混凝土中氯離子檢測(cè)技術(shù)的探討

林曉森　李品龍（廣東省建筑材料研究院）

混凝土中氯離子檢測(cè)技術(shù)的探討

林曉森李品龍
（廣東省建筑材料研究院）

本文介紹了混凝土中氯離子對(duì)混凝土性能的影響和危害，分析了混凝土中氯離子的來源和帶來途徑；不同的規(guī)范對(duì)混凝土中氯離子含量的不同要求，通過幾種不同的試驗(yàn)方法對(duì)混凝土中氯離子含量進(jìn)行了分析測(cè)定。分析了氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，提出了氯離子檢測(cè)的重要性。

混凝土；氯離子；試驗(yàn)方法；結(jié)構(gòu)；影響

1　前言

眾所周知，混凝土中的氯離子是誘發(fā)鋼筋銹蝕的重要因素，從而影響混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用壽命。而如何控制混凝土中的氯離子攝入量，如何用更加科學(xué)的方法去檢測(cè)氯離子的含量，已經(jīng)成為一個(gè)時(shí)代話題，我們要用科學(xué)發(fā)展觀去看待重視這個(gè)問題，堅(jiān)持以預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合治理的方針，走可持續(xù)發(fā)展之路。

2　氯離子對(duì)混凝土質(zhì)量的影響和來源

氯離子侵蝕作用引起鋼筋銹蝕，是一個(gè)極為復(fù)雜的電化學(xué)過程。氯離子對(duì)混凝土的影響主要有：一、導(dǎo)致混凝土質(zhì)量下降；二、氯離子會(huì)降低混凝土抗化學(xué)侵蝕和混凝土強(qiáng)度；三、影響混凝土的耐久性。

混凝土中氯離子的來源主要有：混凝土的原材料，比如水泥中的氯離子、外加劑中的氯離子、石子里的氯離子、砂子里的氯離子、水中的氯離子、粉煤灰中的氯離子、還有礦渣粉中的氯離子等。

3　如何預(yù)防控制混凝土中的氯離子含量

要控制好混凝土中的氯離子含量，最主要的是從源頭控制好原材料的氯離子含量，其次就是施工單位在施工之前采取有效措施去控制混凝土中氯離子的攝入量，原材料生產(chǎn)單位和施工單位擔(dān)負(fù)著同樣重要的責(zé)任使命。

4　不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土中氯離子含量的要求不同

不同的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范對(duì)混凝土中氯離子含量的指標(biāo)規(guī)定不相同，環(huán)境作用描述也不大相同，所以，我對(duì)混凝土原材料，混凝土產(chǎn)品及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范中提出的控制指標(biāo)存在不同的看法。

《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 50164-2011、《預(yù)拌混凝土》GB/T 14902-2012、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》JGJ 55-2011、《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ 206-2010中的氯離子含量是指占水泥用量的質(zhì)量百分比。

《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50476-2008、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010、中的氯離子含量是指占膠凝材料用量的質(zhì)量百分比。

而《水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程》SL352-2006和《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50344-2004附錄C中測(cè)定的氯離子含量是指砂漿試樣質(zhì)量的氯離子含量。

而《混凝土中氯離子含量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》JGJ/T 322-2013中的硬化混凝土中水溶性氯離子是指占砂漿質(zhì)量的百分比，在已知混凝土配合比的時(shí)候，是指占水泥質(zhì)量的百分比。

這幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)判定要求和計(jì)算公式都有所不同。在不知道混凝土配合比的情況下，我覺得應(yīng)該采用“占混凝土質(zhì)量的百分比”來表示混凝土中氯離子含量更加符合實(shí)際情況。

《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》GB 50164-2011、《預(yù)拌混凝土》GB/T 14902-2012中規(guī)定混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量要求如下：（單位為水泥用量的質(zhì)量百分比%）干燥環(huán)境中的鋼筋混凝土不得大于0.3；潮濕但不含氯離子的環(huán)境中的鋼筋混凝土不得大于0.2；潮濕且含有氯離子的環(huán)境、鹽漬土環(huán)境中的鋼筋混凝土不得大于0.1；除冰鹽等侵蝕性物質(zhì)的腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土不得大于0.06；預(yù)應(yīng)力混凝土不得大于0.06；素混凝土不得大于1.0。

《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》JGJ 206-2010中海砂混凝土拌合物水溶性氯離子最大含量要求如下（水泥用量的質(zhì)量百分比，%）：干燥環(huán)境中的鋼筋混凝土小于0.3；潮濕但不含氯離子的環(huán)境中的鋼筋混凝土小于0.1；潮濕且含有氯離子的環(huán)境和腐蝕環(huán)境中的鋼筋混凝土小于0.06；素混凝土小于0.3。

《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T 50476-2008中規(guī)定混凝土中氯離子的最大含量（與膠凝材料的重量比表示）：I-A的鋼筋混凝土要求小于0.3%；I-B的鋼筋混凝土要求小于0.2%；I-C、V-C、V-D、V-E的鋼筋混凝土要求小于0.15%；III-C、III-D、III-E、III-F、IV-C、IV-D、IV-E的鋼筋混凝土要求小于0.1%；預(yù)應(yīng)力混凝土要求小于0.06%。

表1　《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010-2010中規(guī)定的氯離子含量

5　通過不同規(guī)范不同的檢驗(yàn)方法作比較

下面以廣州南沙某工程項(xiàng)目抽檢同一個(gè)配合比的硬化混凝土和混凝土拌合物做試驗(yàn)，以不同標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)方法作對(duì)比分析，結(jié)果如下：

檢驗(yàn)依據(jù)：50010-2010、50344-2004

⑴（硬化混凝土）加250mL水，吸取50mL濾液測(cè)定：

表2

⑵混凝土中氯離子含量（用單位體積混凝土中氯離子與膠凝材料的重量比表示）：

表3　混凝土配合比（kg/m3）

每立方米混凝土中氯離子重量（kg）：

0.015×（375+725+169+35+6.56）/100=0.197

每立方混凝土中膠凝材料的重量（kg）：

375+35=410

混凝土中氯離子含量計(jì)算（%）：

0.197/410×100=0.048%

預(yù)拌混凝土（該樣品為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)）參考規(guī)范：JTJ270-1998

配合比（kg/m3）為，水泥：水：砂：石：粉煤灰：外加劑=（375：169：725：1010：35：6.56），水灰比β=0.45，第一次測(cè)定拌合物水中氯離子濃度CCl-（mol/L）為0.0243，第二次測(cè)定拌合物水中氯離子濃度CCl-（mol/L）為0.0239，平均值為0.0241（mol/L）。

參考標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 50476-2008

⑴空白試驗(yàn)及樣品測(cè)定：（試樣體積200mL，吸取20mL濾液測(cè)試）

表4

⑵混凝土中氯離子含量計(jì)算：

混凝土配合比見表3。

每立方混凝土中氯離子重量（kg）：

0.013×（375+725+169+35+6.56）/100=0.170

每立方混凝土中膠凝材料的重量（kg）：

375+35=410

混凝土中氯離子百分含量（%）：

0.170/410×100=0.041

備注：配合比見表3，強(qiáng)度等級(jí)：C35。

參 考 規(guī) 范 分 別 為 ：GB/T50344-2004，JTJ 270-1998，GB/T 50476-2008。

檢驗(yàn)出來的氯離子百分含量 %分別為：0.048、0.038、0.041。

以上試驗(yàn)主要應(yīng)用了電位滴定法、離子選擇電極法、鉻酸鉀法。其中，鉻酸鉀法滴定到終點(diǎn)時(shí)，主要靠肉眼辨別溶液的顏色變化來判定滴定終點(diǎn)，精確度不高，人為誤差比較大。電位滴定法和離子選擇電極法都是屬于電化學(xué)方法，兩者不同之處在于，離子選擇電極法不需要AgN03標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和滴定，只需要用氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn)儀器即可，所得到的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差小，而且能夠簡(jiǎn)單、精準(zhǔn)、快速地檢測(cè)到混凝土中氯離子的含量，這種氯離子含量快速測(cè)定方法值得推廣使用。

6　小結(jié)

總而言之，控制好水泥熟料和原材料中的氯離子含量對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)破壞的防范工作尤為重要。我們不但要重視研究混凝土中鋼筋銹蝕與預(yù)防的問題，而且要不斷推出新的檢驗(yàn)評(píng)價(jià)方法和監(jiān)督防護(hù)措施，加強(qiáng)提高混凝土中氯離子的檢測(cè)技術(shù)也至關(guān)重要，這也是我們作為檢測(cè)人員的責(zé)任使命。●

［1］GB 50164-2011，混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［2］JGJ 55-2011，普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程［S］.

［3］GB/T 50476-2008，混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［4］GB 50010-2010，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］GB/T 50344-2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［6］JGJ/T 322-2013，混凝土中氯離子含量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程［S］.

［7］SL352-2006，水工混凝土試驗(yàn)規(guī)程［S］.

［8］GB/T 14902-2012，預(yù)拌混凝土［S］.