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<樂土建築醫學> 壁癌成因- 圖解量化解析 (1)




根據白華(壁癌)的化學機理研究,其最常見的生成方式為:
一. 
游離鈣溶於水,於冷乾氣候,經由通道,
滲透至牆體表面,
脫水結晶。
二. 
若是水分充足,游離鈣滲透到表面跟二氧化碳反應,
又會生成白色碳酸鹽類結晶體。

以上生成的條件有四, 水、游離鈣、適當溫度以及通道
雖然缺一不可,但也並不是說四項條件都存在就會產生白華,

在這四項條件中,水最重要。因為:
沒有足夠的水,游離鈣無法游離。
沒有水當媒介,溫度適當也無法起反應。
沒有足夠的水,有通道也不夠潤滑可以溶出化學產物。

因此,
能夠控制水,不僅減少白華產生,對於整體的水泥砂漿性能也能提升,
而提升水泥砂漿的性能,就能增加其抵抗老化進而延長使用年限,
這在整個營建工程的品質控制是具有正本清源的實質意義。

而需要控制的水有二:

、水泥砂漿攪拌成型時的添加水量:(先天體質)
水(w)與水泥(c)的比值,稱為水灰比,
w/c越高代表水越多,強度越低;這是工程材料的基本概念。
一般混凝土工程以減水的方式來提升其性能已是最基本的概念;
然而對於水泥砂漿減水,一般泥做師傅鮮有此觀念,
因此工地現場拌和的水泥砂漿,使用的水灰比都過高,
造成水泥砂漿先天體質就不良。
若能控制添加水量,讓水泥砂漿的水灰比適當,則先天性能提高,
後續病變機會就低,且對工程品質也能有所提升。

、水泥砂漿成型硬固後的吸水率:(基因改造)
台灣高溫潮濕,水氣防不勝防,故一般人認為水很難控制。
實際上,並不一定有水就會有化學反應,
也不必要將水完全阻絕以防止其反應,
僅需讓硬固水泥砂漿的吸水量降低到一定程度,
讓游離鈣無法移動,通道無法潤滑,化學反應便無法進行。
目前已經可以藉由水泥砂漿基因改造的方式,
將水泥砂漿易吸水的體質改變,並保有水泥砂漿的透氣性能,
如此便可讓水泥砂漿不論晴雨天都可以保持乾爽。

接下來
將水泥砂漿分為水泥砂漿固體以及孔隙兩部分,其中

【水泥砂漿固體】:
為水泥生成物與砂所形成,此部分決定水泥砂漿的體質,
適當的水灰比以及水泥與砂的比例,就會有好的水泥砂漿體質;
其中水泥生成物中含有毛細孔隙以及膠體孔隙,
毛細孔隙可吸附外界的水量,膠體孔隙為結晶水與外界無作用。

【孔隙】:
取決於水泥砂漿的水灰比以及水泥與砂的比例:
水灰比越高,與水泥反應後多餘的水就越多,
其佔據的空間乾燥後就變成孔隙;
添加的砂量太多,砂粒間的孔隙,
水泥無法完全填充,也會形成堆積的孔隙。
因此,水多砂多,孔隙越多,結構就非常鬆散。

以下開始簡易圖說

【水泥砂漿的三種狀態】:

孔隙乾燥狀態
水泥砂漿試體經由烘箱110度C乾燥才能達到此狀態,
一般這種情況不存在。
其中孔隙無水, 水泥砂漿固體中的毛細孔隙也無水。
而水泥砂漿固體的多寡代表水泥砂漿的體質,
固體越多,體質就越好。
天然含水狀態
為水泥砂漿正常氣候下的狀態,正常狀態下,
孔隙是會吸附水的,
且水泥砂漿固體中的毛細孔隙也會吸附水,不可能完全絕乾。
吸水飽和狀態
水泥砂漿長期遇水,
當其孔隙以及水泥砂漿固體的毛細孔隙充滿水時,
即為吸水飽和狀態,一般雨天常發生此狀態

【何謂體質好與不好?】 
如前所述,水泥砂漿固體的多寡代表砂漿體質的好壞,
一般水灰比低,砂與水泥的重量比例在1:3或是1:2,
其水泥砂漿的體質佳,孔隙較少,不易吸附大量水;
以同樣是1:3的水泥砂漿為例,水灰比0.65的孔隙率25%,
較水灰比0.45的17%,多了8%。
因此一般工地場拌砂漿,泥做師傅用水以及用砂沒有測量,
通常水灰比常高達0.7以上,且水泥與砂的比例約1:5,
孔隙率恐達35%以上。


【體質好壞的天然含水率有何差別?】


體質較差孔隙多,吸附水就會比體質好的多,意即天然含水率高,
表示於正常狀態下水泥砂漿裡的水量充足,就容易產生病變。
由成大昶閎團隊,三年來實際案例資料庫分析整理,
以及九龍壁兩年多的長期實測,
(九龍壁來由 
http://www.wretch.cc/blog/lotos/1128160)
歸納出天然含水率6%為砂漿體質好壞的分野。

天然含水率6~8%的新作壁面,並不會馬上產生病變,
約2年後開始就會產生斑點如下所示,
斑點中心逐漸如同青春痘一樣成核,這不會有立即危害,
若壁上有上漆,只會逐漸由成核部位開始掉漆。


天然含水率高於8%,水泥砂漿就處於高危險群,
適當的氣候催化就會讓壁面迅速長出結晶物。



【體質好壞的飽和吸水率有何差別?】
實驗結果證明,
不管體質好或是體質不好,水泥砂漿吸飽水,其吸水率都接近12%
但是

體質較差的,吸水速度快,1~2小時內就達飽和狀態;若壁面通風
較佳時,水分脫除的速度較快,可較快回到天然含水狀態。

體質較佳的,吸水速度緩慢,2~5小時才會達到飽合狀態;但因結
構較紮實,反而造成水分脫除速度慢,若是壁面通風不佳或是太多
裝飾材,會有水分堆積的問題,產生病變後不易處理。

因此,
水泥砂漿製作時,水灰比要儘量低,讓水泥砂漿的天生體質好。
可預防水泥砂漿於一般狀態下生病,
但是體質好的水泥砂漿,仍會有遇雨天吸飽水的時候,
當外在環境造成通氣不佳,
還是會因為體內水份過多而生病,且不易痊癒


總結本文提出重要數據與結論
一. 
天然含水率高於6%的水泥砂漿,
乃先天體質較差為壁癌發生的高危險群。
二.
不管水泥砂漿先天體質好或差,吸飽水後含水率都接近12%,
然而,
體質差容易生病,但是好得也快;
體質好的不易生病,但是一生病就不容易好。
三. 
因此,水泥砂漿體質需藉由基因改造,
其天然含水率以及吸水率兩者都控制在6%以下,就不會產生病變
這個數據與國家標準CNS 3763 水泥防水劑的規定相吻合,
也就是添加防水劑的水泥砂漿吸水率,
必須是一般水泥砂漿吸水率(12%)的一半(6%)以下。



希望看過此文的朋友們,
未來在請求施作廠商處理壁面服務時,不再拘限於抽象的表面觀察,
應該要求具體的數據量測,才能有效了解壁面狀態,
做出正確且有效的處理!











 

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