建(构)筑物表面泛碱现象初探

变电站主建（构）筑物表面泛碱现象初探米星平（金华送变电工程有限公司，浙江金华市321016）【摘要】笔者根据送变电工程长期的施工经验，对混凝土及砌体结构外表面产生泛碱的原因和机理、泛碱主建（构）筑物外观质量的影响进行了分析，结合送变电工程土建施工的实际情况，针对110千伏及以上电压等级变电站主建（构）筑物外观泛碱问题提出了相应的防治措施。

【关键词】送变电工程建（构）筑物泛碱外观质量防治措施0.引言混凝土的外观质量是混凝土质量的直观体现，越来越受到业主、监理、施工承包商等各个方面的重视。

国家电网公司对各电压等级变电站的主要电气设备基础，均要求采用清水混凝土技术进行浇筑。

如《国网公司输变电工程质量通病防止工作要求及技术措施》第30条中就明文规定主变、高抗、电容器、断路器等主设备基础“外露部分采用清水混凝土工艺，表面不得进行二次粉刷或贴面砖”。

在送变电工程进行大量的混凝土浇筑施工过程中，在混凝土外表面经常会产生一种白色松软如絮毛物质的不明物体，我们称之为泛碱。

据不完全统计，混凝土泛碱在混凝土工程施工中出现的比例高达30%以上，虽然泛碱一般不会对混凝土结构造成质量事故，但是它的存在对混凝土的外观质量影响较大，严重影响变电站混凝土结构的美观和质量等级的评定和验收。

1. 泛碱现象泛碱是建筑物表面的一种常见的病害，根据其不同成因和表现方式，有泛碱、泛白、析白、起霜、墙身和装饰面侵蚀等多种称谓，是砖石体、水泥、砂浆、混凝土、砌体、瓷砖、涂料等建筑材料的内可溶性盐碱随温度、湿度等外部环境的变化，在吸收水分、水分迁移、水分蒸发过程中随着物理、化学变化的发生而使原建筑材料破坏的一种病害现象，侵蚀破坏的程度也有很大的差异，常见的有返潮、起泡、粉化、起鼓、空鼓、开裂、剥落、发霉、结晶等现象。

1.1混凝土泛碱现象混凝土中的主要成份是硅酸钙（弱酸强碱性盐），遇水后发生水化反应，形成游离钙、硅酸和氢氧根。

混凝土的疏松多孔结构决定了混凝土有一定的含水率。

当混凝土中的水足够多时，在毛细水压作用下，混凝土中的盐份被水带出淤积于混凝土表面，同时混凝土中的氢氧化钙、钠、钾等物质也会以水为载体溶出。

到达混凝土表面后，随着水份蒸发，这些物质残留在混凝土表面，形成白色粉末状晶体，或者与空气中二氧化碳反应在混凝土表面结晶形成白色硬块。

通过对泛碱产生的白色松软物质进行化学剖析，大部分产生的泛碱都是不溶于水的碳酸钙（C aCO3），偶尔也会发现极少量的其他种类的泛碱。

这些盐类一般会随着雨雪等外界水分的作用下顺水而去，但是在部分拐角等角落里不易去除，对外观质量产生很大的影响。

混凝土顶板勾缝及支座处泛碱情况1.2砌体泛碱现象粘土砖、混凝土砌块、混凝土实心砖、砂浆等内部存在着大量孔隙，具有渗透性。

自于湿度等外界介质进入其内部，可能会与其内部的硅酸盐发生作用，产生泛碱。

泛碱析出的结晶在一定程度上可以提高基材表面的密实性，但由于雨水循环作用，会将沉积在表面的结晶物冲走，而基材内部由于可溶性物质的溶出，增大了孔隙串，降低了基材抗渗性，从而会使盐、碱的析出作用加剧。

1.3装饰花岗板泛碱现象1.3.1花岗岩板材饰面返碱吐霜是因渗漏有机存在而发生的。

花岗岩板材面返碱吐霜基本产生于外墙贴面、室外楼梯平面与立面，特别是当外墙无挑沿、挑廊等遮雨设施时更易发生，而室内很少见有返碱现象。

1.3.2湿贴天然石墙面在安装期间，石材板块会出现似"水印"一样的斑块，随着镶贴砂浆的硬化和干燥，"水印"会稍微缩小，孤立、分散地出现在板块中，有些水印甚至有些消失。

但是，随着时间推移，特别是户外反复遭遇雨水或潮湿天气，水从板缝或石材表面等部位侵入，天然石的水斑逐渐变大，并在板缝连成片，板块局部加深、光泽暗淡、板缝并发析出白色的结晶体，长年不褪，严重影响外观。

显而易见，花岗岩板材贴面的返碱吐霜是由于存在渗漏的情况下，溶于水的碱溶液从花岗岩的板缝中溢流出来，从板材的细微毛孔中渗透出来，渗透出来的碱溶液与大气中二氧化碳接触又反应生成不溶于水的碳酸盐，整个过程与山洞中钟乳石的形成机理一样，且质地坚硬附着力强，很难清理干净。

混凝土实（空）心砖砌体泛碱情况花岗岩（面砖）饰面泛碱情况1.4装饰粉刷泛碱现象办公场所及户内110千伏变电站内墙装饰粉刷泛碱现象1.4.1墙面水泥或白灰基层固化不良，含有过高的水分，墙面有碱性物存在; 施涂后将基层封闭，水汽不能渗出，形成不平衡状态，导致底层中的碱性物质、盐类析出，使涂膜丧失附着力而脱落。

1.4.2在墙体施工过程中，标准粘土砖需要保持约15%的水份，砌筑施工时砂浆才不致于干得快，墙体中的水份保持在饱和半饱和状态，这时砖块中含有的大量硝碱和水泥石灰浆中碱盐随着水份蒸发，慢慢渗透迁移到界面。

墙体距地面一米以上，通风良好，水份被空气迅速带走，墙体干燥快，硝碱被封固在墙体内，加上温度、湿度等其他因素的影响，毛细水这时上升的高度要高于在同样孔隙率的其它纯净介质中上升的高度，毛细水在上升的过程中，冲刷砖体和砂浆中的可溶盐，在长时间内，盐分不断在上部聚集，由溶液盐浓度形成的压力差逐渐增大，给水分的上升提供了更加便利的条件，这样就形成了一个恶性循环，盐分逐渐结晶析出。

2.1.4.2其他水是包括了雨水、渗漏水、空气中的水分等直接来源非地下水的一切影响混凝土、砌体结构的水的总称。

它不一定具有可靠的补给来源，如果通风等环境条件好就不会聚集，不对建筑物造成危害。

若这些偶然聚集起来的水没有及时的蒸发，聚集在墙身内，混凝土、砌体结构体内的盐分溶于水中，潮湿的混凝土、砌体结构不断的从周围吸收水气，溶蚀于混凝土、砌体结构内，最终也会导致结晶积累现象。

2.1.4.3与光照的强弱有关。

光照充沛的混凝土、砌体结构温度相对较高，水分多在结构内蒸发消失，由毛细水表面张力引起的负压不存在，不能形成毛细现象，混凝土、砌体结构干燥，泛碱现象发生的客观环境就不存在。

2.1.4.4与通风强弱有关。

通风好，水汽不易在混凝土、砌体结构表面集结，泛碱病害相应减轻。

2.1.5季节性的影响经过观察温度、湿度和风对泛碱都有着显著的影响。

一般来说泛碱是季节性问题，大部分情况下在冬季出现，因为在冬季水分的蒸发速度变慢，可以使混凝土中的盐分充分溶入孔隙水中，并迁移到砂浆的表面。

另外低温、高湿的气候条件常见于冬春交替季节，这种气候条件也很容易引起泛碱的发生。

2.1.6泛碱机理小结泛碱现象终归是水造成的，其原因是复杂的，相互交织在一起的。

2.2混凝土产生泛碱的主要因素2.2.1水灰比过大水灰比过大，使混凝土内游离水增多，混凝土泛碱的可能性增大。

2.2.2水泥品种及质量混凝土泛碱与水泥本身的品质有关，铝酸三钙(3CaO.Al2O3)含量低的水泥水化速度慢，容易产生泛碱。

水泥中的含碱量≥0.6%时，也易产生泛碱。

2.2.3外加剂品种及质量外加剂掺入过多也会增加泛碱的程度，特别是混凝土工程使用氯化钙（CaCl2）、硫化钠（Na2SO4）或者以硫化钠为主要组分的复合产品作为早强剂，增加了形成泛碱的可溶性盐类，且硫酸钠在低温下溶解度较低，明显地增大混凝土表面析出泛碱的可能性。

2.2.4混凝土的配合比在混凝土的配合比和集料配方面，砂率过小、级配不良的混凝土容易出现泛碱。

2.2.5混凝土原材料混凝土原材料内部可溶性盐和碱含量过高，在一定条件下析出的碱量越多。

2.2.5.1误用石灰石（CaO）粗骨料碎石制备混凝土时，表面产生泛碱的可能性增大。

粗骨料碎石含有颗粒硫酸盐或硫化物，表面产生泛碱的必然性增大。

2.2.5.2当石子中的硫化物及硫酸盐含量（按重量计算，折算成三氧化硫）＞1%时表面产生泛碱的可能性增大。

2.2.5.3采用碎石加工砂制备混凝土时，石材的主要成分是碳酸钙，当受到大气中的二氧化硫及水分作用时表面产生泛碱的可能性增大。

2.2.5.4当砂子中的硫化物及硫酸盐含量（按重量计算，折算成三氧化硫）＞1%时表面产生泛碱的可能性增大。

2.3砌体及装饰面产生泛碱的主要因素2.3.1材料因素2.3.1.1粘结材料（水泥、石灰膏、披灰腻子等）产生含碱、盐等成分物质。

主要为镶贴砂浆析出氢氧化钙并跟随多余的拌合水，沿装饰材料的毛细孔游离入侵装饰面，拌合水越多，移动到砂浆表面的氢氧化钙就越多，水分蒸发后，氢氧化钙就存积在装饰面中。

2.3.1.2装饰石材（花岗岩、大理石等）、混凝土配合比中的粗骨料碎石的主要成分是碳酸钙，占58%以上，当受到大气中的二氧化硫及水分作用时，其表层起化学变化即转化为石膏，使其很快失去光泽，并变得疏松多孔。

2.3.1.3内外墙基底建筑材料劣质或假冒内外墙装饰面基底使用的腻子通常由可再分散乳胶粉、HPMC及硅酸盐白水泥、灰钙粉、滑石粉重钙类填料合成。

但建筑市场上出现了由灰钙粉(CaO)、熟石膏 (CaSO41/2H2O)、石英砂(SiO2)、碳酸钙(CaCO3)等以复配的方法制造出来的“白水泥”，由此合成的装饰面基底的腻子起主要粘接剂作用的是白水泥中的石膏粉和灰钙粉，这种腻子抗裂性差碱性强，用在内外墙涂饰工程上出现“爆灰”、泛碱等质量问题的概率很大。

其原因在于白水泥中起粘合作用的主要物质之一熟石膏粉在遇水后硬化生硫酸钙，涂上涂料之后短时间反映不出质量问题，但用过一段时间之后底层与面层之间容易发生脱落。

白水泥的固化主要是靠空气中的水分与白水泥中的石膏粉与灰钙石结合而成，当遇到湿度小、干燥多风的季节时腻子吸收不到足够的水分未完全固化前就干燥了，很容易造成腻子的粘接力差、易掉粉、强度差，影响了腻子和涂层之间的粘接强度。

3. 泛碱的危害3.1建（构）筑主体结构泛碱的危害3.1.1混凝土中钙离子的流失伴随着氢氧根的流失，造成混凝土碱性降低，当混凝土PH值低于12 的时候，混凝土中的钢筋开始锈蚀；PH值低造成混凝土中钢筋锈蚀速度加快，从而影响结构安全。

3.1.2混凝土剪力墙、顶板及楼屋面板发生泛碱，说明泛碱处已经开始发生渗漏，严重的可能造成剪力墙基础位移、严重开裂，从而直接影响建筑物安全。

3.1.3建（构）筑主体结构砌体发生泛碱，说明泛碱处已经开裂并渗漏，严重的影响建筑物安全。

3.1.4重要的混凝土设备（主变压器、GIS）基础发生泛碱，说明泛碱处已经开裂，严重的可能造成设备基础移位、断裂，直接影响电力设备正常运行，造成重大安全隐患。

3.2装饰工程泛碱的危害3.2.1装饰工程发生泛碱直接影响建筑物的立面观感效果，影响建筑工程观感质量评定，且给人以不安全感。

3.2.2内外墙面发生泛碱，说明泛碱处基层与表面粉刷层粘结力不够，贴面粘贴不牢固，影响装饰工程的质量甚至引起质量事故。

3.2.3造成主体结构安全隐患，墙身发生泛碱，说明游离水在墙身内迁移的过程中对砖体和砂浆的冲刷、溶蚀作用，使墙身的抗压承载力降低，墙身表面的粉化剥落使墙身的结构断面不断的减小，单位面积承受荷载加大，增加了结构的不安全因素。