水泥基外墻系統(tǒng)泛堿預(yù)測(cè)模型與抑制方法.pdf

1、水泥基外墻系統(tǒng)是一種新型的建筑外墻結(jié)構(gòu)，集外觀裝飾、力學(xué)承載與隔音保溫等多項(xiàng)功能于一體，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，符合我國(guó)建筑工業(yè)化與低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。然而，水泥基外墻系統(tǒng)極易發(fā)生泛堿，造成外墻表面出現(xiàn)大量白色污跡，從而嚴(yán)重影響外墻系統(tǒng)的外觀裝飾效果，制約其在實(shí)際工程中的大規(guī)模推廣應(yīng)用。目前，在泛堿問(wèn)題的相關(guān)研究領(lǐng)域中仍存在較多空白，如對(duì)泛堿程度的表征尚無(wú)準(zhǔn)確定量的方法、對(duì)泛堿物質(zhì)的遷移過(guò)程缺乏相關(guān)數(shù)學(xué)模型等。本文從水泥基外墻系

2、統(tǒng)泛堿機(jī)理出發(fā)，在泛堿表征方法、抑制方法、物理模型以及預(yù)測(cè)模型等方面開展了相關(guān)研究，并取得了如下研究成果。
　　在結(jié)合水泥基材料加速泛堿方法與計(jì)算機(jī)圖像分析技術(shù)的基礎(chǔ)上，建立了一種水泥基材料泛堿程度定量表征方法。首先將材料經(jīng)過(guò)一定參數(shù)下的加速泛堿處理，再采集材料泛堿前后的表面圖像，對(duì)泛堿圖像進(jìn)行基于灰度理論的泛堿區(qū)域甄別與相對(duì)面積計(jì)算，并根據(jù)“6m可視原則”將泛堿區(qū)域劃分為泛堿程度嚴(yán)重的Ⅰ型泛堿與泛堿程度輕微的Ⅱ型泛堿。
　

3、　對(duì)水泥基外墻系統(tǒng)泛堿機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了泛堿物質(zhì)的成分、來(lái)源、含量與傳輸規(guī)律等，建立了水泥基材料泛堿物理模型。根據(jù)該泛堿物理模型，借鑒水泥基材料溶蝕的相關(guān)研究，建立了基于鈣離子溶出的水泥基材料泛堿數(shù)學(xué)模型，并將數(shù)學(xué)模型中的關(guān)鍵參數(shù)與材料的物理化學(xué)性能建立了相關(guān)關(guān)系。將水泥基材料的孔隙率、內(nèi)部Ca(OH)2含量與原材料的化學(xué)組成和物理性能代入泛堿數(shù)學(xué)模型中，即可計(jì)算經(jīng)一定泛堿處理后材料內(nèi)部液相鈣離子濃度的分布。通過(guò)分析水泥基材料液相鈣

4、離子分布的變化規(guī)律，可得出在經(jīng)過(guò)泛堿處理后材料表層泛堿物質(zhì)可向外界遷出的深度范圍，從而間接預(yù)測(cè)材料表面泛堿程度。
　　偏高嶺土能有效抑制水泥基材料泛堿，機(jī)理是通過(guò)火山灰反應(yīng)降低材料中泛堿物質(zhì)Ca(OH)2的含量，同時(shí)降低孔隙率使Ca(OH)2難以借助孔通道向材料表面遷移。在水泥基外墻系統(tǒng)中，以10％摻量的偏高嶺土取代水泥，能在保證良好力學(xué)性能的前提下獲得最佳的泛堿抑制效果。將添加偏高嶺土水泥基材料的孔隙率、內(nèi)部Ca(OH)2含量與

5、原材料化學(xué)物理參數(shù)代入泛堿數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行計(jì)算，分析得出基于泛堿數(shù)學(xué)模型計(jì)算出的液相鈣離子分布變化與試驗(yàn)得出的表層Ca(OH)2含量分布變化及材料表面泛堿程度三者之間存在較好的相關(guān)性，并建立了適用于添加偏高嶺土等活性礦物摻合料的水泥基材料泛堿預(yù)測(cè)模型。
　　表而封閉處理對(duì)水泥基材料泛堿有著良好的抑制效果，但受工藝參數(shù)影響。對(duì)于水泥基外墻系統(tǒng)，在養(yǎng)護(hù)2天后進(jìn)行2次封閉劑噴涂可以使其兼具優(yōu)良的抗泛堿性能與較高的生產(chǎn)效率。表面封閉處理對(duì)水