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反碱和石材病变

  访问人数:878    更新时间:2013/9/3 10:44:33    收藏此页

水玻璃=硅酸钠

海菜粉:由于海菜粉延缓水泥凝结时间的特性,给予砂浆高度保水性,可避免过早干涸而焙沾在高吸水性的墙面上,因此它相当于是一种水泥补强剂,能充分发挥水泥的粘结强度与结构密实性,从而确保工程质量。 

返碱或表面起白霜是水泥水化产生的氢氧化钙,随着水分从内部迁移到表面,水分蒸发氢氧化钙结晶析出形成白斑。防止出现返碱,主要要从两个方面入手:1)降低混凝土渗透性,阻止水分迁移。2)使用活性掺合料,如粉煤灰、矿粉、硅灰等等,可以与水泥水化产生的氢氧化钙发生二次水化反应,将氢氧化钙转化为硅酸钙凝胶,使混凝土没有碱可返。

使用活性掺合料具有降低混凝土渗透性和消除碱的双重作用。其中,硅灰效果最好,还能提高强度,但成本相对高。粉煤灰和矿粉需要掺量大,能降低成本,但会降低混凝土早期强度。

降低混凝土渗透性,还可以使用一些防水剂、防水涂层类材料。

一、成因原理
  作为建筑装饰石材的顽症,水斑或水迹主要指在已经装饰的石材表面上的湿痕或类似湿痕的斑痕印迹等,其主要特点是这些湿痕总是不干;或者不易彻底干燥;或者总使人觉得有水润湿的痕迹,即使照射或用火烘烤,过后仍然是湿痕依旧。石材具有很多微孔隙,即属于微孔隙材料,大多一。石材还是亲水的,能够自动吸附水份和传递湿气。装饰石材表面上呈现的水斑或水迹从形成机理上分析,主要有四种: 
  第一种是石材直接或间接地与潮湿或与水源相连的情况.例如南方的一些彼邻潮湿的地面和墙面,或是附近经常有水渗出的部位等,经常可以看到石缝隙附近石面上的水湿印迹。 
  第二种是因为石材内部或表层的微孔隙中含有某些盐或碱。这些盐或碱往往是粘贴后随着石材表面水份的蒸发,后续水份的不断向外补充而将盐碱集中于石材表面层的。盐碱形成的水斑有两类,一类是一些易潮解的盐或碱,它们具有较低的水蒸气压,故会吸水份直至达到与外界水蒸气压的平衡,而石材微孔隙产生的附加压力(微孔毛细现象)使平衡更加有利于吸附更多的水分,因此不论外界天气如何,石材表面水总是干不了。另一类是一些盐的半透明的结晶体,它们占据在石材微孔隙中,使表面光的反射率发生变化,粗看起来很像是石材被润湿了。 
  石材表面层盐碱的来源主要有:① 湿法粘贴时水泥、泥灰浆或添加剂的盐碱成分;②附近泥土或地下水中随水份而迁移来的可溶性盐碱;③ 环境污染或酸雨作用后的沉积物;④ 石材在开采、加工、搬运和露天存放时带入的盐碱,如切锯和抛光的冷却液等;⑤石材安装后的清洗液和护理液等的带入。
第三种是由石材本身矿物原因形成的水斑。
第四种是已经干了的类似于水斑的印迹。产生的原因或是湿法粘贴,或是曾经渗水,或是装饰面下的潮气,或是其他潮湿粘滞体浸入等原因使石材装饰面某一区域在较长时间中处于湿润状态。湿润的表面比干燥的表面更容易吸附灰尘,吸附的污物经过一段时间会渗入石材表层的微孔隙,即使后来整个装饰面干了,由污物表现出来的水斑的印迹也会留下。 

在上述四种水斑(或水迹),对石材危害最大的是第二种,即可溶性盐碱的存在。盐结晶破坏(也称盐风化)已经被认为是损坏石质建筑和石质文物的最主要的威胁。
 
 水斑(迹)可能的产生途径
1、石材品种不同; 发生水斑(渍)不干的石材以白色一浅色石材居多,花岗石材居多。以灰白色花岗石材为例;其特点是中酸性岩浆岩、结晶程度较高、晶体之间的微裂隙丰富,吸水率较高,各种金属类矿物含量也比较高。基于这些特点,在湿铺方式安装时,水泥中的碱性物质被水份带入石材内的量就相对较大,易与石材中的金属类矿物发生化学反应,生成矾类,盐类的所谓水结晶体,存在于岩石的解理间与晶体裂隙间,在正常情况下很难蒸发干燥,使石材长期呈现水浸状态形象。
2、防护剂使用方法或使用品种选择不当。市面上防护剂品种很多,应针对不同石材,不同使用部位,不同铺装方法,来选用不同的防护剂,这一点往往被忽视。更为重要的是施工方法和使用量的合理选择,经常发现同一建筑区域内立面或地面,在使用同样石材(基至是同一架大板) 、同样水泥、沙子的施工条件下,在甚至是同一块石材上出现不同的水斑(渍)不干表象, 即有的石材干,有的湿。这种情况基本上是使用了石材防护剂而又没有认真按使用要求操作的结果,在防护剂使用量、和涂刷均匀度上有很大差异。按使用要求配比足够,并涂刷均匀的石材,很快干燥。反之,则容易出现水斑(渍)不干现象。
  3、石材铺装时水泥,沙子的选择和用水量的控制对水斑和石材泛黄也有很大的影响。我们曾遇到使用白水泥、白沙子、铺装浅色石材,结果是水斑,石材泛黄大面积出现,经多次治理才基本恢复原状。在施工中对水泥含碱量、含锰量、含铁量、沙子的含土量(含杂质量) 、水的多少,都是应严格控制的。否则必然会使石材受到不同程序的浸漫性污染。

 二、出现水斑(渍)不干的治理方法

首先要分清是什么原因造成的水斑(渍)不干。如果在石村下面,存在大量的水(如:铺装完成后,用切割机加水切地面;在铺装前地面饱含水份;安装后由拼缝间渗进大量水等),使本应是干燥的峰窝状的水泥铺层呈水饱和状态,对这种地面应该采用风干的方法,或经过较长时间的自然干燥,使铺层水泥中的水份蒸发掉,再对石材本身进行治理。如果此时盲目用化学药品清洗,往往会加重浸漫现象。原因很简单,清洗是要用水的,而水永远洗不掉水,只有蒸发才是合理的。有人采用加温的方法,如果采用热风吹干方式是可以的,但也不宜大面积应用很多; 而采用火烧,灯烤等方法,其效果都是不理想的,这类方法都是能迅速提高石材表面温度而无法长久的增加水泥铺层的温度,对水的蒸发作用不会太明显,而负作用却很大。由于急速加温会使石材彭胀,与水泥铺层分层造成空鼓现象,有时还会造成石材翘屈,产生剪口,后果很难人为控制,建议不采用。
根据我们的治理经验,对浅色花岗石材的相关污染在了解清楚(通过调查和详细分析是可以了解清楚的)水泥铺层确实不是水饱和状态的情况下,可以选用合适的花岗石清洗剂按l:1比例兑入CHJ大理石深层清洗剂,再按l:1兑入清水,使用重型洗刷机全面清洗,使化学药水进入石材分解晶体裂隙与解理间水结晶和金属盐类结晶,在半小时~2小时内用清水洗清。此方法要注意两点,第一是石材拼缝处不可漏进过多的化学药水(如果量很小可以不计较),以免蚀伤水泥层;第二是清水清洗后,必须及时吸干,不可漏进石材拼缝内,增加水泥铺层的水含量。这种方法的原理也很简单:在破坏石材晶体裂隙和解理间的水结晶,金属盐的同时,产生微爆作用打开了石材的通气道,加快了水份的蒸发,石材被蒸掉水份而干燥的,而不是被洗干的。这种方法一般在几小时内就有进一步表面效果原因:3—7天内有明显效果。如果有效果,而又没能完全消除,就要进一步分析两方面原因:一是水泥铺层内含水是否过高? 二是化学药水使用量是否不够?要做第二次。
对于不同成因的水斑(或水迹),其清除方法各不相同:第一种需要去除潮湿或切断水源;第二种需要清除微孔隙中的盐或碱;第三种和第四种需要清除成色物质或暗色物质。在四种水斑(或水迹)中最常见的是第二种和第四种。本文也主要针对这两种水斑(或水迹)的清除方法进行讨论。 

  目前,国外有关水斑(或水迹)清除方法的研究非常少,能找到的有: 

  (1)史林-萨里在美国专利中提到了一种清除硬表面上水迹和矿物沉淀的方法,主要是应用矿物酸、润滑剂和增稠剂的粘滞性流体对硬表面进行清洗。矿物酸的作用是除去斑迹,如钙盐和沉淀的金属氧化物,较好的浓度为31% 一37%wt。润滑剂选自甘油或矿物油,此成分可以提高组分的分散性,其较好的浓度为15% ~30wt。增稠剂可用明胶或氧化硅,或者它们的混合物,其浓度范围为总组成重量3~16%wt,为了达到可流动且具一定粘性的效果,最后组成的粘度范围应为1.73—76000厘泊。另外,还可以加上分散剂或抗絮凝剂,例如采用十八烷悬浮体的表面活性剂。当使用胶态氧化硅时,需考虑粒子的大小和对粘度的影响,粒子的大小最好为0.3—0.5微米。如果溶液不稳定,可利用一种或多种分散剂或抗絮凝剂的混合物,分散剂或抗絮凝剂的用量约为总重量的4o%或更少一些。其他有关组分也可加入,包括染料、香料、溶剂或酶。这些溶剂或酶的加入有利于污垢混合物的溶解,据称此发明可高效、便利、快速地清洗多孔和无孔硬表面的污垢等。当组成在高粘度的情况下,如76000厘泊时,清洗剂变为胶凝体。这十分便于竖直的,有角度的,或倒置的硬表面的清洗。 

  (2)彼得-查瑞里在另一美国专利中介绍了一种去除水污斑的漂白清洗剂,据称它可以清除墙壁及天花板上的污垢,并且只需要将清洗剂喷洒或涂擦在污斑表面即可,不需过多擦拭表面。此清洗剂为粉状 使用时与水混合,形成含溶质3~8wt% 的水溶液。粉状体的配方为:漂白剂60~80wt% ,表面活性剂0.1~10wt% ,水溶性阴离子聚合物0.1~10wt% ,其他惰性成分为5~40wt% 

  (3)秀戎雅农在日本专利中介绍了一种清洗混凝土,石材,砖瓦等硬表面上的污斑的清洗剂。这是一种水性清洗剂,组成包括混合酸5~25wt% (其中也提到了水斑),脂肪酸0 03~1wt% ,烷基醚0.2~5wt% ,氯化铵5~40wt% 。 

  (4)海绒-德马等在日本专利中介绍了一种泡沫清洗剂,用于清洗硬表面上的水垢类污物,尤其是浴室与厕所里的无机污浊物,厨房里的合成污物等,据称清洗后有长时间的保护能力,配方包括:丝氨酸或其盐0.1~30wt% ,可溶于水的溶剂0 1~50wt% 

  (5)屋太倪等在日本专利中介绍了一种能驱除水迹的清洗剂,据称可以清洗陶制品表面的水污斑。其配方比较简单,主要为一氯甲烷、异丙醇等组分的混台溶剂。一氯甲烷与异丙醇两者的重量比为9O~65。对能找到的一些配方以及一些国外进口的产品我们进行了实验验证,结果发现有的配方和产品根本无效,有的配方和产品稍有一些效果。 

  现在一种复配型的石材水斑清除剂(ZDF25)已经研究出来。它是一种符合环保要求的水溶液,目前已经用到了一些清洗工程中。它对于盐碱型和污垢型的水斑或水迹,即上面提到的第二种水斑都有较好的清除效果。

三、预防石材水斑(渍)污染的建议

 根据水斑的四种成因,常用的施工前的预防措施主要有以下几种: 
    (1)由于石材是亲水的微孔隙材料,会自动吸水和传递湿汽。注意阻断水源、隔离潮湿和及时排水是石材装饰工程必须首先考的问题; 
  (2)填塞石材底部的毛细孔,作石底防护,以达到阻断水泥、沙浆或褥加剂中盐碱成分,以及附近泥土或地下水中的可溶性盐碱渗入石材。石底防护剂成分主要为有机高分子树脂或无机胶体,并且多数是成膜型材料; 
  (3)对石材的正面和侧面作表面防护(防水)处理,以避免因施工、环境污染、及清洁护理等原因带人的盐碱或污物。常用的表面防护剂大多数为硅或氟的(有机或无机)化合物,具有一定的渗透性和憎水性,并且多数无明显膜层,有一定的透气性;
(4)选用化学成分稳定的石材,以避免由于石材矿物成分变化而产生斑痕。 

具体实施:
1、认真选好防护剂,我们建议可使用CHJ硅氧水性防护剂并加CHJ石材底面防护剂,如有条件,可用这两种防护剂处理好石材底面和侧面,留着正面不做,等石材完全干燥并清洁后在正面做CHJ8765复合防污剂处理。同时,要坚持一个原则:要做石材防护就认真按操作方法、使用方法做好,否则不如不做。
  2、选择好水泥、沙子,尽量选择大水泥生产中心名牌产品(小水泥往往生产单位产品各种杂质是不受控制的) ;尽量选择硅酸盐水泥,如非选用硫铝酸盐(白水泥)不可,应选用特级白水泥, 因只有这个级别的白水泥的锰,铁含量是受控制的。沙子,尽量选择水洗沙,有些直采沙的杂质量高得不可想象,其被水浸出的色素及杂质一定会被带入石材并污染石材。
 3、严格控制用水量湿法铺装石材实际上是半干法铺装,而有些铺装工作在最后淋灰浆时,不进行控制,使本应半干的水泥沙浆成为湿沙奖,更有些铺装是到最后直接淋水,就更不可行了,过多的水份,对石材本身就有造成污染的可能性。建议采用石材底面括浆法,即用齿状括板括浆,即可保持刮浆定量(有利于平整度),又可减少水份,减少石材被污染的原因,提高装修质量。

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