企業名稱:重慶市沙坪壩區萬春水泥制品廠
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燒結磚的老化是其在長期使用過程中,因環境因素和材料自身特性共同作用,導致物理、化學性能逐漸劣化的現象。這一過程會顯著降低磚體的強度、耐久性和外觀質量,甚至引發結構安全隱患。以下是導致燒結磚老化的主要因素及詳細分析:
一、化學因素
酸雨與工業廢氣侵蝕
酸性物質反應:酸雨中的硫酸、硝酸或工業廢氣中的二氧化硫(SO2)、氯化氫(HCl)等,會與燒結磚中的碳酸鈣(CaCO2)、氧化鈣(CaO)等成分發生化學反應,生成可溶性鹽(如硫酸鈣、氯化鈣)或易松散的物質(如石膏),導致磚體表面粉化、剝落。
案例:長期暴露在工業污染區的建筑外墻磚,表面常出現白色結晶物(泛堿)和孔洞,即化學腐蝕的典型表現。
鹽類結晶膨脹
毛細作用吸水:燒結磚的多孔結構使其易吸收地下水或雨水中的鹽分(如硫酸鈉、氯化鈉)。當水分蒸發時,鹽分在磚孔隙中結晶,體積膨脹(如十水硫酸鈉結晶后體積膨脹3.1倍),產生內應力,導致磚體開裂或剝落。
影響區域:沿海地區或使用含鹽地下水沖洗的磚墻,鹽類腐蝕尤為嚴重。
堿-集料反應
堿性物質侵蝕:若燒結磚中含活性二氧化硅(SiO2),在潮濕環境中可能與水泥砂漿中的氫氧化鈣(Ca(OH)2)發生反應,生成膨脹性凝膠(如硅酸鈣凝膠),導致磚體開裂。
預防:控制磚材中活性成分含量,或使用低堿水泥砂漿。
二、物理因素
凍融循環
水分膨脹破壞:在寒冷地區,磚體吸收的水分結冰時體積膨脹約10%,反復凍融使磚孔隙結構逐漸破壞,表面出現鱗片狀剝落(俗稱“凍酥”)。
關鍵條件:凍融破壞需同時滿足“水分飽和”和“低溫循環”兩個條件,因此北方地區或潮濕環境中的磚墻更易受損。
溫度變化
熱脹冷縮應力:長期暴露在晝夜溫差或季節溫差較大的環境中,磚體因反復伸縮產生內應力,導致微裂縫擴展,強度降低。
紫外線老化:紫外線照射會加速磚表面有機物的分解,使顏色褪變、表面粗糙,但燒結磚因無機成分為主,紫外線影響相對較小。
機械磨損
風沙侵蝕:在強風地區,空氣中的沙粒長期沖擊磚表面,形成磨蝕坑,降低磚體密實度。
人為摩擦:如地面磚長期承受行人或車輛碾壓,表面磨耗層逐漸脫落,露出疏松內部結構。
三、生物因素
植物根系侵入
物理破壞:樹木根系沿磚縫生長,產生膨脹壓力(可達數十兆帕),直接撐裂磚體或擠松砌筑砂漿。
化學腐蝕:根系分泌的有機酸(如檸檬酸、草酸)會溶解磚中的鈣質成分,加速腐蝕。
微生物滋生
霉菌與藻類:在潮濕環境中,磚表面易生長霉菌或藻類,其代謝產物(如有機酸)會腐蝕磚材,同時形成生物膜阻礙水分蒸發,加劇凍融破壞。
細菌腐蝕:某些硫氧化細菌能將硫化物氧化為硫酸,直接腐蝕磚體(常見于含硫工業廢氣污染區域)。
四、水的作用
長期浸泡
水溶鹽遷移:磚體長期浸泡在水中時,可溶鹽(如氯化鈉、硫酸鉀)會溶解并隨水分遷移至表面,結晶后導致泛堿和剝落。
軟化效應:水對磚中黏土礦物的軟化作用會降低磚體強度,尤其在高溫高濕環境中更顯著。
干濕交替
內應力累積:磚體反復吸水膨脹和失水收縮,導致孔隙結構疲勞破壞,強度逐漸下降。
鹽析作用:干濕交替加速鹽分在磚表面的富集,形成白色結晶層,進一步削弱磚體與砂漿的粘結力。
五、材料與施工因素
磚材質量缺陷
孔隙率過高:孔隙率大的磚吸水率高,易受凍融和鹽腐蝕影響,抗老化性能差。
欠火或過火:欠火磚因焙燒溫度不足,結構疏松、強度低;過火磚則因晶型轉變導致脆性變大,均易老化。
雜質含量:磚中含過量亞鐵酸鈣(CaFeO2)時,在堿性環境中易被腐蝕,生成松散物質。
施工不當
砌筑砂漿強度不足:砂漿強度低或粘結性差,會導致磚縫成為水分和鹽分的滲透通道,加速磚體腐蝕。
防水層失效:如屋面、外墻防水層破損,水分滲入磚體內部,引發凍融或鹽析破壞。
勾縫不密實:磚縫未填滿或勾縫材料老化脫落,形成毛細管通道,加劇水分和鹽分侵入。
六、環境綜合因素
氣候條件
高濕度與高溫:濕熱環境加速化學腐蝕和生物滋生,同時促進鹽分遷移和結晶。
強風與沙塵:風沙地區磚體機械磨損和風蝕作用顯著。
污染程度
工業污染:SO2、NOx等污染物濃度高的區域,酸雨腐蝕和鹽析作用更強烈。
海洋環境:氯離子(Cl2)滲透會破壞磚體中的鋁酸鹽結構,導致強度下降。
預防與維護建議
材料選擇:選用低孔隙率、高強度、耐腐蝕的燒結磚(如Ⅰ類磚),并控制雜質含量。
施工控制:確保砌筑砂漿強度、勾縫密實性,并設置有效防水層。
環境管理:避免在污染嚴重或惡劣氣候區域直接暴露磚體,必要時涂刷憎水劑或防腐涂料。
定期維護:檢查磚體表面裂縫、剝落情況,及時修補并清理植物根系和微生物滋生。