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盐霜对混凝土的危害与预防

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-04-22  浏览次数:106

  [摘要]本文阐述了混凝土的盐霜机理;分析讨论了盐霜对混凝土的危害,提出了预防措施。
  [关键词]盐霜;混凝土;耐久性;危害;预防
  [中图分类号]TU528.07 [文献标识码]B [文章编号]1009一0142(2007)05一0036一02
  1 前言
  盐霜是指混凝土表面析出象霜一样的结晶物的现象。盐霜是一种复杂的物理、化学和物理化学过程。亦是混凝土风化形式之一。盐霜影响制品的美观,很早就被人们发现,但对制品力学性能和耐久性的危害却没有得到足够的重视。其实,盐霜导致制品溶出性腐蚀,且具有扩散性,损害结构工程的力学性能和耐久性。近年来,随着大气污染日趋严重,优质原料的不断减少,以及外加剂的使用,可溶性盐霜的趋势逐日增强,应引起足够的重视。而对混凝土的盐霜,既要认识到它的危害性,又要加强对它的预防,本文将分析讨论盐霜对混凝土的危害性,提出预防措施。
  2 盐霜机理
  2.1 盐霜的条件
  (1)可溶性盐或碱的存在;
  (2)有大量溶解可溶性盐或碱的水;
  (3)具有温湿度差或压力差以及具有反复干湿循环和冷热交替的外界环境;
  (4)具有干澡吸湿热力学特性的毛细管(孔);缺少其中任一条件,盐霜一般不易形成。破坏其中之一,就可达到预防的目的。因此,可溶性盐或碱是盐霜的内因,温湿差、压力差、干燥循环和冷热交替是盐霜的外因,水是介质,毛细管(孔)是盐霜的通道。
  2.2 盐霜过程
  混凝土主要由粘接介质和埋在其中骨料粒子或碎片所组成的复合材料。粘接物是由水硬性水泥和水的混合物所形成的。混凝土中含有大量的Ca (OH)2同时具有毛细管—孔隙结构的特点,在外界条件作用下,可溶物Ca(OH)2或Na2SO4;随水迁移至制品表面,随着水分的不断蒸发,溶液浓度不断增大,达到饱和后,制品表面就不断析出白色的结晶物即盐霜。盐霜多数为CaCO3,或Na2SO4晶体。CaCO3由Ca(OH)2和CO2:碳化而成,Na2SO4;由Na2SO4·10H2O脱水而成。
  3 盐霜的危害
  3.1影响美观
  随着彩色混凝土制品的发展和应用,盐霜问题已引起人们的注意,盐霜使装饰混凝土色泽暗淡失去光彩,图案受损影响美观,装饰效果大大降低。
  3.2 破坏力学性能和耐久性
  在水化良好的波特兰水泥浆体中,主要由比较难溶的钙的水化物(水化硅酸钙、氢氧化钙和钙矾石)所组成的固相,与PH值高的空隙中溶液呈稳定平衡状态。混凝土的结构与其它材料相比其材料性质不是静态的。这是因为结构中的水泥浆体和水泥浆体与骨料之间的过渡区随时间不断变化。在这一点上,混凝土与其它有生命的东西相似。从这一点来说,对于早期普通混凝土,由于盐霜造成的空隙会得到自动愈合,如果不考虑美观的话,只要其表面盐霜比较均匀,不会影响混凝土的强度和耐久性,问题并不大。但完工后的混凝土,由于自然干燥失水或某些部位不断碳化,导致收缩开裂,空隙率增大,结构疏松。这样,混凝土原有的密实性遭到破坏,渗透性能提高,制品内部毛细管与大气相通,具备了干燥吸湿热力学特性的毛细管(孔),为中、后期盐霜创造了必要条件。
  随着可溶物Ca(OH)2或Na2SO4;不断迁移至制品表面,化学平衡: Ca(OH)2+ Na2SO4CaSO4+2NaOH遭到破坏,使反应向左进行,造成混凝土溶出性腐蚀。这样,空隙中溶液的碱性减弱,PH值减小,打破了混凝土原有的稳定平衡状态,水化产物稳定存在的环境遭到破坏,导致胶凝性组分化学分解。结果,盐霜使制品表层变成没有强度或强度极小的二氧化硅和氧化铝凝胶,导致水泥浆体强度损失。混凝土损失原始石灰含量的114,其强度降低至原始强度的一半。粗略估计,石灰每损失1%,强度降低1%一2%。
  如果盐霜不是在表面析出而是在毛细管(孔)中析出,就会产生结晶压力,结晶压力引起的应力足以使混凝土开裂,结构遭到破坏。在一定温度,溶液的结晶只能发生在溶质浓度C超过饱和浓度CS的时候。一般地,C/C5值(或过饱和度)越高,结晶压力越大。
  如果盐霜为Na2SO4仇,从石膏转变为氢氧化钙,体积缩小为原来的1/2,如果盐霜为Ca (OH)2体积缩小则更大。由于体积的缩小,造成孔隙增多,致密度下降,提高了渗透性能,混凝土进一步碳化。如果混凝土中后期严重盐霜,将破坏制品表层的组织机构,使空隙率增大,结构疏松,强度降低,导致抗磨性、抗渗性、抗冻性、抗碳化性降低,有可能为提供碱骨科反应所需的水创造了条件。这样,造成了恶性循环。因此,盐霜破坏制品的耐久性。
  总之,混凝土盐霜既影响美观又破坏力学性能和耐久性。
  

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