墙面、聚苯板胶粘剂、聚苯板抹面等保温体系，瓷砖粘结剂、填缝剂等材料均以水泥、砂、石为主要组成材料，其中可溶性Ca2+、Na+等离子含量较多，导致泛碱。

（2）劣质的聚苯板胶、聚苯板抹面等保温体系中，瓷砖粘结剂、填缝剂等材料，拌和时用水过多，导致硬化过程中多余的水分把可溶性离子带出产生泛碱。

（3）混凝土墙面、聚苯板胶、聚苯板抹面等保温体系，瓷砖粘结剂、填缝剂等材料中有较多毛细孔，可溶性离子通过这些毛细孔渗透路径迁移，导致泛碱。

综上，建筑物瓷砖饰面是否泛碱以及泛碱程度如何，主要与以下因素有关：①大量游离Ca2+、Na+等可溶性离子的存在；②载体水的存在；③离子由内向外渗透的毛细孔或空隙缝隙等。

2.2 预防泛碱的措施

（1）提高聚苯板胶、聚苯板抹面等保温体系，瓷砖粘结剂、填缝剂等材料的品质。采用杂质少、碱含量低的河砂或者高强石英砂作为骨料；选用碱性较低的水泥（如低碱水泥等）或混合胶凝材料（如加入高铝水泥、矿渣水泥）等降低硅酸盐水泥用量，减少Ca2+含量。

（2）优化颗粒级配，提高材料密实度。在材料中加入粉煤灰、硅灰、石灰石粉等活性材料，填充细化材料的毛细孔结构，其活性成分与水泥中的Ca（OH）2反应生成水化硅酸钙，填补水泥石孔隙，同时还能消耗Ca2+，降低Ca2+析出表面的概率。

（3）减少材料硬化后的多余水分。在材料中加入减水剂、保水剂、憎水剂等外加剂，减少材料的拌和需水量，从而减少材料硬化后残留的多余水分，同时减少多余水分迁移出材料表面留下的孔隙。

（4）提高材料的密实度及抗渗性。利用合适的聚合物改性聚苯板胶、聚苯板抹面材料、瓷砖粘结剂、填缝剂等材料，减少内部孔隙率、改善孔径分布。

另外，保温体系辅材的技术性能也要符合国家规范规定。如填缝剂压折比未满足要求，勾缝处易产生裂纹，造成雨水渗入可引发泛碱。

3 结构设计因素引起的泛碱分析

（1）保温工程的墙根与地面直接接触，与散水交界处密封不好，系统底部易被水分侵蚀而吸收水分，水分沿墙面上升，浸透抹面层、瓷砖胶层和填缝剂，进入外墙砖的粘结层（见图1）。

图1 地面的水分通过墙体根部进入外墙砖导致泛碱

（2）多数瓷砖饰面外墙未预留空调孔，以致安装空调时破坏了外保温，同时无防水密封措施，造成雨水渗漏，产生泛碱。另外，有些在外墙表面固定的构件如滴水管、挂灯附近，易出现泛碱（见图2）。

（3）伸缩缝或分格缝因构造措施不当导致雨水渗漏，产生泛碱（见图 3）。

图3 伸缩缝下面出现大面积泛碱

（4）由于面砖的重力产生防护层的徐变引起应力集中，从而出现微裂缝，使雨水等渗透引发在一定高度范围饰面发生较多水平分布泛碱。

4 环境及施工因素引起的泛碱分析

（1）人工搅拌粘结砂浆时，砂浆搅拌不均匀或者加入过多的水，不仅达不到相应的施工性能，而且易引起一次泛碱。

（2）填缝剂不密实，甚至出现孔洞，引发泛碱现象，尤其在外墙角处引发泛碱（见图4）。

图4 外墙角处出现泛碱

（3）局部位置保温层与防护层施工质量不符合要求，如保温板之间空隙偏大、锚栓锚入过深或分布不均、网格布强度和耐碱强度过低、网格布搭接长度不够等，都易造成防护层变形过大、瓷砖粘结不牢，导致瓷砖面层产生微裂纹，使雨水等渗入，引发二次泛碱。尤其窗周围防护层未作加强处理或做得不规范，造成瓷砖面层微裂纹，使雨水渗入引发泛碱较为常见。

（4）施工时不注意对已完工保温墙面的保护，在易磕碰的墙拐角部位或靠近地面处造成网格布破损或防护层被硬物撞击破坏，对后续工程留下不良隐患，如造成瓷砖粘结不牢，面层出现微裂缝，引起局部泛碱等。

（5）阳台板或空调台等底部滴水槽做得太长，直接开到墙面，造成雨水流向墙面，易引起墙面雨水侵入引发泛碱。

（6）压顶处理不当，雨水极易渗入建筑物的压顶处引起泛碱，施工时要作专门防水、防漏设计，防止雨水渗入，如可设计外墙砖压顶代替水泥砂浆压顶。尤其当瓷砖非满粘时，渗漏的水流见缝窜流，由顶到底，导致整面墙泛碱（见图5）。

图5 墙顶处出现漏点导致泛碱

（7）墙体或瓷砖胶未干透，残留水分在勾缝后继续向空气中挥发，这部分水最易携带离子迁移至表面产生泛碱。

（8）刚勾完缝下雨，雨水长期浸泡未干透的填缝剂，致使填缝剂强度、密实度下降，同时渗透进去的水分向空气中迁移产生泛碱。

相应的预防泛碱措施可满粘瓷砖，采用镘刀法粘砖，减少水流通道；做好地面与墙跟的防水，防止水分沿墙体向上迁移，造成泛碱；做好压顶，避免出现漏点；做好滴水管等的流水处理；合理进行施工缝、伸缩缝的分配和处理；墙面干燥后再进行粘砖；瓷砖胶粘剂完全干透后再进行勾缝；雨天禁止施工，避免勾缝后24 h阳光曝晒施工面；特别注意墙角等易出现问题部位的施工，勾缝密实。泛碱成分主要是碳酸钙晶体，另外也包含Na2SO4、K2SO4、NaOH、KOH等可溶性碱或盐。不论是什么成分，只要使砂浆的水分不能溢出，雨水不能渗入砂浆，堵塞泛碱产生的通道，即可避免泛碱的发生。