混凝土返碱(又称泛碱)是混凝土表面析出白色盐类结晶的现象,主要由可溶性碱(如氢氧化钙)随水分迁移至表面并与二氧化碳反应生成碳酸钙所致。以下是其成因、危害及防治措施的详细分析:
一、返碱的成因
化学反应过程
水泥水化反应生成氢氧化钙(Ca(OH)₂),溶于水后通过毛细孔迁移至表面,与CO₂反应生成碳酸钙(CaCO₃)。
反应式:Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃↓ + H₂O
诱发条件
水分迁移:混凝土内部孔隙水携带碱盐向表面蒸发。
环境因素:高温、干燥或风大加速水分蒸发,加剧返碱(迎风面更明显)。
材料问题:高碱水泥(碱含量>0.6%)或骨料含泥量高会增大游离钙浓度。
二、返碱的危害
外观破坏
白色结晶覆盖表面,影响装饰效果(如彩色混凝土)。
结构损伤
盐分析出导致孔隙率增加,降低抗渗性、抗冻性及强度。
长期返碱可能引发钢筋锈蚀,威胁结构安全。
三、防治措施
(一)预防措施
材料优化
使用低碱水泥(碱含量≤0.6%)或掺入粉煤灰(30%~40%)、硅灰(5%~10%)减少游离钙。
添加减水剂控制水灰比≤0.45,降低渗透性。
施工控制
振捣密实后二次抹压,消除泌水层。
冬季施工需保温(如暖棚法>5℃)。
养护管理
初凝后覆盖PE膜保湿养护≥7天,或喷涂丙烯酸养护剂。
(二)治理方法
物理清理
轻度泛碱:钢丝刷或高压水枪(0.5~0.7MPa)清理。
顽固结晶:喷砂处理后酸洗(5%草酸溶液)。
化学阻隔
涂刷硅烷浸渍剂(渗透深度>5mm)或氟碳树脂罩面(厚度≥50μm)。
结构性修复:注射聚氨酯灌浆料封闭渗水通道。
创新技术
电化学抑制(20V/m直流电场)或微生物矿化(巴氏芽孢杆菌溶液)。
四、特殊场景建议
沿海/冻融区:采用复合防护体系(硅烷浸渍+环氧树脂+引气剂)。
装饰性混凝土:优先选用智能涂层(如温敏型水凝胶)动态封闭孔隙。
通过材料优化、工艺控制和科学养护,可有效减少返碱风险,延长混凝土使用寿命。