外墻外保溫建筑瓷磚飾面泛堿分析及防治

劉鵬飛，張洪

[1.沈陽市政集團(tuán)有限公司，遼寧 沈陽 110026；2.阿克蘇諾貝爾太古油漆（上海）有限公司，遼寧 沈陽 110013]

瓷磚飾面因其耐久性較好，在建筑外墻裝飾中占有較大比例，但瓷磚飾面泛堿現(xiàn)象也屢見不鮮。泛堿會對外墻瓷磚的色彩和裝飾效果帶來污染，影響建筑瓷磚飾面的美觀，更不利于整個外墻外保溫系統(tǒng)的長期穩(wěn)定性[1-5]。一些常用處置方法往往只能暫時清除泛堿產(chǎn)生的白色結(jié)晶物，并不能從根本上解決瓷磚飾面的泛堿現(xiàn)象，還可能造成全面返工，損失巨大。瓷磚飾面泛堿是綜合因素所致，包括瓷磚本身、瓷磚粘結(jié)劑[6]、填縫劑[7]、瓷磚飾面基層保溫體系材料[8-10]等方面原因，也包括設(shè)計原因和施工不當(dāng)?shù)仍?。本文主要針對瓷磚、瓷磚粘結(jié)劑及填縫劑、保溫系統(tǒng)、外飾面設(shè)計及施工等方面出現(xiàn)泛堿的原因及如何防治等問題進(jìn)行論述。

1 瓷磚飾面泛堿的形成原因及機(jī)理

瓷磚飾面泛堿是指在瓷磚飾面析出白色鹽霜狀晶體的現(xiàn)象。瓷磚飾面泛堿的發(fā)生是由于基層墻體、保溫系統(tǒng)、瓷磚粘結(jié)材料等所用原材料，如水泥、砂、石子、磚、砌塊、瓷磚及外加劑中的可溶性堿、鹽等被水溶解后，隨著混凝土、砂漿和瓷磚中水分的蒸發(fā)逐漸析出建筑物表面，與空氣中的二氧化碳等物質(zhì)作用形成白色沉積物。一般情況下，主要是硅酸鹽水泥的主要成分硅酸鈣水化后生成C-S-H凝膠的同時，生成大量氫氧化鈣，溶解在水中形成游離的鈣離子，這些游離的鈣離子在毛細(xì)管壓力下滲透到物體表面，與空氣中的二氧化碳等反應(yīng)，生成不溶于水的白色碳酸鈣晶體沉積在瓷磚表面所稱泛堿[10]。泛堿物質(zhì)的主要化學(xué)組成和來源[1]詳見表1。

表1 瓷磚飾面泛堿物質(zhì)的主要化學(xué)組成和來源

根據(jù)形成時間的先后，將泛堿分為一次泛堿和二次泛堿。一次泛堿是指在施工后幾天或幾周后發(fā)生，主要由于膠粘劑、填縫劑等膠結(jié)材料硬化慢或含有較多的多余水分，使其中Ca2+等可溶性離子隨著水分沿瓷磚中毛細(xì)空隙向瓷磚表面遷移；二次泛堿與一次泛堿機(jī)理相似，大多是施工后幾個月或幾年后發(fā)生，主要是早期未泛堿，但由于外界條件變化等因素影響，材料處于干濕循環(huán)狀態(tài)下，Ca2+等可溶性離子成分以水為載體通過毛細(xì)孔或空隙縫隙逐漸緩慢遷移到瓷磚表面，形成二次泛堿。根據(jù)有關(guān)實驗表明，毛細(xì)現(xiàn)象可將含鹽的水提升0.1 m以上。其計算公式見式（1）[2]：

式中：H——含鹽水的提升高度，m；

f——含鹽水的表面張力，N/m；

ρ——含鹽水的密度，kg/m3；

r——毛細(xì)管的半徑，m；

g——重力加速度，9.8 m/s2；

θ——含鹽水與砂漿或瓷磚表面形成的潤濕角，（°）。

2 材料引起的泛堿分析

2.1 泛堿的原因

（1）混凝土墻面、聚苯板膠粘劑、聚苯板抹面等保溫體系，瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等材料均以水泥、砂、石為主要組成材料，其中可溶性Ca2+、Na+等離子含量較多，導(dǎo)致泛堿。

（2）劣質(zhì)的聚苯板膠、聚苯板抹面等保溫體系中，瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等材料，拌和時用水過多，導(dǎo)致硬化過程中多余的水分把可溶性離子帶出產(chǎn)生泛堿。

（3）混凝土墻面、聚苯板膠、聚苯板抹面等保溫體系，瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等材料中有較多毛細(xì)孔，可溶性離子通過這些毛細(xì)孔滲透路徑遷移，導(dǎo)致泛堿。

綜上，建筑物瓷磚飾面是否泛堿以及泛堿程度如何，主要與以下因素有關(guān)：①大量游離Ca2+、Na+等可溶性離子的存在；②載體水的存在；③離子由內(nèi)向外滲透的毛細(xì)孔或空隙縫隙等。

2.2 預(yù)防泛堿的措施

（1）提高聚苯板膠、聚苯板抹面等保溫體系，瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等材料的品質(zhì)。采用雜質(zhì)少、堿含量低的河砂或者高強(qiáng)石英砂作為骨料；選用堿性較低的水泥（如低堿水泥等）或混合膠凝材料（如加入高鋁水泥、礦渣水泥）等降低硅酸鹽水泥用量，減少Ca2+含量。

（2）優(yōu)化顆粒級配，提高材料密實度。在材料中加入粉煤灰、硅灰、石灰石粉等活性材料，填充細(xì)化材料的毛細(xì)孔結(jié)構(gòu)，其活性成分與水泥中的Ca（OH）2反應(yīng)生成水化硅酸鈣，填補(bǔ)水泥石孔隙，同時還能消耗Ca2+，降低Ca2+析出表面的概率。

（3）減少材料硬化后的多余水分。在材料中加入減水劑、保水劑、憎水劑等外加劑，減少材料的拌和需水量，從而減少材料硬化后殘留的多余水分，同時減少多余水分遷移出材料表面留下的孔隙。

（4）提高材料的密實度及抗?jié)B性。利用合適的聚合物改性聚苯板膠、聚苯板抹面材料、瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等材料，減少內(nèi)部孔隙率、改善孔徑分布。

另外，保溫體系輔材的技術(shù)性能也要符合國家規(guī)范規(guī)定。如填縫劑壓折比未滿足要求，勾縫處易產(chǎn)生裂紋，造成雨水滲入可引發(fā)泛堿。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計因素引起的泛堿分析

（1）保溫工程的墻根與地面直接接觸，與散水交界處密封不好，系統(tǒng)底部易被水分侵蝕而吸收水分，水分沿墻面上升，浸透抹面層、瓷磚膠層和填縫劑，進(jìn)入外墻磚的粘結(jié)層（見圖1）。

圖1 地面的水分通過墻體根部進(jìn)入外墻磚導(dǎo)致泛堿

（2）多數(shù)瓷磚飾面外墻未預(yù)留空調(diào)孔，以致安裝空調(diào)時破壞了外保溫，同時無防水密封措施，造成雨水滲漏，產(chǎn)生泛堿。另外，有些在外墻表面固定的構(gòu)件如滴水管、掛燈附近，易出現(xiàn)泛堿（見圖2）。

（3）伸縮縫或分格縫因構(gòu)造措施不當(dāng)導(dǎo)致雨水滲漏，產(chǎn)生泛堿（見圖 3）。

圖3 伸縮縫下面出現(xiàn)大面積泛堿

（4）由于面磚的重力產(chǎn)生防護(hù)層的徐變引起應(yīng)力集中，從而出現(xiàn)微裂縫，使雨水等滲透引發(fā)在一定高度范圍飾面發(fā)生較多水平分布泛堿。

4 環(huán)境及施工因素引起的泛堿分析

（1）人工攪拌粘結(jié)砂漿時，砂漿攪拌不均勻或者加入過多的水，不僅達(dá)不到相應(yīng)的施工性能，而且易引起一次泛堿。

（2）填縫劑不密實，甚至出現(xiàn)孔洞，引發(fā)泛堿現(xiàn)象，尤其在外墻角處引發(fā)泛堿（見圖4）。

圖4 外墻角處出現(xiàn)泛堿

（3）局部位置保溫層與防護(hù)層施工質(zhì)量不符合要求，如保溫板之間空隙偏大、錨栓錨入過深或分布不均、網(wǎng)格布強(qiáng)度和耐堿強(qiáng)度過低、網(wǎng)格布搭接長度不夠等，都易造成防護(hù)層變形過大、瓷磚粘結(jié)不牢，導(dǎo)致瓷磚面層產(chǎn)生微裂紋，使雨水等滲入，引發(fā)二次泛堿。尤其窗周圍防護(hù)層未作加強(qiáng)處理或做得不規(guī)范，造成瓷磚面層微裂紋，使雨水滲入引發(fā)泛堿較為常見。

（4）施工時不注意對已完工保溫墻面的保護(hù)，在易磕碰的墻拐角部位或靠近地面處造成網(wǎng)格布破損或防護(hù)層被硬物撞擊破壞，對后續(xù)工程留下不良隱患，如造成瓷磚粘結(jié)不牢，面層出現(xiàn)微裂縫，引起局部泛堿等。

（5）陽臺板或空調(diào)臺等底部滴水槽做得太長，直接開到墻面，造成雨水流向墻面，易引起墻面雨水侵入引發(fā)泛堿。

（6）壓頂處理不當(dāng)，雨水極易滲入建筑物的壓頂處引起泛堿，施工時要作專門防水、防漏設(shè)計，防止雨水滲入，如可設(shè)計外墻磚壓頂代替水泥砂漿壓頂。尤其當(dāng)瓷磚非滿粘時，滲漏的水流見縫竄流，由頂?shù)降?，?dǎo)致整面墻泛堿（見圖5）。

圖5 墻頂處出現(xiàn)漏點導(dǎo)致泛堿

（7）墻體或瓷磚膠未干透，殘留水分在勾縫后繼續(xù)向空氣中揮發(fā)，這部分水最易攜帶離子遷移至表面產(chǎn)生泛堿。

（8）剛勾完縫下雨，雨水長期浸泡未干透的填縫劑，致使填縫劑強(qiáng)度、密實度下降，同時滲透進(jìn)去的水分向空氣中遷移產(chǎn)生泛堿。

相應(yīng)的預(yù)防泛堿措施可滿粘瓷磚，采用鏝刀法粘磚，減少水流通道；做好地面與墻跟的防水，防止水分沿墻體向上遷移，造成泛堿；做好壓頂，避免出現(xiàn)漏點；做好滴水管等的流水處理；合理進(jìn)行施工縫、伸縮縫的分配和處理；墻面干燥后再進(jìn)行粘磚；瓷磚膠粘劑完全干透后再進(jìn)行勾縫；雨天禁止施工，避免勾縫后24 h陽光曝曬施工面；特別注意墻角等易出現(xiàn)問題部位的施工，勾縫密實。泛堿成分主要是碳酸鈣晶體，另外也包含Na2SO4、K2SO4、NaOH、KOH等可溶性堿或鹽。不論是什么成分，只要使砂漿的水分不能溢出，雨水不能滲入砂漿，堵塞泛堿產(chǎn)生的通道，即可避免泛堿的發(fā)生。

5 結(jié)語

外墻外保溫建筑瓷磚飾面體系是一項系統(tǒng)工程，從瓷磚、膠結(jié)材料、外飾面設(shè)計、施工都應(yīng)有一套完整的體系，泛堿的預(yù)防也是從這幾方面入手，多方聯(lián)合控制。各相關(guān)工作都應(yīng)該采取合理措施，聯(lián)合行動，以避免外墻外保溫建筑瓷磚飾面泛堿的發(fā)生，提高瓷磚飾面外墻外保溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性和裝飾性。

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