摘要：文中以江苏省产业技术研究院专业研究所项目景观水池为研究对象，针对泛碱问题进行调研、分析、论证、总结，从而得到适用于本项目的防泛碱最终优化方案。
关键词：泛碱；样板试验；对比研究；优化方案
1工程概况
江苏省产业技术研究院专业研究所项目工程总承包（装配式）位于南京江北新区，规划总用地面积98090.2m2，总建筑面积约45万m2，地上总建筑面积约28万m2，地下总建筑面积17万m2。场地中央分布东西走向景观水池，水池分布范围广、面积大，考虑到景观水池观感将直接影响项目形象，因此在施工前进行景观水池防泛碱施工工艺优化研究，本文通过调研、分析、总结泛碱原因，针对性地提出解决方案，并采用样板试验方式进行论证，为项目景观水池防泛碱提供优化方案。
2景观水池泛碱原因分析
水池和水景结构饰面易出现泛碱现象［1-4］，其主要原因如下：
（1）景观水池通常采用天然石材进行饰面，然而天然石材的结晶较粗，结晶之前存在许多较小的毛细管，在有水的条件下，毛细现象明显，因此普遍认为天然石材的抗渗透能力不足。水将在毛细管的虹吸作用下，由浸入面传输到石材的另一面，在传输过程中，把粘结材料中易溶于水的碱、盐等物质也一并带到了石材的另一面，然后水在一定条件下蒸发，而溶于水的碱、盐等物质就留在了石材表面。
（2）石材饰面在施工时常采用湿贴工艺，而湿贴施工的主要材料——水泥砂浆含有氢氧化钙等碱性物质，这些碱性物质在水分充足时，将溶离至石材的表面，部分碱性物质将与空气中的二氧化碳发生反应，生成新的化学物质，如氢氧化钙与二氧化碳反应，生成碳酸钙。而随着水分的蒸发，碳酸钙等新生成的化学物质则以结晶状的形式附着在石材表面，即出现泛碱现象。
（3）泛碱可根据溶解水泥中碱、盐等物质的水源，进一步分为“一次泛碱”和“二次泛碱”。在水泥砂浆制备时，如果水灰比较高，过量的水将碱、盐等物质溶离于石材外表面形成泛碱现象，由于水源为制备水泥的拌合水，故这类泛碱现象常称为“一次泛碱”。在建筑物投入使用后，雨水等外来水仍可能会渗入安装完成后的石材饰面底部，进一步与水泥砂浆中碱、盐等物质一起渗透到石材外表面，出现白色固体粉末附着于石材表面的现象，引起这种泛碱现象的水源为外来水，故常称为“二次泛碱”。综上所述，水池泛碱的本质是粘结石材的材料中含有碱、盐等化学物质以及水或其他溶剂载体，在石材毛细孔中发生传输，最终碱、盐等结晶物附着于石材表面的现象。
3现状调查
参照景观图纸以及相应规范标准要求，预先对景观水池泛碱原因进行调查，随机抽样检查100个点，抽检结果显示不合格20个点，初验合格率80%。统计分析表明，“面层处理不当”、“结构成型质量差”、“施工过程污染”、“周边土质”及“水质”问题分别占质量问题的40%、35%、10%、10%、5%。由此可见，“面层处理不当”和“结构成型质量差”是造成景观水池泛碱的主要原因。针对上述两个造成景观水池泛碱的主要原因，从人、设备、材料、技术、环境、测量方面详细分析了类似工程施工方法和施工工艺，对各种因素进行分类汇总，确定了8个末端因素，制定了主要因素确认表，如表1所示。分析过程如下：（1）对于末端因素1，通过调研分析，湿铺粘结层材料含碱会影响景观水池泛碱情况，因此干挂施工更利于防泛碱，得到结果面层连接方式选型对景观水池泛碱影响程度大。（2）对于末端因素2，在同一水池内（主体结构条件相同），面材为石材、采用普通水泥湿铺同条件下，面材涂刷与未涂刷防护剂通过闭水试验样板验证，涂刷防护剂泛碱2处，未涂刷防护剂泛碱7处，说明面材防护剂处理对景观水池泛碱影响程度大。（3）对于末端因素3，质量证明报告及检验报告显示原材料质量均符合设计图纸及规范要求，材料进场检验记录详尽。材料进行检验制度是否完善对景观水池泛碱影响较小，为非要因。（4）对于末端因素4，在不同水池内分别施工JS防水涂料与SBS防水卷材后，面层同为石材、普通水泥湿铺同条件下，通过闭水试验样板验证，JS防水涂料泛碱3处，SBS防水卷材泛碱5处。说明结构防水选型对景观水池泛碱影响程度小。（5）对于末端因素5，结构施工完成后养护是否及时对景观水池影响较小，为非要因。（6）对于末端因素6，经固化养护后检查验证，水池泛碱3处；并对部分样板无成品保护措施，经固化养护后控制其余条件相同检查验证，水池泛碱5处；通过对比分析，成品保护差对景观水池泛碱影响程度较小，为非要因。（7）对于末端因素7，其余条件相同情况下经现场检测，两组工人最终完成景观水池泛碱的影响程度差别较小，仅2处误差，说明工人未经上岗培训对景观水池泛碱影响程度小。（8）对于末端因素8，在同一水池内（主体结构条件相同），天然石材、做防护剂处理条件下，普通水泥、低碱水泥、胶泥三种粘结层材料通过闭水试验样板验证，普通水泥泛碱7处，低碱水泥泛碱3处，胶泥泛碱1处。说明结构防水处理对景观水池泛碱影响程度大。通过对以上8条末端因素逐条分析和确认，发现影响景观水池泛碱的主要原因为：（1）面层连接方式选型不当；（2）面材未涂刷防护剂；（3）粘结层选型不当。
4对策及处理效果
4.1优化方案
根据提出对策的特点，从有效性、可实施性、经济性、可靠性和时间性5个方面对提出的对策进行综合分析评估，对策评估和选定如表2所示。
4.1.1面层连接方式选型确定与方案优化
通过前期调查分析，结论采用干挂方式作为面层连接方式能适当减少湿铺粘结层材料含碱对景观水池泛碱情况的影响。但综合考虑造价、工期、人员投入等情况，湿铺方式更符合施工要求，并根据中期对比试验数据分析，湿铺条件下选用低碱粘接材料并在面材涂抹防护剂也能有效预防泛碱，可实施性强。
4.1.2面材涂刷防护剂优化
主要措施为：（1）在保证面材进场验收合格的前提下，对面材进行涂刷水性防护剂处理；（2）施工过程中，加强现场管理把控力度，保证面材防护剂施工符合条件验收合格后进行下一道工序。
4.1.3粘结层选型优化
具体措施为：（1）粘结层材料采用胶泥施工；（2）加强现场管理把控力度，保证粘结层施工符合条件验收合格后进行下一道工序。如表2所示，最终确定项目景观水池方案为：（1）面层连接方式采用湿铺形式；（2）采用在面材上涂抹防护剂方式减少泛碱；（3）粘结层材料选取胶泥这种低碱、封闭性好材料。综合分析后，此方案能充分减少景观水池泛碱率并可节约造价及后期维护费用，减少人员投入，缩短工期。对策组织实施后，景观水池防泛碱情况较好，施工完成后，通过小组人员现场检测，单位面积（1m2）泛碱点数均满足目标要求，泛碱情况相比样板施工得到了显著改善。
4.2处理效果
针对上述优化方案，在控制其余变量不变条件下，对单一变量进行对比验证，进行了8组样板试验，整个观察试验从2021年5月15开始施工，2021年6月14日施工完成，2021年6月-2021年9月为试验观察期。样板水景效果如下。
（1）样板水景一的对比验证：低碱水泥和水性防护剂共同作用下，可有效控制石材泛碱现象，分析原因，主要是水性防护剂起到的作用比较大。
（2）样板水景二的对比验证：水性防护剂单独作用下对泛碱的作用比较明显。
（3）样板水景三的对比验证：①侧板干挂石材确实能避免石材泛碱，但是干挂工艺略微复杂，造价方面会增加40%；②胶泥作为粘结材料，与水泥相比，避免泛碱的作用不明显，且胶泥强度较低，耐久性仍有待进一步观察；③低碱水泥相比普通水泥，对泛碱效果略有作用。
（4）样板水景四的对比验证：①石材与不锈钢拼接的施工工艺确实可行，但考虑金属材质造价高、工艺局限性大的特点，特别是针对大面积有造型景观水池，且金属材质在清扫时容易留下划痕，故不推荐作为实行方案；②砂浆对石材泛碱是最主要的因素，凸显水灰比的控制尤为重要；③碱性物质基本上是粘结层的材料所渗出的。
（5）样板水景五的对比验证：①侧壁贴SBS防水卷材没有JS防水涂料效果好，卷材容易产生空鼓等不利因素；②普通水泥及胶泥均为泛碱的主要因素。考虑到项目景观水池体量大、工期紧、质量要求严格的特点，综合考虑造价、工期、质量控制等因素，最终选择方案为：面层材料选用天然石材并涂抹水性防护剂施工，粘结材料选用低碱水泥，严控最佳水灰比，并采用结构胶挤浆来密封材料之间的缝隙，另重点部位（如各大门入口照壁处、重要位置的花池）建议采用干挂方式，直接从根处杜绝石材泛碱的发生。
5结语
本项目在施工前对景观水池防泛碱施工工艺进行研究优化，通过调研，分析总结泛碱原因，针对性地提出解决方案，并采用样板试验方式进行论证，得到试验结果后再结合项目实际情况进行选取优化，最终得到最适宜项目的可行优化方案。
作者：史晓冬 单位：南京软件园科技发展有限公司