氯離子對土建工程混凝土的危害及其控制措施

徐 健杜江峰

（1.遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110005 ； 2.內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市城市規(guī)劃管理局，內(nèi)蒙古 豐鎮(zhèn) 012100）

氯離子對土建工程混凝土的危害及其控制措施

徐 健1杜江峰2

（1.遼寧省建設(shè)科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110005 ； 2.內(nèi)蒙古豐鎮(zhèn)市城市規(guī)劃管理局，內(nèi)蒙古 豐鎮(zhèn) 012100）

目前，眾多的建筑物坍塌事件造成的事故觸目驚心，經(jīng)業(yè)內(nèi)專家分析梳理其中因氯離子對土建工程混凝土造成的危害占比很大?？梢?，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全、可靠度和耐久性等方面起著決定性的作用。故而，需從源頭控制氯離子的含量，并采取一些技術(shù)防護(hù)措施。

氯離子 混凝土 銹蝕 坍塌

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大體積混硬土的應(yīng)用越來越廣泛。但眾多的建筑物坍塌事件造成的事故更是觸目驚心，經(jīng)業(yè)內(nèi)專家分析梳理其中因氯離子對土建工程混凝土造成的危害占比很大?？梢?，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的安全、可靠度和耐久性等方面起著決定性的作用。

1 氯離子的來源

混凝土中氯離子的來源主要和其組分有關(guān)系。眾所周知，混凝土主要由水泥、砂石、水等組分組成，有的為了改善混凝土的某些性能還摻和一些其他外加劑和摻合料。因此，混凝土中的氯離子主要是由這些原料引入的，應(yīng)該嚴(yán)格控制。主要有以下幾個(gè)方面的因素：

（1）骨料中的氯離子?；炷恋墓橇现饕巧笆?，而砂石在混凝土中的配比最大（本工程中混凝土及其原材料等控制參數(shù)為：采用C30混凝土 P.S42.5礦渣硅酸鹽水泥；配合比為=水159：水泥296：砂715：石子1256，單位kg），尤其是部分天然海沙，由于其海水中氯鹽含量本身較高，因此，對其氯離子含量的控制應(yīng)更加嚴(yán)格。

（2）水泥中的氯離子。水泥作為混凝土中不可缺少的組分，其水泥漿體在骨料中起填充、膠凝、硬化的作用。由于水泥的原料使用，如使用電石渣配料的熟料往往氯離子含量偏高。同時(shí)因部分氯鹽是生產(chǎn)水泥和助磨劑的廉價(jià)原料，其可以作為水泥早強(qiáng)劑和防凍劑使用。為此，通用硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GB175-2007中就增加對氯離子限量的要求并明確規(guī)定：“出廠水泥中氯離子含量不得大于0.06%”。這也是水泥標(biāo)準(zhǔn)中首次提出了對氯離子限量的技術(shù)要求。同時(shí)，在水泥助磨劑標(biāo)準(zhǔn)中將助磨劑的摻加量從原來的1.0%降為0.5%，這也是基于控制水泥中氯離子含量而做出的調(diào)整。

（3）水及其他外加劑中的氯離子。

2 對混凝土的主要危害

（1）鋼筋銹蝕。水泥中Cl-的存在會導(dǎo)致混凝土中的鋼筋銹蝕，從而降低混凝土建筑物的使用壽命和安全性。 氯離子對最終建筑物的危害，才是國家下決心控制水泥中Cl-含量的主要原因。 鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的銹蝕過程是在有水分子參與的條件下發(fā)生的濕腐蝕。在氧氣和水分的共同作用下，由于電化學(xué)反應(yīng)使鋼筋表面的鐵不斷失去電子而溶于水，從而逐漸被腐蝕。氯離子引起的鋼筋銹蝕最為嚴(yán)重，由于氯離子濃度的增加，使鋼筋與氯離子之間產(chǎn)生較大的電極電位，誘導(dǎo)著銹蝕電化學(xué)反應(yīng)，促進(jìn)鋼筋銹蝕，但在反應(yīng)中氯離子并不被消耗。 通常規(guī)定混凝土中氯離子含量不得高于0.2%。因?yàn)樵诼塞}環(huán)境下，橫向宏觀裂縫處的鋼筋截面受氯鹽侵蝕可形成很深的“坑蝕”。這樣就會嚴(yán)重削弱鋼筋的承載力和可延性，破壞混凝土中鋼筋強(qiáng)度，直至鋼筋斷裂。

（2）混凝土裂縫。鋼筋表面形成紅鐵銹后體積膨脹4倍多，使混凝土的強(qiáng)度逐漸降低，當(dāng)鐵銹的厚度超過0.1mm時(shí)，就會引起混凝土表面開裂，直到混凝土崩潰坍塌。

3 控制措施

直到目前為止，徹底解決混凝土中的鋼筋銹蝕，控制氯離子對混凝土的危害尚未有避免的技術(shù)措施，只能從源頭控制氯離子的含量入手，從防腐的角度采取一些預(yù)防措施，具體如下：

（一）源頭控制、氯離子限量。

（1）嚴(yán)格控制混凝土各組分中的氯離子含量。如不使用海水、湖水、海砂等，若必須使用海砂也要用淡水淘洗；

（2）嚴(yán)格控制水泥中的氯離子含量。尤其是助磨劑和混合材的使用盡可能的避免使用氯鹽含量偏高的原料；

（3）由于我國地域遼闊、各地區(qū)地貌環(huán)境差異較大，尤其是沿海地區(qū)更應(yīng)該選擇性的使用一些外加劑，如防凍劑的選擇和使用、早強(qiáng)劑的選擇和使用等；

（4）嚴(yán)格執(zhí)行國家或行業(yè)關(guān)于氯離子限量要求的有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。如中國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求： 石灰石Cl-≤0.015%、生料Cl-≤0.015%、 水泥Cl-≤0.06%、混凝土Cl-≤0.20%；日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求： 生料Cl-≤0.015%、水泥Cl-≤0.035%、特種水泥Cl-≤0.02%；歐洲有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求： 一般控制生料Cl-≤0.015～0.020%； 德國要求水泥Cl-≤0.10%?？梢姡瑖鈱β入x子的控制要求更加嚴(yán)格、苛刻。

（二）過程控制、加強(qiáng)檢驗(yàn)檢測。應(yīng)該按照國家現(xiàn)行

有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)技術(shù)要求對氯離子進(jìn)行過程檢驗(yàn)，使用精度等級高的氯離子分析儀進(jìn)行快速分析，及時(shí)的調(diào)整組分配方比例，確保達(dá)標(biāo)合格。

（三）施工控制、采取技術(shù)防護(hù)。

（1）在一些特殊的土建工程中應(yīng)使用一些不銹鋼鋼筋作為普通鋼筋的替代，但目前鍍鋅鋼筋、包銅鋼筋已很少使用，合金鋼鋼筋得到一定發(fā)展，特別是環(huán)氧涂層鋼筋已被確認(rèn)為鋼筋防腐蝕的有效措施之一。

（2）同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格用塑料紙將鋼筋纏裹，避免鋼筋裸露與水泥中的水分直接接觸。也可以在混凝土的外表面涂刷保護(hù)涂層，如滲透性涂層可以滲入混凝土表層內(nèi)部5mm左右，與混凝土組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后堵塞混凝土的孔隙率，形成保護(hù)膜。目前我國已有丙乳砂漿、氯丁繆乳砂漿等品種，近年來又出現(xiàn)了一些新的品種，如FC-01、RP -W系列防腐砂漿等。

總之，氯離子對混凝土的危害極大，應(yīng)高度重視并嚴(yán)格控制。在現(xiàn)代化的建筑工程中已經(jīng)成為混凝土施工質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)，不容忽視。

TU75

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1007-6344（2015）04-0110-01