论建筑物墙面泛碱现象的预防与处理
2025-03-02阳嘶锜
摘 要:一些建筑物因基础处理不当或施工过程中其他原因,常出现“泛碱”现象。在其表面形成不均匀的白色绒毛或絮状物,会附着在建筑材料的表面,或者建筑材料的孔隙里,造成建筑材料的膨胀。在化学作用下,墙体会受到侵蚀和损伤,不仅会缩短建筑物的使用寿命,而且还会对建筑物的外观产生一定的影响。文章对这一现象的成因、机制作了分析,并结合已有的研究结果,对其进行了初步的分析,提出了相应的对策和可行的建议。
关键词:建筑物墙面;泛碱现象;预防;处理
1 前言
“泛碱”现象是建筑物常见的病害之一,尤其是建筑物使用年限久远后,该现象会更加严重,同时还会对墙体和装饰表面产生锈蚀,也会导致墙体变白脱落。即使用水泥砂浆抹平,也不能彻底消除,有些地方已经产生了粉化,有些地方还产生了收缩,危及结构的安全性。
2泛碱现象及其危害
2.1泛碱现象
在我国南方地区,冬季短时间内或阴雨天,外墙易出现泛白、结霜现象,且外墙和装饰面出现腐蚀现象。久而久之,墙壁上的水渍就会越来越多,最后连成一片,光泽暗淡,同时还会有白色的结晶析出,这种现象被称为“泛碱”。
2.2泛碱危害
(1)对建筑外观的视觉效果和外观质量评价产生不利影响,并给人们带来不安全感。(2)对墙面抹灰质量有一定的影响,如基层和墙面之间的附着力不足,使墙面之间的粘结不牢,导致墙皮脱落甚至有可能发生工程质量事故。(3)墙体内部的湿度对砖砌体及灰浆产生冲蚀作用,对墙体存在一定的安全风险,从而导致墙体的承载力下降,墙体表层的粉化脱落导致墙体的截面持续缩小,单位面积的荷载也随之增大,从而增大了建筑的不安全性。(4)对墙体防水性能有影响,尤其是在户外的墙壁上,由于泛碱会降低墙壁的防水性能,而且由于湿度的原因,还会对砖头、砂浆产生冲蚀作用,导致墙体的承载力下降,结构安全性也随之降低[1]。
3出现泛碱现象的原因
3.1建筑物泛碱的影响因素
(1)外墙涂料的吸水性过高,胶粘剂中的水泥含量过高,这是造成墙体返碱的两个因素。天然石的晶体比较粗大,有很多肉眼看不见的毛细管,而水中的水溶性化学成分则会通过石头的毛细作用渗入到石头中。
(2)土壤和墙体内的可溶盐都会溶于水中,在水的蒸发过程中,溶于水的盐分就会在墙的表面和近壁面上发生结晶沉淀,在结晶过程中,体积会发生一定程度的膨胀,因此,在墙体的表面和近壁面上,都会产生晶体膨胀应力。
(3)底层碱性:由于底层的碱性过高,或者底层是盐碱地,或者是腻子的品质过低,所以选择了高碱的水泥。外墙防水性能较差,雨水渗入后,雨后水汽向外挥发。
其根源在于水泥中的钙氧化钙(CaO+H20=Ca(OH)2)与空气中的CO2发生反应,生成碳酸钙(CO2+Ca(OH)2= CaCO3+H20),其沉淀附着在混凝土制品表面;水泥基材料受水化产物氢氧化钙的影响,在水蒸气的作用下,在混凝土的裂隙中沉淀,并在其表面累积。另外,在石灰石和建筑砂中,还含有可溶的、碱的化合物,如Na2SiO3,它们与空气中的二氧化碳作用,生成碱式或中性的盐,如碱式碳酸钠、碳酸钠(Na2SiO3+Ca(OH)2=CaSiO3↓+2NaOH,NaOH+CO2=Na2CO3+H2O),当水分挥发时,盐也会变白,导致泛碱。
此外,在石灰石和建筑砂石中,还存在着诸如水玻璃等易溶碱盐,如Na2SiO3,当其与空气中的二氧化碳作用,形成碱性或中和的盐类。例如碱式碳酸钠、碳酸钠(Na2SiO3+Ca(OH)2=CaSiO3↓+2NaOH,NaOH+CO2=Na2CO3+
H2O),水分蒸发后,盐也变成白色,从而产生泛碱。
3.2形成机理
Ca(OH)2+CO2+nH2O = CaCO3+(n+1)H2O
在建筑物中,所产生的碳酸钙会粘附在墙面上,称为泛碱。从以上分析可以看出,造成泛碱的内在原因是:水泥土中富含 Ca(OH)2和孔隙,这两种物质都是氢氧化钙渗入的通道[2]。
4墙面泛碱现象的预防措施
4.1注重外墙防潮设计,地圈梁、地基梁可视作为防潮层
建筑物底部用防水砂浆砌筑,可有效地防止水从墙内毛细往上攀爬。可种植具有较高耐盐碱、蒸腾作用强、四季常青的树木,利用植物对水、矿物质的需要,使土壤中的水、矿物质含量下降,从而减少土壤中水分对基础及墙体的侵蚀。防止泛碱的方法有:(1)减少含碱率。减少碱性,使pH值小于10,过量的碱量是产生泛碱的根本原因,只有减少碱量,才能从根本上解决泛碱问题。通过充分的养护(1个月)、充足的水分(2次降雨)、最终 pH在10以下(含水泥灰)。(2)降低水分,将水分控制在10%以内。水分是制造泛碱的原动力,也能除去泛碱。湿度要控制在10%以下,保证足够的烘干时间。(3)做好防水,确保无渗漏(门窗、给排水、屋面、裂缝等)。(4)减少涂料的吸水性。采用高乳剂(高级涂料和光亮涂料);确保涂料的厚度(不能过度稀释,不能偷工减料);采用油性类涂层(减少透过涂层对雨水的吸收)。
4.2堵塞
所谓堵塞,是指通过对毛细孔道进行封堵,使其不能将盐带到地表。主要包括:(1)墙体灌浆。向墙体中灌注有机或其它憎水性泥浆,堵塞毛细孔道,将墙体封闭,提高墙体的承载力,起到防渗透作用,使墙体变得致密,从而有效地抑制毛细水流。如果在浆液中再添加一定比例的防水剂,则可获得更佳的效果。(2)墙壁上设有水汽阻隔层。在墙面上贴上釉面砖等不透气的材料作为墙面(也就是隔热层),可以有效地阻止水的挥发,避免盐和碱的结晶沉淀。例如,采用此法对厕所墙面进行了两年的观测,发现墙面上的仿瓷漆有起泡、开裂、脱落等情况,而贴面基本完好,说明这种处理方式是可行的。
4.3截断
截断法指的是对建筑物基础进行治理,并对其进行有效控制,以避免地下水侵入,阻断毛细水来源。具体预防方法为:(1)灌浆法。采用水力、气压、电化学等方法对土体进行均匀的注浆,然后通过充填、渗透和挤压等方法对其进行注浆,使原本比较疏松的土体变成具有高强度、防渗和耐化学稳定性的固结体。注浆技术是向土体中注入化学、胶凝材料、乳化沥青等物质,从而达到降低地基渗透率的一种技术。(2)横向加固地基。将地基梁两边的湿土刮掉,任其自然干燥,或者用人工方法,然后覆盖两层防水布,再填充干大颗粒如炉渣、砂砾等;为增加水分蒸腾作用,可在渣、砾石之间设置通气通道,使之与外界相通。(3)做隔水带。一般采用在地基及基础梁四周做隔水带(或隔水层),使地下水不渗入地基中,防止地下水对地基的腐蚀及沿墙上浮[3]。
5建筑物墙面泛碱现象的具体处理措施
5.1初发泛碱的治理
对出现泛碱的板材,尤其是原有的泛碱区进行清洗,应对整块板面做好防水工作,以防止泛碱现象再出现。可以采用反碱剂来清除,先将所有的碱面都铲除,暴露出底层或者砖头,用草酸(量控制在5%~10%之间)清洗泛碱区碱性墙面可中和,间隔一定时间后,用水冲净,墙面干燥后修补;还可以选用60℃左右的热水。具体可以依据以下步骤进行初发泛碱的治理:①清:用铲刀将腻子铲除直到铲不动为止,泛碱部位周围尽量铲掉;②拌:将反碱剂混合物刷于泛碱处,注意手腕用力避免留有细孔;③补:等消碱反应固化后补腻子,等干燥后喷涂乳胶漆。
5.2新建筑物的泛碱处理措施
对出现“泛碱”的建筑物,采取以上措施进行综合整治,可以达到一定的修复效果。本着“防治结合”的思路,对于新建建筑物,若能在设计与建造中,在不增加成本的前提下,杜绝“泛碱”现象及由此造成的多种损害,提高建筑物的可靠性、美观性、耐久性和安全性具有很强的现实意义。可从以下途径进行处理:
5.2.1建筑物的设计层面
(1)充分考虑地基的处理与设计,将基础防水作为重点。在基础设计中,可增加防水层的厚度及高度,增强其抗渗性能;如有需要,可将建筑物的防潮层与建筑物圈梁连成一体,将建筑物圈梁视为防潮层。在条件许可的情况下,可在地基底部及周边加铺防水卷材或防水材料,以防止地基被水浸坏。
(2)在地面下的墙、地基的两侧及底部涂上一层沥青胶浆或用高分子材料对混凝土进行浸泡。例如:以9:1比例的苯乙烯环氧树脂或苯乙烯不饱和聚酯溶液进行浸渍,浸泡深度不少于2厘米;必要时还应进行抗渗、耐蚀及承载能力测试。在铺设油毡时,外形应尽量简洁,避免形成尖角,以利于铺设油毡时不发生折损和破损。
(3)承重墙上的灰浆强度要提升一级。灰砂砖不得用于承重墙,且承重墙宜采用清水浇筑,砌筑时应以1:1-1:2水泥砂浆砌筑。
(4)家居装饰应选用合适种类的油漆。根据情况可以选择底层防水漆,或者其他具有良好透气性能的油漆,或者不溶于水的油漆。
(5)地圈梁底及地基底宜采用煤渣、砂砾等填料或三合土进行夯实。其作用是:一是加强基础,提高地基的承载力;二是在地基的四周产生了一条毛细裂缝,防止了毛细水渗入地基[4]。
5.2.2建筑物的建设层面
(1)在选材方面,应注重选用合适的水泥品种;在生产过程中,要注意选材及生产厂家,避免使用含盐碱土的烧结砖。可适时选用水硬性水泥(如粉煤灰等材料)替代气硬性水泥(如石灰)。
(2)在混凝土的生产调配中,严格把控骨料的水灰比、级配,同时可添加适量防水剂、减水剂等以提高混凝土的密实度。水灰比对混凝土强度影响巨大,应作为关键因素,严格按设计比例把控。另外,在盐碱土中,应适量加入抗水剂和减水剂,以提高混凝土的抗渗性和强度。
(3)在砌筑过程中,必须严格控制好砂浆的强度,保证砂浆的密实程度,不能在施工过程中“偷工减料”,严格把控工序和施工质量。
(4)在盐碱地区进行建筑施工时,要将砖块储存在高处,在砖垛底部要铺上油毡之类的防水材料,防止因雨水或积水而导致砖块被水浸湿,从而将盐分侵滞入材料中。
(5)改善基底材料的防渗性能。在配制混凝土或灰浆时,掺入适量的减水剂,可减少掺入水、减少空隙、改善孔隙结构、增强抗渗能力。如果对其进行疏水改性,使其在孔壁表面形成一层疏水膜,将极大地降低其吸水性。这使得落在其表面的水变成了细小的水珠,顺着它的表面滚落,不能渗透到基底里面。同时,它也适用于对装修材料、有色混凝土(或灰浆)和对装修有更高要求的建筑表面进行防水。
5.2.3已使用碱性材料的建筑物,可将湿气排除在外壁之外
(1)应做好建筑物底部四周的防潮措施。有了横向防潮措施,还要注重竖向防潮的设置,建筑基础底部的墙壁可用防水砂浆砌筑,以防止水从墙里面的毛细管渗入。
(2)减少建材中的可溶盐类和碱类物。一是可以先做个实验,先将粘土砖吸收水分,然后置于阴凉的地方,让它自然风干,观察其表面是否发白,即可判定;二是选择水泥配置混凝土时,要尽可能选择低碱金属氧化物的水泥,对其中的可溶盐量进行严格控制,在容易出现泛白现象的部位下最好不使用。
(3)改善基底材料的防渗性能。如果对其进行疏水改性,使其在孔壁表面形成疏水膜,将极大地降低其吸水性。水分不易渗入,可避免泛白。利用基础注浆方法,在土体中施加加压注浆,阻断毛细水的渗流通道,降低土体的渗透性。
(4)人工导引墙体内的湿气渗出,使其快速蒸发。人工导引气化通道,避免墙体和墙面被腐蚀。采用粘附性极佳的透湿材料进行墙面装修,使墙面上的水分加快蒸发,使墙面上的盐分结晶至膨胀导致墙皮脱落。
6结论
综上所述,墙面泛碱是施工中比较常见的一种现象,处理起来也比较麻烦,因此,要事先对容易泛碱的墙面进行预防,分析产生泛碱现象的根本原因,结合分析结果,采取相应的措施。对新建建筑物,在设计、施工阶段采取合适的处理方法,通过对原材料质量的控制,制定合理、科学的施工工艺,加强后期养护,可以有效地预防泛碱。
参考文献
[1]李志松.墙面泛碱现象预防和处理方法探析[J].中国室内装饰装修天地,2019(016):316.
[2]林铭钏.基于园林景观中水景泛碱现象的预防处理研究[J].福建建材,2023(8):101-103.
[3]张正新,张丽.透水砖在生产过程中泛碱处理方法[J].科技和产业,2024(002):024.
[4]宋晓星.建筑外墙瓷砖泛碱现象及控制措施分析[J].建材发展导向,2022,20(1):40-42.