先說(shuō)下泛堿泛白。
混凝土表面泛白,俗稱泛堿或起霜,一般認(rèn)為是在水泥水化過(guò)程中,C3S 和 C2S 水化生成 C-S-H 凝膠的同時(shí),形成了大量的 Ca(OH)2,Ca(OH)2 是一種極易溶解的物質(zhì),在水化初期往往存在于混凝土的 游離水中。在混凝土凝結(jié)硬化早期,隨著混凝土的干燥,結(jié)構(gòu)內(nèi)部含氫氧化鈣濃度較高的游離水會(huì)逐漸沿著內(nèi)部毛細(xì)孔 向外遷移,以補(bǔ)償表面被蒸發(fā)掉的水分,將溶于其中的 Ca(OH)2 帶出,到達(dá)混凝土表面后,Ca(OH)2 還會(huì)與空氣中的 CO2 和水分發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不溶于水的白色沉淀 CaCO3,附著在混凝土表面上。這種在硬化過(guò)程中產(chǎn)生的泛堿稱為初次泛白。
混凝土在硬化過(guò)程中隨著時(shí)間的延長(zhǎng), 硬化速度逐漸減慢, 在雨雪的侵蝕下, 水分又會(huì)在某些部位滲入混凝土內(nèi)部, 進(jìn)入的水分又會(huì)溶解殘存的氫氧化鈣,當(dāng)水分隨外界溫度升高而蒸發(fā)時(shí)就會(huì)將溶于其中的氫氧化鈣再次帶到結(jié)構(gòu)表面, 形成二次泛白。
第二次泛白與初次泛白有所不同, 多數(shù)情況下不會(huì)出現(xiàn)在混凝土的整個(gè)表面上, 而是不均勻的出現(xiàn)在局部表面。這 種泛白與水泥品種、用量、密實(shí)度、吸水率和孔隙率有關(guān)。表面粗糙易積水、內(nèi)部疏松吸水率大的部位.容易產(chǎn)生多次泛白。
說(shuō)的簡(jiǎn)單點(diǎn)就是水分流失的時(shí)候把Ca離子帶到表面就造成了泛堿泛白。固化劑的作用是密封混凝土,能將混凝土表面密封度達(dá)90%以上,這樣就大大減緩了水分流失的速度,從而減少Ca離子的流失,從而減少泛堿泛白,而鋰基固化劑相對(duì)于鈉基固化劑的話,密封性更好,所以抑制泛堿泛白的效果也更好。
接著說(shuō)堿骨料反應(yīng)
堿骨料反應(yīng)(Alkali-Aggregate Reaction,簡(jiǎn)稱AAR)是指混凝土中的堿(K2O、Na2O)與活性骨料之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。
水泥中95%以上的主要成分是CaO ,SiO2 ,Al2O3 ,F(xiàn)e2O3另外少量的其他氧化物MgO ,SO3 ,K2O ,Na2O等,這些氧化物主要是生產(chǎn)過(guò)程中反應(yīng)不夠充分而殘留在水泥中的,其成分與含量跟水泥生產(chǎn)的原材料和工藝水平有關(guān)。Na2O水化后生成NaOH,K2O水化后生成KOH。而NaOH和K2O是強(qiáng)堿,能與活性比它們?nèi)醯脑匕l(fā)生置換反應(yīng)。
堿骨料反應(yīng)包括3種主要類(lèi)型:
堿-硅酸反應(yīng)(Alkali-Silica Reaction,簡(jiǎn)稱ASR) 指混凝土中的堿與骨料的活性SiO2反應(yīng)
堿-硅酸鹽反應(yīng)(Alkali-Silicate Reaction,簡(jiǎn)稱ASR ) 指混凝土中堿與骨料中硅酸鹽礦物反應(yīng)
堿-碳酸鹽反應(yīng)(Alkali-Carbonate Reaction,簡(jiǎn)稱ACR) 指混凝土中的堿與骨料中某些碳酸鹽礦物反應(yīng)
AAR 可用簡(jiǎn)單的化學(xué)方程式表示為:
Ca2++SiO2+H+ → C-S-H
C-S-H+H2O → C-N(K)-S-H
其中由于生成了具有膨脹性的產(chǎn)物(C-S-H 凝膠)從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂。通過(guò)試驗(yàn),可以看出摻入鋰鹽抑制劑,能夠很好地抑制AAR,原因主要是試樣中摻加鋰鹽抑制劑后,Li+ 對(duì)水泥中的Na+,K+ 及養(yǎng)護(hù)液滲入的Na+ 均可發(fā)生作用。Li+ 與Na+,K+ 相比,其具有更小的離子半徑,更高的電荷密度,因此L-S 比N(K)-S 具有更強(qiáng)的離子結(jié)合力,含Li+ 化合物的引入將致使Li+ 取代Na+,K+,優(yōu)先形成另一種凝膠產(chǎn)物——鋰硅酸凝膠(L-S-H),Li+ 與活性集料的反應(yīng):Li++OH-+SiO2 → L-S-H
硅酸鋰凝膠L-S-H 是無(wú)色、無(wú)味微渾濁液體可用水無(wú)限稀釋,硅酸鋰凝膠自身是非膨脹性物質(zhì),不會(huì)對(duì)體系內(nèi)部產(chǎn)生膨脹性危害。硅酸鋰凝膠濃縮至較高濃度時(shí)可發(fā)生聚合,進(jìn)一步蒸發(fā)失水后可析出沉淀即結(jié)構(gòu)致密的固體硅酸鋰,體系中加入鋰鹽抑制劑后,在滲透作用下,Li+ 進(jìn)入微孔或裂縫中,優(yōu)先與活性骨料反應(yīng)生成硅酸鋰凝膠L-S-H,包裹在骨料周?chē)?,可以阻止Na+、K+ 對(duì)骨料的侵蝕;對(duì)于已經(jīng)生成的堿硅酸凝膠,Li+ 也可取代堿硅酸凝膠中的Na+、K+,使其失去膨脹破壞作用。所以鋰鹽抑制劑加入能有效抑制堿骨料反應(yīng)的發(fā)生,而且對(duì)已發(fā)生堿骨料反應(yīng)的部位也可以起到修復(fù)作用,使其尺寸保持穩(wěn)定。