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    抑制建筑物外墙泛白、泛碱现象的新型防水材料及制理方案


抑制建筑物外墙泛白、泛碱现象的新型防水材料及制理方案

[摘  要]本文结合日本“播”牌服饰在上海新建厂房外墙防腐防水的工程实例,分析了建筑物外墙结构经常出现的泛霜、泛碱现象、产生的原因、及解决的方案;并从机理上分析了新型的建筑防水防腐材料---佳耐德-801对于建筑物结构保护的功能原理,为今后建筑物外墙结构的保护供了新的思路和新的方法。

[关键词]外墙; 防水;防腐;泛碱;佳耐德-801

  1. 前言

       日本“播”牌服饰中国总公司的新建厂房位于上海市松江区茸北工业区茸阳路980号,其主体厂房结构于2005年初全部完成,外墙装饰材料为红色的灰砂压制墙砖结构,外饰石材为未经抛光的麻面石材,整体结构自然大方,极具装饰效果,但在厂房还未投入使用过程中就发现外墙结构及外饰石材表面泛白现象,即通过人们所说的泛碱、泛霜,情况十分严重,如不加以处理,不仅影响厂房结构的整体装饰效果,而且会严重影响到外饰结构的使用寿命,为将来的清洗维护工作带来许多困难。在现场原因调查分析的基础上,通过现场试验面的工作比较,在近十家材料厂商中最终确定了佳耐德-801的防腐防水材料的处理方案,其材料的使用和施工工艺的设计对于将来类似情况的解决具有很好的借鉴作用。

    二.  原因分析

    现场勘察发现,在该厂区内离厂房约3米左右有一条宽约4米的小河。外墙装饰所用的材质为灰砂压制砖,其材质较为疏松,孔隙率较大,吸水率较高(检测发现吸水率高达到30%左右);砖块的粘贴是用波特兰水泥胶砂做的胶结与勾缝处理,为了加速水泥的固化,在水泥当中掺加了早强剂---na2so4;现场取样发现,析出的白色物质不仅存在于砖块表面而且在砖的孔隙中亦大量存在,在砖块间的勾缝处亦有白色物质析出,因此分析其白色物质非砖材本身的析出物而是从水泥胶砂的墙面和勾缝中析出所致。

    现场勘查期间上海曾下过一场大雨,雨后查看发现墙面泛白情况更为严重,厂方曾请过专门的清洗公司进行过清洗,但清洗后的墙面泛白情况并未改变,以前局部泛白的情况演变为整体泛白的析出。

     

     

     

     

     

           厂房外墙局部                          厂房外墙整体

    通过对采集的泛白物质的化学分析,发现其主要化学产物有na离子so42-离子和ca2,综合分析认为此次外墙泛白的主要根源由以下几点原因所致:

  • 碱性材料波特兰水泥的作用;

  • 水泥中早强剂na2so4的作用;

  • 材料开口孔隙较多,孔隙率较大,吸水性强的作用;

  • 外界雨水及地下水的作用;

   na2so4能够加速水泥的固化,加快施工速度,但因为na2so4易溶于水,因此固化后残留的na2so4在有水情况下较易溶出。由于该厂房紧靠河流,因此地下水丰富,通过黄土地基的毛细作用提升而进入到水泥胶砂的孔隙,又通过毛细作用传送到结构的各个部位;

因为砖材的孔隙率大,因此从水泥胶砂中溶出的na2so4又通过砖材的孔隙渗透到表面,在其渗透的途径中由于水分的挥发,溶蚀物结晶渗出,因此在其渗透的途径中都能看到白色的结晶物,这与现场调查的结果相吻合;

泛白的另外一个原因还与水泥中的ca(oh)2有关,ca(oh)2是水泥水化产物当中一种重要的化学成分,由于其在水中微溶,因此在水溶液的作用下能够溶解析出,顺着毛隙孔隙在毛隙压力的作用下不断向外渗出,渗出量随着材料孔隙率和吸水率的增大而提高,渗出的ca(oh)2与空气中的co2又会发生反应形成白色的caco3水化产物,牢固地附着在材料表面,很难清洗。

ca(oh)2 h2oca2 oh-             ca(oh)2微溶(1

ca2 oh- co2 h2ocaco3              碳化反应   2

在现场勘察中发现,外饰石材的泛白情况亦十分严重,分析认为,由于所用石材表面毛糙,开口孔隙较多,孔隙率较大,而它与墙体粘结所有的胶结料相同,因此其泛碱泛白机理与砖的机理是一样的。

  1. 方案的提出及防水材料的选择

    3.1对于防水材料的要求

    根据现场勘察的原因分析,发现水在此中间起着主要的作用,正是因为水分在材质毛细孔中的迁移作用,才将溶蚀物带出,在外墙表面结晶出现。所以做好墙面的防水工作是抑制墙面泛白的有效途径。但针对此建筑结构,对于防水材料有以下几点特殊的要求:

  • 为保持建筑原来的建筑风格,所用防水材料不能改变建筑外墙的颜色和纹理,这就要求防水材料必须是不成膜的,而且是透明的;

  • 防水材料能够有效掩盖原来墙面的泛白痕迹,使处理后的墙面与未泛白墙面的颜色和纹理保持一致;

  • 防水材料能较深地渗入到材质内部,达到长期有效保护墙面的目的;

  • 由于渗出物ph值在13左右,成分以碱性为主,因此所用的防水材料必须耐碱性强,可在碱性基面上喷涂施工;

  • 由于建筑外墙常年裸露在自然界,为保证防水效果长期有效,防水材料需有耐紫外线的特殊功能;

  • 降低外墙砖材的吸水率,未涂刷过防水材料的外墙砖的吸水率在30%左右,涂刷后的吸水率应降到5%以内。

  • 施工速度要快,施工方法要简单,在规定期限内完成该项目的施工任务,不能影响厂房的预期使用。

    1. 防水材料的选择

      佳耐德-801最终通过了甲方的审核,该防水材料满足甲方对于建筑结构的要求,在工程中得以使用。

      佳耐德-801是一种无色透明的溶剂型防水防腐保护剂,它通过浸渍渗透原理,与基材中的碱性成分发生反应,能够在数小时内形成憎水性重度交联树脂。因此它能够适应碱性基层,在基材内部而不是表层形成防水结构,它不形成膜结构,因此它不改变材质的颜色和纹理;

      由于是和材质中的碱性成分发生反应,因此能够有效去除已经泛白的区域的痕迹,使结构的整体颜色保持一致。

      佳耐德-801是在si-o键基础上增加了憎水的单分子链的改性产品,因此其低抗紫外线的能力是其它有机类材质所不能比拟的。

      佳耐德-801的施工方法十分简单,操作人员经简单培训即可上岗操作,所用工具既可用通常所用的农用喷雾器也可用毛刷进行涂刷,熟练的工人一天可喷涂1000m2左右,满足甲方提出的施工进度的要求。

      通过现场的检测发现,佳耐德-801能够完全渗透面墙砖(墙砖厚度约为10mm),在墙砖内部形成稳固的防水层,对比涂刷与未涂刷墙砖的吸水率试验,涂刷后的墙砖其吸水率降至1.02%,大大超出预期的防水要求。其检测数据如下表:

      表一  佳耐德-801的测试结果

序号

检验项目

标准指标

检验结果

1

渗透深度

≥2.0mm

12mm

2

48h吸水量比

原材质为30%

1.02%

3

抗透水压力

≥200%

250%

4

抗冻性

20℃~-20℃,15次,表面无粉化、裂纹

表面无粉化、裂纹

5

耐热性

80℃,72h表面无粉化、裂纹

表面无粉化、裂纹

6

耐酸性

1%盐酸溶液浸泡168h表面无粉化、裂纹

表面无粉化、裂纹

7

耐碱性

饱和氢氧化钙溶液浸泡168h表面无粉化、裂纹

表面无粉化、裂纹

8

钢筋锈蚀

无锈蚀

无锈蚀

9

耐紫外线

紫外线处理≤2mm,无水迹、无变色

1.1mm无水迹、无变色

下图为用佳耐德-801外理前后墙面的对比照片:

 

 

 

 

处理前墙面                              外理后墙面

四.施工设计方案

对于泛白不严重的大面区域,先用清水清洗表面浮灰,对于局部有轻微泛白的区域用毛刷擦洗直致表面无白色痕迹为止,必要时可用赛盟高科专用的清洁剂进行处理,清洗后用清水冲洗,待表面完全干燥后,涂刷佳耐德-801。

对于泛白严重的区域,先用赛盟高科专用的清洁剂进行处理,清洗后用清水冲洗,待表面干燥后,涂刷佳耐德-801。

使用前先将溶液桶摇动数分钟,至溶液起沫,而后喷涂施工,喷涂立面时应由下而上,左右喷涂,对于平面与立面或立面间交接处,喷涂150mm的搭接层。在水平面上,每次喷涂应覆盖前一喷雾圈的一半,在垂直表面上,如果溶液往下流,喷嘴在表面上的运动速度应加快,使整个区域盖满,再以同样的覆盖率进行一次,可辅以毛刷使其均匀分布;为使喷涂面完全饱和,在喷涂后1520分钟检查喷涂过的区域。如发现某些区域干得较快,则待检查完毕后再重新在该区域加以喷涂,直致其饱和为止。置于阴凉干燥处48小时后,可进行其它工作。施工区环境温度在5-40之间,材质表面温度不低于2

涂刷用量根据现场试验面的实际用量来进行计量,建议使用量为3m2/l。其施工流程如下:

基面清洗除尘→局部用毛刷擦洗→基面干燥→涂刷佳耐德-801→检查验收

五.结束语

    施工进度最终按照甲方的要求按期完成,此后上海又经历了几场罕见的大雨,但回访的结果十分理想,墙面再未出现任何泛白的痕迹,防水效果亦十分突出,满足了甲方的各项要求,为国内解决墙面泛白泛碱问题提供了新的解决思路和凯发网址的解决方案,得到了业内专家的肯定和推广。

 

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