蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜機(jī)理及處理措施

1、蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜機(jī)理及處理措施（下）蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜機(jī)理及處理措施陳超 （廈門市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司）3 結(jié)果與分析3.1 泛霜機(jī)理 現(xiàn)有應(yīng)用和文獻(xiàn)資料表明，硅酸鹽體系材料出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象的 物質(zhì)主要有 CaC03、Na2C03、K2C03 、MgCl2 、CaS04、Na2S04 等，因此設(shè)計(jì)表 1 分析試驗(yàn)，結(jié)果如表 2 所示。表 2 表明泛霜物質(zhì)為可溶性物質(zhì)，非碳酸鹽泛霜，非鹵鹽泛 霜，加入 BaCl ，出現(xiàn)沉淀，表明泛霜可能為硫酸鹽泛霜，焰 色反應(yīng)的火焰顏色為黃色表明泛霜物質(zhì)含有 Na+ ，因此初步 推斷泛霜物質(zhì)為 Na2S04。根據(jù)上述結(jié)果，為進(jìn)一步確定泛霜物質(zhì)成分

2、，對(duì)蒸壓加氣混 凝土砌塊表面泛霜物質(zhì)、蒸壓加氣混凝土砌塊墻體水泥砂漿 抹灰層表面泛霜物質(zhì)、花崗巖石粉進(jìn)行 XRD 分析，其圖譜 分別如圖 3、圖 4、圖 5 所示。由圖3可知泛霜物質(zhì)為 Na2S04，由泛霜產(chǎn)生的特點(diǎn)可以判 定蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜現(xiàn)象是由于砌塊浸水后硫酸鈉 溶于水中并滲出至表面結(jié)晶產(chǎn)生的。對(duì)蒸壓加氣混凝土砌塊 墻體水泥砂漿抹灰層泛霜物質(zhì)進(jìn)行 XRD 分析 (圖 4)，結(jié)果顯 示二次泛霜物質(zhì)主要為 Na2S04，并含有少量CaC03。石灰 消化和水泥水化反應(yīng)生成的 Ca(OH)2 ，在干燥過程中隨水汽 蒸發(fā)，滲出抹灰層表面與空氣中 CO2反應(yīng)生成CaC03,是抹 灰層 CaC0

3、3 泛霜發(fā)生的原因。而蒸壓加氣混凝土砌塊內(nèi)部 Na2S04向外滲透至抹灰層表面結(jié)晶，則仍是“二次泛霜” 的主因，進(jìn)一步印證了圖 3所示的結(jié)論。 花崗巖石粉蒸壓 加氣混凝土原材料主要包括水泥、石灰、脫硫石膏和石粉， 其占比分別約為 10%12%、10%15%、4%5%、65% 75。水泥在澆注過程中調(diào)節(jié)稠度，保證料漿適當(dāng)?shù)恼扯群?可塑性，加速坯體硬化和促進(jìn)蒸壓過程中的水熱合成反應(yīng) 等，水泥堿含量和硫酸鈣含量很低，且占比較低，因此可以 排除水泥是引起泛霜現(xiàn)象的原因。石灰的主要作用是提供有 效氧化鈣和提高體系堿度， 使之在水熱條件下與 Si02、 Al2O3作用，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣， 從而使

4、制品獲得強(qiáng)度， 石灰不是泛霜現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。脫硫石膏延緩石灰的消化速 率和水泥的水化反應(yīng)，延長料漿稠化時(shí)間，使升溫平緩，可 提高坯體和制品強(qiáng)度，減少收縮值，其主要成分是CaS04，可判定脫硫石膏為泛霜物質(zhì)提供了主要SO42-，是蒸壓加氣混凝土砌塊產(chǎn)生泛霜現(xiàn)象的主要原因之一。脫硫石膏為泛霜形成提供了SO42-，而水泥、石灰、脫硫石膏的堿含量很小且占比較低，因此推斷花崗巖石粉為泛霜物 提供了 Na+。石粉為加氣混凝土提供了硅質(zhì)材料，未反應(yīng)顆 粒填充于砌塊中起到骨架作用。對(duì)石粉進(jìn)行 XRD 分析，其 圖譜如圖 5 所示，可知主要成分為石英、云母和鈉長石，因 此花崗巖石粉中的堿元素(Na)含量較高?；?/p>

5、崗巖石粉在蒸壓 釜中與其他材料發(fā)生劇烈反應(yīng)生成托勃莫來石和水化石榴 石，為砌塊提供了強(qiáng)度，同時(shí)其中的堿元素被釋放出來溶于 水中形成Na+，與水泥、脫硫石膏中的 SO42-反應(yīng)生成可溶 性硫酸鹽成為泛霜的主要原因。3.2 砌塊泛霜現(xiàn)象抑制為探究Na2S04陰離子、陽離子對(duì)泛霜現(xiàn)象的影響，設(shè)計(jì)中 試試驗(yàn)如表 3 所示。結(jié)果顯示， A l 砌塊經(jīng)雨淋或浸濕后仍出現(xiàn)泛霜現(xiàn)象， 表明脫 硫石膏是引起泛霜現(xiàn)象的主要因素，但非主導(dǎo)因素，因?yàn)楣?酸鹽水泥熟料在粉磨過程中，為調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間會(huì)添加一定量 石膏，因此水 泥中石膏也會(huì)引起泛霜現(xiàn)象。我國火力電廠粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3 ，、FeO、Fe2O

6、3等，其堿含量(R20)控制值極低，因此粉煤灰替代花 崗巖石粉后制備的水泥-石灰-粉煤灰砌塊(A2)未出現(xiàn)泛霜現(xiàn) 象。不難得出結(jié)論：陽離子Na+是泛霜形成的主導(dǎo)因素，石粉中含有大量鈉長石，隨蒸養(yǎng)和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行石粉中可溶性 堿性物質(zhì)釋放溶于水中，為Na+提供了主要來源，因此花崗巖石粉是該體系蒸壓加氣混凝土泛霜的主導(dǎo)原材料，也進(jìn)一 步印證了 A3 試驗(yàn)結(jié)果。要從根本上解決或改善蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜現(xiàn)象，應(yīng)降 低花崗巖石粉用量或不采用該類型石粉，可采用粉煤灰、礦 渣或其他低堿含量原材料代替。3.3 泛霜墻體處理(1) 硅烷憎水法：用有機(jī)硅憎水劑處理加氣混凝土墻體表面 的基本原理是憎水劑在表面形成一

7、層防水層，阻止外部水分 向內(nèi)滲入和內(nèi)部水分向外遷移，從而達(dá)到阻止泛霜的目的。 結(jié)果表明，一段時(shí)間后墻體表面形成一層薄膜，但并不能阻 止墻體出現(xiàn) “二次泛霜” 現(xiàn)象， 并且長期以后， 墻體出現(xiàn)“長 毛”現(xiàn)象，實(shí)際應(yīng)用效果不理想。因此，該方法并不能較好 地解決該類型泛霜現(xiàn)象。(2) 水玻璃 +氯化鈣法： 結(jié)果表明， 一段時(shí)間后砌塊或墻體表 面形成一層薄膜，泛霜現(xiàn)象有一定改善，但長期試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn) 薄膜不堅(jiān)固、易損壞，發(fā)生薄膜起皮現(xiàn)象，耐久性能較差， 薄膜起皮后依舊發(fā)生泛霜現(xiàn)象，因此該方法并不實(shí)用。 上述方法的原理是兩種溶液反應(yīng)生成一種不溶性膜，以阻止 砌塊內(nèi)部硫酸鹽隨水分遷移至表面析晶泛霜，其反應(yīng)方程

8、如 式(1)所示。蒸壓加氣混凝土砌塊或搓麻面的抹灰層墻體表面 粗糙，反應(yīng)生成的不溶性沉淀膠凝不能較好地粘附于表面， 且不易形成致密結(jié)構(gòu)，因而抑制泛霜效果較差，且生成的薄 膜對(duì)砌塊或墻體后續(xù)裝飾裝修工程有一定不利影響。Na20 nSiO2+CaCI2 2NaCI+CaO nSiO2(不溶的沉淀膠凝)(1)(3) 聚合物水泥基防水涂料法：結(jié)果表明，采用聚丙烯酸酯水 泥基防水涂料處理墻面后。 未出現(xiàn)二次泛霜現(xiàn)象， 效果良好。 聚丙烯酸酯水泥基防水層的根本原理是在墻體表面形成一 層不透水的防護(hù)層，阻斷砌塊內(nèi)部硫酸鹽隨水分向表面遷移 析晶。聚丙烯酸酸水泥基防水層致密，且粘結(jié)力牢固，能夠 有效阻斷水分遷移

9、，長期應(yīng)用表明該類材料耐久|生優(yōu)異。 解立波等人對(duì)加氣混凝土砌塊泛霜原因及處理進(jìn)行了研究，提 出了發(fā)生泛霜且未抹灰的墻面處理方法、發(fā)生泛霜且已抹灰 的內(nèi)墻墻面處理、發(fā)生泛霜且已抹灰的外墻墻面處理方法。 上述三種方法的基本原理即是對(duì)泛霜墻面涂刷一道防水材 料(或涂層 )，本試驗(yàn)對(duì)泛霜墻體涂刷一道聚合物防水涂層的 方法具有實(shí)用性。【編者注：采用防水層，阻礙了水從墻體中的揮發(fā)，不把堿 離子帶到墻體表面，但應(yīng)注意到，墻體中水不能揮發(fā)，致使 墻體本身是濕的！因此，正如作者所說的那樣，最根本的做 法就是不要用含堿量高的原材料。 】4 結(jié)論蒸壓加氣混凝土砌塊泛霜物質(zhì)為Na2SO4，砌塊內(nèi)部Na2SO4 溶于水中并隨其向外遷移至表面析出晶體，出現(xiàn)泛