碳硫硅鈣石在砌體結(jié)構(gòu)修復(fù)中錯(cuò)誤干預(yù)的證據(jù)

1、碳硫硅鈣石碳硫硅鈣石：在：在砌體結(jié)構(gòu)修復(fù)中錯(cuò)誤砌體結(jié)構(gòu)修復(fù)中錯(cuò)誤干預(yù)的證據(jù)干預(yù)的證據(jù)摘要摘要碳硫硅鈣石和鈣礬石，已經(jīng)越來(lái)越多被發(fā)現(xiàn)是膠凝材料受硫酸鹽腐蝕而劣化形成的化合物。二者，特別是鈣礬石，已被大量的報(bào)道，其不僅涉及到混凝土劣化，而且更多的涉及到了砌體砌筑砂漿和抹灰砂漿的劣化。特別是在修復(fù)歷史建筑的過(guò)程中問(wèn)題尤其嚴(yán)重，就因?yàn)殁}礬石和碳硫硅鈣石的形成使得砂漿非常容易劣化。然而，雖然碳硫硅鈣石是導(dǎo)致劣化的主要物質(zhì)，但在大多數(shù)情況下，由于它

2、可以部分甚至完全被大氣作用消除，以至于其可能不被檢測(cè)到。很多因素可以導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)硫酸鹽。大多數(shù)情況下砂漿和灰漿是碳酸鈣的來(lái)源。此外，砌體是典型的多孔材料，它容易滲透水，無(wú)論是上升的地下水或下降的雨水。因此，作為鈣鋁酸鹽和鈣硅酸鹽的來(lái)源，當(dāng)水泥基材料作為粘合劑使用時(shí)，將使碳硫硅鈣石形成的所有的因素都具備。如此，將有一個(gè)兼容性的問(wèn)題出現(xiàn)，如果處理不當(dāng)，將遲早導(dǎo)致干預(yù)無(wú)效。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞砌體修復(fù)硫酸鹽環(huán)境灰漿劣化1.1.介紹介紹現(xiàn)在人們普

3、遍接受并記錄，砌體結(jié)構(gòu)中砌磚勾縫砂漿或抹灰砂漿的劣化最有可能的原因是與硫酸鹽有關(guān)，而其經(jīng)常在砌體本身中出現(xiàn)。因此，如果對(duì)含有硫酸鹽的砌體結(jié)構(gòu)使用水硬性膠凝材料進(jìn)行修復(fù)，其失效的風(fēng)險(xiǎn)便眾所周知了。反應(yīng)發(fā)生時(shí)所在的潮濕環(huán)境將產(chǎn)生負(fù)面的影響。包含在砌體結(jié)構(gòu)中的硫酸鹽和包含在水硬性砂漿中的硅酸鈣水化物作用生成鈣礬石或者和同上砂漿中硅酸鈣水化物產(chǎn)生碳硫硅鈣石。對(duì)灰漿而言，鈣礬石的生成往往伴隨著砂漿的膨脹、開(kāi)裂和脫落。相反，當(dāng)水硬性膠凝材料的使用導(dǎo)

4、致碳硫硅鈣石生成時(shí)，由于在潮濕寒冷的環(huán)境下，砂漿轉(zhuǎn)化為黏漿狀物質(zhì)，后又被雨水不斷沖刷，由此，灰漿的劣化便使其本身暴露于環(huán)境中。即使未必具有膠結(jié)能力，但由于火山灰砂漿的水硬性使得其在修復(fù)之前同樣能夠出現(xiàn)上述的現(xiàn)象。砌體結(jié)構(gòu)中硫酸鹽可能單獨(dú)來(lái)自灰漿，或去除石灰的灰漿，而其在原始砂漿（特別是用于抹灰）或者是用于以后干預(yù)或修復(fù)的砂漿中作為一種膠凝材料。另一方面，眾所周知的是砌磚中同樣可能存在數(shù)量可觀的水溶性硫酸鹽，其來(lái)自潮濕砌體結(jié)構(gòu)中的水。在砌

5、體建筑中硫酸鹽也可以間接來(lái)源于環(huán)境：地基中含有硫酸鹽的毛細(xì)水上升或由風(fēng)帶來(lái)了海洋環(huán)境中的物質(zhì)。然而因?yàn)榘谟晒夂腿加拖漠a(chǎn)生的排放物中液相二氧化硫的多相氧化使得在城市中心氣候條件越來(lái)越惡劣因此在砌體建筑中這種更長(zhǎng)遠(yuǎn)的硫酸鹽來(lái)源不容忽視。另一方面由于抹灰砂漿的高孔隙度和其主要基于碳酸鈣的特性使得這種環(huán)境硫酸鹽化（腐蝕）作用的機(jī)制不能被提前排除在外而這種假設(shè)已經(jīng)被提出。相比之下，作為一個(gè)整體萬(wàn)維泰利摩爾莊園（Vanvitelli’sMol

6、e）無(wú)疑更容易受到海水的劣化作用，特別是因?yàn)槊?xì)作用而通過(guò)墻體上升的海水的作用。事實(shí)上，可以看到在這種嚴(yán)重劣化的情況下接縫普遍被掏空，抹灰砂漿嚴(yán)重剝離。在本文中，記錄了兩棟建筑的接縫和抹灰砂漿的檢測(cè)結(jié)果以探尋最可能的劣化機(jī)制，其檢測(cè)是通過(guò)X射線衍射分析取樣于建筑表面不同深度的樣品，這主要是為了確定粘結(jié)劑的性質(zhì)特別為了確定包含在不同樣品中的石膏、鈣礬石和碳硫硅鈣石。事實(shí)上，在檢測(cè)膠凝材料中的結(jié)晶物時(shí)X射線衍射分析一直被認(rèn)為是一個(gè)強(qiáng)大的工具

7、。然而如果微量成分的數(shù)量低于一定閾值時(shí)這種技術(shù)就會(huì)變得無(wú)效而這種情況通常在其劣化產(chǎn)物中尋找鈣礬石和碳硫硅鈣石時(shí)發(fā)生。此外屬于兩個(gè)產(chǎn)物的XRD線重疊使得情況變得復(fù)雜。由于面臨上面提到的問(wèn)題和之前工作中建議的一樣，一種先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到精化數(shù)據(jù)以提高即使非常弱的x射線衍射峰。3.3.結(jié)果及討論結(jié)果及討論由取自圖1所示建筑的樣品的X射線衍射分析結(jié)果得出石膏、鈣礬石在一定濃度范圍的沿墻體截面厚度的方向的相關(guān)資料，如圖3.所示。從由石膏和砂組成的抹

8、灰層內(nèi)側(cè)的勾縫砂漿采集的樣品中有石膏的存在，這點(diǎn)可以歸結(jié)到由熱濕環(huán)境改變推動(dòng)的遷移現(xiàn)象中。相反，從砌墻外側(cè)采集的樣品中有石膏和鈣礬石的存在則是常被用于制備抹灰砂漿的膠結(jié)劑的水硬特性的證據(jù)。這點(diǎn)，對(duì)于最初使用的水硬性石灰或石灰—火山灰混合料甚至對(duì)于后來(lái)使用的水泥和最近使用的用于維護(hù)和修復(fù)的抹灰都是有效地。另一方面來(lái)說(shuō)，這些樣品中并沒(méi)有碳硫硅鈣石只能意味著如果其形成也被大氣作用消除。事實(shí)上因?yàn)榇嬖阝}礬石所以不能排除它的形成，同時(shí)因?yàn)樵摰貐^(qū)冬