建筑物表面泛白的原因及对策
一、前言
建筑物表面泛白现象是建筑工程中较常见且难以对付的“病症”之一。泛白现象多发生在用粘土砖、硅酸盐混凝土砌块砌筑的墙面以及用水泥混凝土浇筑的墙体、桥梁和道路的表面。在以水泥基材料装修的建筑物表面，泛白现象也常常出现。泛白现象的出现严重影响了建筑物的美观，往往导致建筑物表面存在不同程度的色差，不能达到建筑设计者的初衷；当待装修的墙面产生泛白现象后，这层白色物质还将严重影响进一步的装修质量：例如在已泛白的墙面上抹装饰砂浆、刷涂涂料或贴瓷砖等，若事先不将这层白色物质除去，则不能达到较好的粘结效果，一定时间后还可能发生起鼓、脱粘等质量事故。
由于一般不会引起建筑结构质量事故，泛白现象也往往被人们所忽视，但在日益重视工程质量和装饰质量的今天，这一课题必须引起建筑材料设计施工和建筑工程人员的高度重视。本文将对泛白的原因进行分析，并寻找切实可行的解决措施，希望对建筑材料的设计生产者和建筑工程人员有所裨益。
二、建筑物表面泛白的原因
建筑物表面泛白的原因很多,可以分为内部原因和外部原因。属于内部的原因主要是建筑材料内部存在可溶性的盐类和碱类物质；来自外部的原因可认为是由于基层材料具有一定的渗透性，当水分从材料表面向材料内部渗透后，将材料内部可溶性物质溶解，而当材料干燥时，水分由内向外发生迁移，又将可溶性物质携带到材料表面，随着表面水分蒸发，便将白色的可溶性物质留在表面，也即产生泛白现象。下面就常用建材表面泛白的原因进行详细分析。
2.1内部原因
1.混凝土和钢筋混凝土是最常用的建筑材料。混凝土中的胶凝材料----水泥是一种碱含量很高的物质，硅酸盐水泥中，CaO的含量大约为62--67％。水泥水化过程中，C3S和C2S水化生成C-S-H凝胶的同时，形成了大量的Ca(OH)2，Ca(OH)2除有一部分用以维持液相的碱度(水泥石毛细孔中液相的PH值＝12.5--13.5）外，其它大多以晶体形态存在于水泥石中。Ca(OH)2是一种极易溶解的物质，在水泥混凝土凝结硬化早期，随着混凝土的干燥，其中的自由水会逐渐沿着内部毛细孔向外迁移，以补偿表面被蒸发掉的水分，在这一过程中，必然会将溶于其中的Ca(OH)2带出，当到达混凝土表面后，Ca(OH)2还会与空气中的CO2和水分发生化学反应生成不溶于水的白色沉淀CaCO3，附着在混凝土表面，这就是我们常见的混凝土表面的泛白现象。
2.当前，尤其是冬春季节的混凝土工程，为提高混凝土早期强度和加快施工进度，一般都使用NaSO4、CaCl2或以它们为主的复合产品作为早强剂，增加了混凝土中的可溶性物质，因而增大了混凝土表面泛白的可能性。
3.有些地方的土壤本身碱含量高，用这种土壤为原料烧成的粘土砖往往尚未使用便在雨淋日晒后严重泛白。
2.2外部原因
水泥砂浆、混凝土、粘土砖、硅酸盐混凝土砌块等建筑材料发生泛白现象，除了因为它们自身内部存在一定量可溶性盐和/或碱这一先决条件外,还因为它们都属于多孔材料,内部均存在有大量尺寸不同的毛细孔,成为可溶性物质在水的带动下从内部迁移出表面的通道。可以说，后一个原因也非常重要。
1.水泥砂浆或混凝土硬化后，即使比较干燥，但在使用过程中总会受到雨水浸泡，当水分渗入其内部，将其内部可溶性物质（如NaOH、KOH、Na2SO4、Ca(OH)2等）带出来，碱与空气中的CO2和水分发生反应生成碳酸盐，与硫酸盐一起沉淀在建筑物表面，且象CaCO3、CaSO4等物质不易被雨水冲走，因而牢固地附着在建筑物表面。
2.当有一定湿度时,空气中的CO2与水分结合形成H2CO3,H2CO3与基材表面的Ca(OH)2发生反应,生成CaCO3;H2CO3还会渗透到基材内部与Ca(OH)2化合成Ca(HCO3)2,Ca(HCO3)2也会随着表面水分蒸发被水分从基材内部带出来,直接结晶,或者再与H2CO3反应生成CaCO3。
3.由于工业污染,空气中一般含有一定量的SO2,SO2溶于雨水后形成酸雨,这种酸雨渗入基材内部,与基材中的碱性物质相结合并随着水分迁移到表面结晶,也会引起泛白。
上述这些白色物质的析出结晶在一定程度上可以增加基材表面的密实性,但是由于雨水循环作用,会将沉积在表面的可溶性的结晶物冲走,而基材内部由于可溶性物质的溶出,增大了孔隙率,降低了基材的抗渗性,从而会使盐、碱的析出作用加剧。
三、影响建筑物泛白的因素
前面分析了引起建筑物表面泛白的内、外部原因,可以看出,建筑物表面是否泛白和泛白程度如何，主要与以下三个方面的因素有关：
1.建筑物所使用的建筑材料内部可溶性盐、碱的含量;
2.建筑材料的渗透性;
3.大气、雨水中酸性氧化物的含量及对建筑物表面的作用情况等。
四、防治建筑物表面泛白的对策
消除建筑物表面泛白现象的发生，要以”防”为主,在进行材料设计施工时,应采取积极的预防措施。当泛白现象发生后,在不影响基材性能的情况下,寻找一些有效对策来处治,对消除白霜,恢复建筑物的本来面目,是非常可取的。
4.1预防泛白的措施
1.降低建筑材料内部可溶性盐和碱的含量
1)当前烧结粘土砖在建筑材料中仍占有一定的地位,尽管国家三令五申,限制使用,以求保护耕地，但是一些不发达地区仍大量毁坏农田,破坏土地资源,挖掘粘土烧砖。一些清水墙面,或者装饰要求较高的墙面,用粘土烧结砖砌筑时应尽量选用质量好、含碱量低的砖。事先可以进行实验，使粘土砖吸水饱和后，放在阴凉处，让其自然干燥，看表面是否泛白。
2)在选用水泥时,应尽量选用碱金属氧化物含量低的低碱水泥。
3)配制混凝土时，对集料要有一定的选择性，应该严格控制其可溶性盐含量。
4)尽量不使用碱金属含量高的外加剂。对于表面装饰有较高要求的混凝土,Na2SO4掺量为水泥重量的1%以下为宜;如果处于较易产生泛白现象的不利条件下,那么,以不掺Na2SO4为宜。
5)在配制混凝土时,适量掺加一些活性硅质掺合料。如粉煤灰、硅灰等，因为它们都含有一定量的活性SiO2，在水泥水化过程中SiO2可以与水泥成分C3S、C2S水化产生的Ca(OH)2发生二次反应形成C-S-H凝胶,当然更易与水泥中强碱NaOH、KOH发生反应,因而降低了混凝土中的游离碱含量。这样混凝土硬化、干燥后，既使水分渗透到基材内部，可供析出的盐或碱量也很少。另外，由于粉煤灰、硅灰的掺加,可使硬化后混凝土的抗渗性大幅度提高,则外界介质也难以进入。可以说,优质的矿物掺合料对预防砂浆或混凝土表面泛白具有双重效果。
2.提高基材的抗渗性
1)在配制混凝土或砂浆时,采用适宜的外加剂,如使用减水剂或高效减水剂,可以降低拌和用水量,从而减小混凝土或砂浆的孔隙率,改善孔结构,提高抗渗性能。可以说,只要是能够增强混凝土或砂浆密实性、减少开裂且含碱金属氧化物少的外加剂都可采用，如防水剂、膨胀剂和早强剂等。
2)注意施工工艺，混凝土或砂浆应振捣密实，加强抹面，最好在初凝前再进行一次抹面,这样可使表面由于水分蒸发产生的微裂缝闭合,水泥浆浮层密实,从而提高表层抗渗性。
3)加强养护，在水泥基材料硬化初期一般要采取表面覆盖塑料薄膜或盖草包进行撒水养护等措施，以避免干缩裂缝的产生。
4)在混凝土或砂浆表面喷一层透明的涂料,它们能够将混凝土或砂浆表面的孔隙率填充密实,如美国的M1500防水剂等。
3.对建筑材料表面进行憎水化处理
一般来说,混凝土、砂浆和硅酸盐混凝土砌块等水泥基复合材料都是亲水性的,也即它们表面与水的接触角小于90度,因而易吸水。如果对这些材料表面进行憎水化处理,在它们的孔壁上形成一层憎水膜,则会大大降低它们的吸水性。水分不易进入,则可防止泛白现象的发生。用有机硅憎水剂处理混凝土或砂浆表面后,水在毛细管壁的接触角为100~130度以上,可使滴在其表面上的水成为小水滴而滚淌下来,无法渗入基材内部。由于有机硅憎水剂无色透明,还适合于水泥基装饰板材、彩色混凝土(或砂浆)以及有较高装饰要求的建筑物表面涂层的防水处理。
4.2泛白现象的处治
建筑物表面一旦泛白,可以事先对白色物质的成分进行分析后,采取相应对策。
1.如果白色物质主要是由能溶于水的碱金属盐类(如Na2SO4、K2SO4、K2CO3、Na2CO3等)组成时,可以直接用水冲刷除去。
2.如果白色物质主要是由CaCO3沉淀组成,则无法用水立即冲洗掉。如果是小面积泛白可用细砂纸磨去；如果是大面积泛白，若采用砂纸打磨则比较费时费力,这时可以采用喷砂法,也即用喷砂机向起霜的建筑物表面喷射干燥的细砂,利用砂粒的打击作用,将白色物质除去，从而露出新的表面。清水墙或彩色混凝土(砂浆)表面都可采用这种方法。
3.如果白色物质用水冲洗法和喷砂法都无法除去,则应采取酸洗法。我们知道,易泛白的建筑材料都是碱性的,用酸洗法势必会腐蚀建筑物表面,因此,不到万不得已,不能用这种方法。
采取酸洗法时，酸的浓度应尽量低,一般用草酸和盐酸。用盐酸时常配制成1:10的稀盐酸。在清洗前,先将建筑物表面润湿,最好让其表面孔隙吸水饱和(这样可以防止盐酸进入其孔中以可溶性盐的形式再次产生泛白,或者渗入内部加速钢筋锈蚀),再用稀盐酸清洗，除去白色物质后,应立即彻底地用清水冲洗表面,防止酸液留在表面孔隙中。
4.不论采用何种方法进行处理,天长日久,建筑物表面还可能再次泛白,所以,除去白色物质后最好用有机硅对表面做憎水处理，以达到彻底防治泛白和提高建筑物耐久性及使用寿命的目的。