过火石灰导致的抹灰爆点预防及处理措施
2021-03-15于学浩陈海雄
左 欢,谭 超,于学浩,张 健,陈海雄
(中国建筑第五工程局有限公司,湖南 长沙410000)
1 概述
干混砂浆是我国一种新型建筑涂料,其使用方便、环保,广泛应用于建筑和装修工程领域[1-3],但受限于种种外因,其质量在施工前难以完全保证,因此,如何在项目施工前采取措施防止干混砂浆发生质量问题是学者们研究的重点。
某项目内墙抹灰采用干混砂浆,抹灰完成约1 年时间,在腻子施工过程中出现自抹灰层发生的爆点情况,爆点基本呈倒圆锥型,爆点直径为10-40mm,深入抹灰层约4-7mm,爆点中心发现褐色物质镶嵌在砂浆基体中,且褐色物质呈蓬松的粉末状,经检测,确定该物质为过火石灰。
本研究以此为切入点,研究过火石灰引发抹灰爆点的原因,并通过检测辨析过火石灰的来源,采取相应的措施来检测干混砂浆中此类来源的过火石灰,以避免后期抹灰质量问题的发生。
2 过火石灰引起爆点原理
过火石灰为石灰石经高温分解生成,一般石灰石在900℃开始分解成生石灰(CaO)[4],当温度过高,石灰石内部达到分解温度,但表面已大大超过分解温度,表面晶粒变的粗大,且天然石灰石中杂质熔融,形成褐色玻璃状外壳,因其结构致密,水分渗入缓慢,导致过火石灰与水反应缓慢即熟化缓慢,熟化反应如下:
当干混砂浆中砂内混有含过火石灰的物质时,因过火石灰熟化慢,砂浆上墙后经过较长的时间才熟化,熟化引起体积膨胀,表现为抹灰爆点,此种情况多发于抹灰面批刮腻子后,因砂浆中孔隙较大,水分蒸发快,过火石灰在熟化完成前,熟化所需的水分已蒸发完成,抑制了其熟化反应,而所批刮腻子本身含水较多,批刮上墙后,因腻子质地细腻,孔隙少,水分不易蒸发,相当于为腻子下覆盖的砂浆中过火石灰颗粒提供了水分,且水分保留时间长,让过火石灰颗粒有充足的时间完成熟化反应,进而形成爆点,详见图1。
3 过火石灰的检测及来源
3.1 过火石灰的检测
提取爆点中心的褐色蓬松粉末作为样品,到某大学冶金与环境学院进行XRD 分析——即X 射线衍射分析,结果如图2 所示。
分析得出褐色物质内主要含量为Ca(OH)2、CaCO3、CaO,与过火石灰熟化及熟石灰碳化所形成的物质一致(碳化反应如下),结合褐色物质的物理性状,得出引起爆点的物质为过火石灰。
碳化反应:
3.2 过火石灰的来源
图1 抹灰爆点
图2 样品X 射线衍射分析结果
过火石灰因其生成需要经900℃以上高温,因此自然条件下无法形成,一般只在专门生产生石灰或者冶金生产时才会产生过火石灰,干混砂浆生产时基本不会添加专门生产生石灰的尾料,却常会忽视因冶金生成的过火石灰。
冶金时常会添加石灰石用于团矿、造渣、调节矿浆pH 值、去除脉石、脱硫、脱磷等作用,而冶金时,高炉内温度均远超过900℃,石灰石投入后,未及时反应的石料易形成过火石灰,最终随炉渣排出,再经过细化处理后掺入天然砂中形成混合砂用于干混砂浆生产。
以常见的炼钢为例,高炉中投入石灰石(CaCO3),分解成CaO 及CO2,主要作用及反应见表1。
根据规范及调研炼钢厂实际情况,发现形成的炉渣主要组成成分及含量为:CaO 约占40%;SiO2约占33%;Al2O3约占15%;MgO 约占8%,其余物质如MnO、S、TiO2、K2O、FeO 等共占约4%。
4 爆点处理措施
因炉渣中过火石灰熟化缓慢,且熟化时间难以把握,少则几周,多则一两年,均有可能熟化膨胀,而砂浆中混合砂内炉渣颗粒分布无规律,因此难以根除,且爆点多在抹灰面批刮腻子后熟化形成,导致腻子面层鼓包、开裂等。根据现场处理情况,提供以下几点处理措施以供参考:
方案一:将抹灰面全部铲除,重新使用无过火石灰的砂浆抹灰,可根除,但成本高昂。
方案二:安排专门的工人将爆点中心褐色颗粒物剔除,并用吹风机将松散颗粒清除,水泥净浆内掺聚乙烯醇等建筑胶水,调和成粘稠的膏状混合物逐个修补爆点位置,补平待其凝结硬化后采用砂纸将修补部位及其周边的腻子面打磨平整,重新进行腻子批刮填补即可。但此方法无法预防及根治爆点情况,只能对已爆点处一对一处理,如处理后其他部位复发,则需继续处理,持续时间长,不可控,虽成本最低,但对持续爆点无任何抑制效果。
方案三:将使用含过火石灰的砂浆抹灰的墙面整体按以下方法处理:
(1)批刮腻子前在抹灰面层批刮2mm 厚抗裂砂浆。
(2)抗裂砂浆硬化前压铺耐碱玻纤网格布,网格布需整面墙满布,且搭接宽度不少于100mm。
(3)立即批刮3mm 厚抗裂砂浆罩面,面层应平整匀称,且不得漏网格布。
(4)做好养护工作,腻子批刮前抗裂砂浆应完全干燥。
此方案综合效益最好,虽不可根除爆点,但爆点抑制率达90%以上,可控性高,相比方案一而言经济性更好,相比方案二而言可一次性处理,持续时间短且可控,见效快,可有效避免引起业主的群体投诉。
5 爆点预防措施
根据爆点原理及引起爆点的过火石灰的来源,可得出以下预防措施:
(1)项目施工前技术交底中即明确严禁采用炉渣混合砂或石灰石厂尾料作为抹灰砂浆骨料,从源头避免过火石灰的加入。
(2)加强原材进场检验,对进场干混砂浆用1.18mm筛分后水洗,再用磁铁检查骨料内是否有铁矿炉渣。
表1 炼钢高炉中主要作用及反应
(3)对干混砂浆厂采取不定期抽查制度,抽查其生产用砂的情况,对其产地、货源进行调查,并检查每批次砂进货单,对于非河沙、机制砂等矿尾砂严禁使用。
(4)记录每批次进场干混砂浆的数量及其使用范围,每批抽取1 到3 面墙体提前进行腻子批刮,并连续2 周巡查,如发现有爆点情况立即停止使用该厂砂浆,并按上述爆点处理方案及预防措施(3)进行处理。
6 结论
(1)干混砂浆抹灰爆点多为过火石灰熟化膨胀引起,且一旦上墙,爆点持续时间及数量不可控。
(2)过火石灰来源多为冶金矿尾料制成的矿尾砂或掺加矿尾砂的混合砂中夹带。
(3)预防爆点需从材料上加以控制,严禁使用冶金矿尾料作砂浆或混凝土中的骨料,否则爆点无法控制。
(4)根据现有技术,砂浆或混凝土中的过火石灰难以人为催熟,也就是说无法人为控制其爆点时间,一旦爆点,根治方案只有推倒重来。