混凝土中氯離子的來源、危害、作用機(jī)理和檢測方法

厲帆

（溫州市科正建設(shè)工程檢測有限公司 浙江溫州 325000）

引言

2006年的9月相關(guān)工作人員就已經(jīng)圓滿地完成了《通用硅酸鹽水泥》報批稿的工作，但是又經(jīng)過一段長期的協(xié)商討論，最終才決定于2007年的年底正式發(fā)布，于是國家標(biāo)準(zhǔn)《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）于2008年正式開始實施，這一工作的進(jìn)行將是我國建筑施工行業(yè)的重大轉(zhuǎn)折，其覆蓋了水泥的生產(chǎn)、科研等各個領(lǐng)域。特別是研究與生產(chǎn)水泥的大型企業(yè)，在研究與生產(chǎn)中，每一步工作的進(jìn)行都必須按照這個新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以保證水泥產(chǎn)品的質(zhì)量。

其實早在2002年的時候，國家質(zhì)檢總局與國家建設(shè)部就聯(lián)合對我國的混凝土的結(jié)構(gòu)設(shè)計制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，甚至在規(guī)定中，對混凝土中氯離子的含量做了詳細(xì)、具體的規(guī)定，而且在2004年的時候，兩個部門又聯(lián)合發(fā)布了針對建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在這個標(biāo)準(zhǔn)中，對混凝土中氯離子的檢測方式做了詳細(xì)的介紹與規(guī)定。這些規(guī)定與標(biāo)準(zhǔn)的制定將會對我國水泥行業(yè)，乃至建筑行業(yè)的快速發(fā)展起到關(guān)鍵的作用。

1 混凝土中氯離子的來源

1.1 來自于水泥中的氯離子

氯鹽是水泥生產(chǎn)中較為廉價且來源豐富的原料之一。它是水泥生產(chǎn)中常見且效果極好的增強(qiáng)劑，可以把水泥的強(qiáng)度大大增加，而且值得一提的是，其還能降低水泥中水的結(jié)冰溫度，以防止水泥過早地結(jié)冰，對水泥的質(zhì)量造成影響；它還可以做燃料煅燒的礦化劑，可以降低燃料的燒成溫度，這樣就可以避免能源的浪費，降低投入的成本，以獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。水泥中氯離子的主要來源是原料、外加劑等等。在原料進(jìn)行煅燒的過程中，大量的氯離子會被排出去，殘留的很少。在我國一些新的標(biāo)準(zhǔn)中，氯離子的含量不得超過0.06%，只有這樣才能夠保證水泥的質(zhì)量。

1.2 來自于砂子中的氯離子

在我國使用的天然海砂中，由于海水中存在著大量的氯離子，就導(dǎo)致在收集海砂時，在海砂的表面會粘附大量的氯離子，這就導(dǎo)致了砂子中的氯離子含量增大，這就需要對砂子進(jìn)行進(jìn)一步的處理才能夠用于混凝土中。

1.3 來自于水中的氯離子

混凝土的制作一般都是水泥與砂子等一塊攪拌而成的，同樣的也需要加水，因此水是混凝土中必不可少的一種原材料，如果制作時使用飲用水的話，那么氯離子的含量就很少，也就沒有多大的影響，但是如果使用地表水或者海水的話，那么摻入的氯離子含量也許就會超標(biāo)，因此，就需要對水中的氯離子含量進(jìn)行測定，以確定這種水是否可以用來制作混凝土。

1.4 來自于外加劑中的氯離子

在制作混凝土是往往需要添加外加劑，而一些外加劑中的主要成分是氯鹽，因此，在制作混凝土?xí)r要嚴(yán)格控制摻入外加劑的含量，不能只注重其使用功能，也要考慮其中氯離子是否超標(biāo)。

2 氯離子含量超標(biāo)時對混凝土質(zhì)量的影響

2.1 如果氯離子含量超標(biāo)，鋼筋易被腐蝕，從而導(dǎo)致混凝土的質(zhì)量下降

嚴(yán)格控制氯離子含量的原因是：氯離子易對混凝土中鋼筋進(jìn)行銹蝕，這將會是對混凝土產(chǎn)生極大的破壞。通常情況下，氯離子對混凝土中的鋼筋的腐蝕主要分為兩種：干腐蝕和濕腐蝕。如果氯離子在對鋼筋進(jìn)行腐蝕是有水分子的參與的話，那么這種腐蝕就是濕腐蝕，否則就是干腐蝕，其實，氯離子對鋼筋的腐蝕就是一個簡單的化學(xué)反應(yīng)。氯離子能夠使得鋼筋中的鐵分子失去電子，變?yōu)橐兹苡谒蔫F離子，然后經(jīng)過一系列的變化，變成鐵銹，導(dǎo)致鋼筋被腐蝕。記得在20世紀(jì)50年代的時候，由于我國的技術(shù)不是很成熟，在冬天施工時，為了施工方便同時縮短工期，大量的使用了以氯鹽為主的外加劑，這就導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，大量的鋼筋被腐蝕，施工隊為此付出了嚴(yán)重的代價。在國標(biāo)中早就對于氯離子的使用做出了嚴(yán)格的規(guī)定，禁止過量的使用一些氯離子含量較大的外加劑，經(jīng)過上次的教訓(xùn)，我國現(xiàn)如今，在進(jìn)行鋼筋混凝土工程中，是不提倡使用氯鹽類的外加劑的。同時規(guī)定，在使用鋼筋混凝土?xí)r，其中氯離子的含量不得超過水泥的1%，而且在制作鋼筋混凝土?xí)r要對鋼筋做防銹處理，并且盡可能的把鋼筋混凝土做的密實些。而且在一些工程中是嚴(yán)格禁止使用氯鹽類的外加劑的，具體如下：制作的結(jié)構(gòu)在高濕度的環(huán)境中使用時、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)時等等，都是嚴(yán)格禁止使用氯鹽類外加劑的。

2.2 氯離子含量過高時，會降低混凝土的抗化學(xué)侵蝕、耐磨性以及強(qiáng)度

如果混凝土中氯離子含量超標(biāo)時，那么混凝土的抗化學(xué)腐蝕以及抗折強(qiáng)度都會有所降低，其原因也是因為氯離子對混凝土中的鋼筋的腐蝕。

2.3 當(dāng)氯離子的含量超標(biāo)時，將會影響混凝土的耐久性

在近些年來，由于氯離子的原因鋼筋混凝土被腐蝕，導(dǎo)致了大量的事故發(fā)生，于是這已經(jīng)成為國內(nèi)外專家學(xué)者研究的重點對象，氯離子對鋼筋混凝土的危害之所以那么的嚴(yán)重是因為氯離子一旦對鋼筋進(jìn)行腐蝕，就會很快的對鋼筋進(jìn)行破壞，在極短的時間內(nèi)鋼筋混凝土就會遭到破壞，造成嚴(yán)重的后果。

3 混凝土中氯離子的檢測

在進(jìn)行混凝土的氯離子的檢測和評定時，我們不得將混凝土中各原料氯離子含量求和進(jìn)行代替，以下著重介紹下硬化混凝土中水溶性氯離子含量的檢測方法。

3.1 檢測所需要的樣品

硬化混凝土可采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試件、同條件養(yǎng)護(hù)試件或混凝土芯樣進(jìn)行檢測。

3.2 檢測步驟

樣品配備方式按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土中氯離子含量檢測技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T322-2013）執(zhí)行。

（1）進(jìn)行試驗時，首先將20g砂漿粉末置于三角燒瓶中，加入100mL蒸餾水煮沸5min，然后蓋好瓶塞靜置24h后，用濾紙獲取濾液。

（2）取兩份20mL濾液置于兩個三角燒瓶內(nèi)，各滴兩滴酚酞，再用硝酸溶液中和至無色。

（3）分別向兩個三角燒瓶中加入10滴鉻酸鉀指示劑，然后用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液分別滴至略帶桃紅色的黃色不消失，且顏色保持一致。

（4）記錄各自消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，取平均值，最后計算出氯離子含量。

4 如何才能保證混凝土中的氯離子不會超標(biāo)

（1）為了避免不良后果再次的發(fā)生，工程團(tuán)隊能做的只有國家的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格的控制鋼筋混凝土氯離子的含量，這不僅是一種工作，同樣是一種責(zé)任，是對企業(yè)負(fù)責(zé)，對人民負(fù)責(zé)，為了達(dá)到國家新制定的標(biāo)準(zhǔn)，企業(yè)應(yīng)做好以下幾項工作：

①認(rèn)真地學(xué)習(xí)新標(biāo)準(zhǔn)中的各項新的規(guī)定，并且多制定一些關(guān)于技能方面的測試。這個新的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)之前的極大標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整合歸納成一個新的規(guī)定，在這個新的規(guī)定中有許多與之前老的規(guī)定有所不同的地方，各大水泥企業(yè)應(yīng)該認(rèn)真的學(xué)習(xí)，切不可大意，敷衍了事。其中尤其對氯離子的含量做出來嚴(yán)格的規(guī)定，要求各大企業(yè)要嚴(yán)格使用特定的檢驗儀器，會有特定的工作人員進(jìn)行儀器的使用培訓(xùn)。

②水泥企業(yè)要嚴(yán)格的對其中氯離子的含量進(jìn)行檢測，測定是否符合標(biāo)準(zhǔn)，以便及時的調(diào)整水泥的配科方案。由于我國面積比較大，在各個地區(qū)都有一定的水泥廠，而每個水泥廠的原材料也許相差很大，因此，首先就需要對當(dāng)?shù)氐乃噙M(jìn)行檢測，檢測其中的氯離子是否符合標(biāo)準(zhǔn)，然后，在對其進(jìn)行調(diào)整。

③由于水泥在鋼筋混凝土中的使用性能，因此，我們在制作水泥時，要嚴(yán)格的選用正確的助磨劑。在現(xiàn)如今的生產(chǎn)水泥的工藝中，粉磨工藝消耗的電能是總的消耗的70%以上，因此，選擇正確的助磨劑是十分必要的。而且這是目前唯一能夠使得磨機(jī)節(jié)能的方式。

（2）以防止混凝土中的氯離子含量超標(biāo)，混凝土外加劑生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)外加劑時應(yīng)該嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)，不要只圖一時的賺錢，而在外加劑中加大氯離子的含量；建筑施工企業(yè)在調(diào)制混凝土的時候亦應(yīng)該嚴(yán)格的按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，以防止因為混凝土的調(diào)制錯誤，而導(dǎo)致工程結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

（3）建筑企業(yè)在選用調(diào)制混凝土的原材料時要嚴(yán)格遵守國家標(biāo)準(zhǔn)在選用原材料時不僅要對水泥和外加劑進(jìn)行測定氯離子含量，對砂子以及水也要嚴(yán)格的測定氯離子含量，在測定合格后才能使用，不能在沒有經(jīng)過測定的情況下盲目的使用。

5 結(jié)語

現(xiàn)如今，鋼筋混凝土中鋼筋的腐蝕主要原因是氯離子的含量超標(biāo)，而大部分的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)損壞的原因就是其中的鋼筋遭到腐蝕，因此，解決鋼筋混凝土中氯離子含量超標(biāo)的問題已經(jīng)是全世界都在關(guān)注的一個問題。因此，我們現(xiàn)在任務(wù)不只是對鋼筋混凝土中鋼筋的防護(hù)，更重要的應(yīng)該是如何在滿足結(jié)構(gòu)技術(shù)要求的前提下，使得鋼筋混凝土中的氯離子含量減少，這是我們有關(guān)部門以及工作人員研究的課題，同樣的是我們作為一個合格公民應(yīng)盡的義務(wù)與責(zé)任。

[1]陳經(jīng)恢，盤文堅.對于新制定混凝土中氯離子含量測定方法的研究[J].廣東土木與建筑，2015，08.

[2]何春凱.淺談既有建筑混凝土中氯離子含量的測定方法[J].2014，01.