水泥防水知识
水泥技术|彩色混凝土制品常见问题解析
作者:防水之家  建材之家    2017-05-09  浏览:21
防水之家讯:随着新型彩色混凝土材料在建筑领域的不断应用,使人们拥有了多彩的城市道路,亮丽的工业地坪,光彩夺目的建筑外观。但颜色的引入,也使人们常常把彩色混凝土制品常见的如褪色、脱粉等表观问题,直接归纠于颜料。其实,在彩色混凝土制品中,颜料只起到改变混凝土色彩的作用,只要加入量适当,不影响混凝土强度,颜料对混凝土的质量不会产生任何影响。而彩色混凝土制品表观常见的问题,都有其产生的原因和作用机理。

1 褪色
1.1 褪色的原因
1.1.1 选材不当造成褪色
大多数有机颜料的耐光、耐候性能都不太好,如不经过特殊处理,一般不能直接应用于混凝土制品,容易发生褪色现象。因此,应尽量选择无机颜料:如氧化铁颜料(红、黄、棕、黑、橙色) 、氧化铬绿、钴蓝、钛白、以及经过特殊工艺处理的复合颜料。

1.1.2 泛碱(风化和侵蚀)导致褪色
泛碱也称泛霜,是制品中的盐和碱析出在表面形成的白色物质,使表面颜色褪化变淡。这期间有物理变化也有化学变化(即风化和侵蚀) 。

1.1.2泛碱产生的条件
内因:可溶性盐和碱;外因:温度、湿度差异;介质:空气、水;通道:毛细管- 孔隙结构。

1.1.2.2 物理变化
水泥中有许多可溶性的盐和碱,如:K2SO4、Na2CO3、Na2SO4和微溶Ca(OH)2等。水分沿混凝土制品的孔隙蒸发,将可溶性盐和碱带出来,在表面形成白色物质。使原有亮丽的色彩变得暗淡。

1.1.2.3 化学变化
风化:水泥在硬化过程中,生成氢氧化钙,氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应,生成不溶于水的碳酸钙,这一过程需要一定的时间。表层氢氧化钙与二氧化碳反应,使彩瓦表面形成一层灰膜,即碳酸钙,它继续与空气中的二氧化碳和水反应,生成溶于水的碳酸氢钙,被雨水冲刷掉后,灰膜消失,颜色退化,光亮度减弱。

从上述泛碱产生的条件及机理可知,以制砖为例,对大多数生产商来讲,由于不具备良好的生产条件,泛碱是很难避免的。究其原因主要为:

a. 混凝土水灰比配比不当:即水灰比过大造成的泛碱。由于原材料,主要是骨料的干湿程度不同,生产者很难在每次生产时做到严格合理的水灰比,而为了提高混凝土的可塑性,往往会加大水灰比,从而导致泛碱。

b. 养护不当:由于场地有限,许多生产商在砖脱模后就直接将其堆放在室外,并无任何保护措施,这样使风吹日晒部位很快风化变浅,并出现花斑现象。由于水分迅速蒸发也使水泥的水化过程不能正常进行,使表面粗糙,没有光洁度。严重的还会大大影响混凝土制品强度。出现泛碱之后,理论上讲,可用稀的草酸冲刷,但如果泛碱严重,由于水灰比过大及环境等因素,冲刷后,很快还会出现泛碱。因此,要防止泛碱褪色的发生,除了要控制材料配比外,还应严格控制养护条件。

2 脱粉
2.1 脱粉产生的原因
脱粉现象一般是由于材料配比或原料选择不当,从而致使混凝土制品强度不够,才会出现脱粉。另外由于施工不当,面层与底层混凝土材料不能很好的黏结,也会造成表面脱粉。

a. 原材料选用不当:如水泥的选择,水泥一般要选用质量好、标号较高的水泥,否则水泥强度太低,使混凝土制品强度不够,容易发生脱粉现象。另外,水泥粉料如果吸潮出现团聚颗粒,一定不能使用,否则会出现彩色混凝土制品面层出现颗粒、粉化现象。

b. 集灰比过小:即沙子与水泥比例过小。这样会造成砖、瓦面层收缩过大,产生分层和龟裂现象,即露底和脱粉。

c. 聚灰比过大:即助剂与水泥比例过大,造成面层脆性增加而脱粉,并且易粘模,引起露底。

水泥用外加剂的作用机理:

水泥常用外加剂为减水剂,减水剂其实是一种表面活性剂,其分子式由亲油基团和亲水基团构成。

水泥粒子对减水剂的吸附以及减水剂对水泥的分散。减水剂多为水性,在水中离解后憎水基吸附在水泥颗粒表面,产生静电斥力,使水泥颗粒分散,把原来呈絮状包裹的水释放出来,从而达到减水效果。

水泥颗粒表面的润滑作用:

亲水基朝向水溶液,以氢键形式与水分子缔合,再加上水分子之间的氢键缔合,构成了水泥颗粒表面的一层水膜,阻止水泥颗粒间的直接接触,起到润滑作用。

d.水灰比过大:即水与水泥的比例太大,这会降低水泥强度,造成面层强度低,易脱粉露底。

水灰比是影响混凝土强度的关键因素:以波特兰水泥为例,在水泥的水化过程中,混凝土强度取决于水化产物硅酸钙。将水加入到水泥中后,水泥中的硅酸三钙的水化对混凝土的早期强度起决定因素(前7天) ,而硅酸二钙的水化非常缓慢,影响水泥的后期强度。两个主要的水化反应如下:

2Ca3SiO5+ 7H2O→3CaO.SiO2.4H2O+3Ca(OH)2+173.6kJ

2Ca2SiO4+ 5H2O→3CaO.SiO2.4H2O+Ca(OH)2+58.6kJ

当然,水泥中还有许多如铝酸三钙、铁铝酸四钙、石膏等的水化反应,但这些反应的水化产物对混凝土强度的影响不大。

水化的速度与水在其中扩散的均匀度和速度有很大关系,因此水是水泥水化过程的关键因素。如果水灰比过大,会提高混凝土的可塑性,但会降低混凝土强度。如果水灰比较小,会提高混凝土强度,但却降低了混凝土的可塑性。因此,只有控制适当的水灰比,才能使水泥发生正常的水化反应,既保证了混凝土的强度,又能使其具有良好的可塑性。

以上主要就混凝土原材料的作用机理,来阐述了其对彩色混凝土表观常见问题的影响。除此之外,还有诸如气候环境的变化、原料计量、生产及施工操作等因素,也会对彩色混凝土的外观产生不可忽视的影响。

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