建筑墙体泛碱原因及防治措施

杨 阿 丽

(临汾市建筑施工管理局质监站，山西 临汾 041000)

0 引言

建筑物在使用一段时间后，会在建筑外墙根部或楼道墙体上产生类似盐类物质的晶体；毛坯房屋装潢使用一段时间后，墙面油漆及涂料会产生起鼓、开裂、脱落等现象，影响建筑整体美观，这种现象称为泛碱现象。建筑墙体泛碱是墙体病害中的顽疾，即使有些建筑墙体表面涂抹水泥砂浆，但泛碱后也不可避免的出现砂浆粉化、脱落的现象[1]。如果墙体泛碱问题持续出现且不能得到处理，则会直接危害建筑结构的安全，也影响周围活动人群的人身财产安全[2]。

本文通过墙体泛碱问题的机理探索，分析泛碱现象的原因和发生条件，在此基础上，提出适宜的墙体泛碱防治措施，有益于形成墙体材料的系统性养护方案。

1 墙体泛碱形成机理

建筑物的墙体材料一般包括钢筋混凝土、砖石砌块、水泥砂浆等，均为导致墙体产生泛碱病害的重要影响因素。墙体材料在水分子高的空气中被润湿，经过大气环境的调节，墙体材料又经过一定的干燥期。正是在这样干湿循环的空气环境下，墙体材料内部会稀释出溶解度较小的可溶性盐碱，随着墙体表面水分子的移动，盐碱成分会在墙体表面堆积，就形成了泛碱现象。目前，国内外专家学者通过借助X射线荧光光谱仪，针对泛碱现象中的化学组分展开了定量与定性分析，发现泛碱物质是一种外观类似纯碱Na2CO3且具有可溶性的盐或碱，由Na2SO4,NaOH,Na2CO3,Ca(OH)2,CaCO3和CaSO4等组成，这些化学组分材料会直接对墙体材料造成侵蚀影响[3]。另外，根据泛碱现象发生时间上的区别，可以分为一次泛碱和二次泛碱。其中一次泛碱大部分发生在施工后几天或几周，原因为水泥基材在水化硬化过程中，由于过量水分向墙体表面移动，会造成一次泛碱；而二次泛碱则发生在施工几个月或几年后，外部水侵入基体材料并溶解材料中的可溶性盐，并沉淀在壁面上。二次泛碱会加剧墙体表面的析白现象，呈现出不均匀、不规则的状态[4]。

2 墙体泛碱影响因素分析

2.1 外部因素

1)建筑墙体泛碱一般会发生在气温暖和、空气湿度较高的地方，墙体表面的空气流通会使得墙体处于一种往复干湿循环和热冷交替的状态下。因此，华南地区墙体泛碱化的可能性远高于华北地区，而西南地区墙体泛碱化的可能性最大。通过对墙体泛碱发生的具体位置进行汇总，容易受潮的部位是泛碱现象发生的重要区域，并且这些部位大多是冷热空气交汇的区域。

2)泛碱问题是随时可能出现的，是一种连续性的墙体病害问题。但夏季或秋季期间，墙体泛碱的数量相对会少一些，是因为这个季节的气温相对高一些，会加速墙体表面的水分蒸发，切断了泛碱物质被水分子稀释和传送的可能，这种情况下泛碱物质仍旧会存在墙体材料内部，处于一种半封闭状态，发生物化反应的概率降低。而春冬季节，环境温度一直处于较低的状态，墙体内部会积聚较多的水分子难以蒸发出去，给泛碱物质提供了适宜的滋生环境，在一定程度上提高了泛碱现象发生的概率。

3)随着全球气候的不断上升，酸雨的产生量也会增多。研究发现，酸雨发生频率较高的地区，建筑物外墙产生的泛碱概率也增多。酸雨不断渗入到墙体材料内部，侵蚀材料造成材料的孔隙率增多，加剧了泛碱物质迁移到墙体表面的速度。

2.2 内部因素

1)水泥发生水化反应时不仅会产生大量硅酸钙胶凝材料，而且还会生成许多Ca(OH)2，这些Ca(OH)2在建筑材料中以结晶体的结构状态呈现。被溶解稀释的Ca(OH)2会通过墙体材料内部的水分子流动，沿毛细孔迁移并堆积到墙体表面。Ca(OH)2与空气中的CO2产生化学反应，形成不溶于水的CaCO3，CaCO3呈现出白色沉淀状态，也就是常说的泛碱。伴随着水泥开发技术的提升，低碱水泥逐渐替代硅酸盐水泥，水泥中的活性矿物成分在水化反应过程中，消减掉一些Ca(OH)2，在提升胶凝材料结构稳定性的同时，也削减了泛碱现象的产生。

2)常见的建筑材料如混凝土板块，砖石砌块等，会在生产加工过程中掺入Na2SO4,Ca(HCOO)2等早强成分，这些外加剂主要是无机盐成分组成，是泛碱现场的潜在风险源。此外，在混凝土冬季施工过程中添加了一些防冻剂材料也具有同等危害。因此，在混凝土生产过程中，外加剂材料的选择和使用剂量应当十分谨慎。

3)泛碱物质从墙体材料内部向墙体表面迁移的过程中，离不开墙体内部水分子的自由移动和墙体结构的中毛细空隙，一个提供了迁移传输的物理通道，一个提供了迁移运输的能量动力。

3 墙体泛碱的物理模型

墙体出现泛碱现象的物理过程由于在外界水分作用下，Ca(OH)2沿着墙体毛细通道向墙体表面逐渐迁移，其泛碱量由Ca(OH)2含量所决定。墙体泛碱的物理模型如图1所示。

从图1中可以看出，墙体材料中的混凝土和砂浆中存在部分Ca(OH)2，Ca(OH)2会与墙体材料中的水分子聚合，并电离分解出Ca2+与OH-，在自由水分子的传输流动下，携带着这些离子成分沿毛细孔向外迁移，最终在壁面和壁面附近结晶沉淀，产生结晶物质的墙面会产生膨胀应力，在一定程度下扩充了毛细孔的大小，加剧了泛碱问题产生；当墙体材料中的水分子处于饱和状态下，Ca(OH)2会以较快的速度渗透扩散到墙体表面，这些Ca(OH)2会与空气中的CO2产生化学反应生成CaCO3，在温度上升后，墙体内部的水分会被蒸发干，这些堆积在墙体表面的CaCO3会呈现出白色沉淀物质，这也是泛碱现象。

4 墙体泛碱的治理方法

泛碱现象的产生会直接危害到墙体结构的稳定性和安全性，因此，需采用一些切实有效的防治措施对泛碱问题进行预防和治理。关于泛碱问题的预防，一般是要求在施工前，对选用材料的含碱成分进行测定，严格控制碱含量在规范要求范围内。在施工过程中，可选用一些密实性材料作为主要的填充材料，提高整个墙体的密实度和抗渗性能。与此同时，在阴凉面、楼梯、洞口、厨房、卫生间等容易散布碱液的潮湿场所，应避免在雨天和低温环境下施工。对于已经存在泛碱现象的建筑物墙体，应根据泛碱的时间和影响程度，及时治理墙体泛碱。以往治理方式是对泛碱墙体用经水稀释的酸性液体进行喷刷，然后再利用清水冲洗干净。这个原理是利用酸性溶液稀释碱性物体，达到墙面表面堆积碱物质的去除，是一种成本较低且操作简单的方法，但该方法不能从根本上切断泛碱现象的根源，久而久之墙体材料还会积聚新的泛碱物质。通过前文分析的墙体泛碱的影响因素，我们可以选择一些新的治理方法，从根本上切断泛碱产生途径[5]。

根据墙体泛碱受损的影响程度，可选择不同的方案进行治理。对于表层泛碱程度较低的墙体，可以选择通用的除碱剂对墙体进行喷洒清理，在墙面干燥后，再刷一层透明的防水修复液处理即可。这种方式是通过对墙体外面进行防水处理，使得墙面体系处于一个封闭状态，这种情况下，水分子难以渗入墙体内部，墙体材料中的碱成分也就很难迁移到墙面。若采用这种方法针对大面积泛碱墙体时，需要进行小规模试验，避免因除碱剂喷洒剂量的过多或过少，造成墙体修复的不彻底和效果不佳。对于泛碱问题较严重的墙体时，需要通过机械方法对起皮、脱落的墙体部位进行打磨和铲除，除去墙体材料中的损害部分，待破损墙体材料干燥后，使用密实性较高的砂浆或水泥进行缺损部位填充，最后进行墙体表面的外观修复。

墙体泛碱的治理也不离开日常的检测管理，对于物业管理部门，应加强对建筑物的外观检测和养护管理。因此，应制定一套合适的墙体病害监管体系，应安排专人管理和监察，对于春冬季节要检查墙体表层是否出现泛碱问题，并进行电子数据登记。在夏秋季节，要加强对泛碱墙体的重点检查，避免因泛碱问题带来的墙体的二次自身病害，造成墙体结构的失稳。在检测的基础上，选择合适的修复方法和修复时机，对重点关注的墙体进行治理。

5 结语

墙体材料的泛碱是建筑施工过程中因材料选择，施工方案欠缺，环境气候等主要因素造成的墙体病害。由于墙体泛碱会引发墙体结构失稳等次生灾害，因此需根据墙体泛碱的严重程度选择合适的治理方案。此外，随着科学技术的不断发展，应加强和推广墙体泛碱预防和处置的新方法、新工艺、新手段。