混凝土中氯離子的危害及預防措施

1、混凝土中氯離子的危害及預防措施我國新水泥標準中增加氯離子檢驗人手， 分析了混凝土中氯離子 的來源和帶來途徑。 指出了氯離子對混凝土的影響和危害， 提出了怎 樣才能避免混凝土中氯離子超標的幾個措施， 最后說明了有關各行業(yè) 應研究怎樣才能使混凝土中氯離子的含量最少。這應是有關的技術 T作者的一種責任。引言通用硅酸鹽水泥報批稿，在 2006年9月就已完成，隨后經(jīng)過若干次的建材生產與建一 E使用的協(xié)商討論，終于2007年底發(fā)布，國家標準GB1752007通用硅酸鹽水泥于2008年6月1日實施，這個標 準的正式實施，是我國水泥行業(yè)的大事，也是建筑施工行業(yè)的大事， 它涉及到水泥產品的生產、流通、應用、科研

2、與設計的各個方面。尤 其是水泥生產企業(yè)，無論是產品品種的確定、配料方案的設計、化學 分析及物理檢驗儀器設備的購置、校驗、使用，還是生產工藝過程中 的技術參數(shù)調整與控制， 都必須進行必要的變更與適應， 只有這樣才 可能滿足新標準的要求，保證新標準的正常平穩(wěn)過渡。早在2002年4月1日，國家建沒部和同家質檢總局就聯(lián)合發(fā)布實施 了GB50010-2002(混凝土結構設計規(guī)范，其3. 4耐久性規(guī)定的章節(jié)中，就對混凝土中最大氯離子的含量作了具體的規(guī)定；2004年12月 1日，兩部局又聯(lián)合發(fā)布實施了 GBT 50344-2004 建筑結構檢 測技術標準，這個標準的附錄 C對混凝土中氯離子的含量測定方法作了

3、規(guī)范； 2006年6月1日國家建設部發(fā)布實施了 JGJ 52-2006( 普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準，這個標準在 3110條中對混凝土用砂的氯離子含量也作了規(guī)定。這些標準和規(guī)范的配套實 施，必將對水泥的生產、 使用和建設工程的質量提高起到積極的推動 和保證作用。1 混凝土中氯離子的來源1 1 水泥中的氯離子 氯鹽是廉價而易得的丁業(yè)原料，它在水泥生產中具有明顯的經(jīng)濟值。它可以作為熟料煅燒的礦化劑， 能夠降低燒成溫度， 有利于節(jié)能高產； 它也是有效的水泥早強劑，不僅使水泥 3 d強度提高50%以上，而且可以降低混凝土中水的冰點溫度， 防止混凝土早期受凍。 氯離子的來 源主要是原料、燃料、

4、混合材料和外加劑，但由于熟料煅燒過程中， 氯離子大部分在高溫下?lián)]發(fā)而排出窯外， 殘留在熟料中的氯離子含培 極少。如果水泥中的氯離子含量過高， 其主要原岡是摻加了混合材料 和外加劑 （ 如：工業(yè)廢渣、助磨劑等 ）。因此，在我國水泥新標準中增加了 “水泥生產中允許加入W 0. 5%的助磨劑和水泥中的氯離子含量必須W O. 06%”的要求，這主要是為了保證水泥不對混凝土質量產生過多負面影響。12砂子中的氯離子在天然砂中，特別是天然海砂中，因為海水中氯離子較高，使得海砂 的表面吸附的氯離子也比較多， 導致海砂中氯離子的含量較大， 如果 不加處理用在混凝土中，將會使混凝土中的氯離子含垣增多。13水中的氯

5、離子在混凝土拌制中， 水是不可缺少的原材料之一。 如果用飲用的自 來水拌制， 一般來說是沒有問題的， 如果是地表水、 地下水、再生水、 混凝土企業(yè)設備洗刷水和海水， 這時就應該考慮和測定其中的氯離子 含量，最后確定水源是否能用，否則，有可能給混凝土帶來氯離子的 超標。14外加劑中的氯離子在混凝土外加劑中， 特別是早強劑、 防凍劑、防水劑這類外加劑， 它們都含有以氯鹽為早強、 防凍、防水的組分， 在使用這些外加劑時。如果只考慮混凝土的使用功能， 而不嚴格控制摻量， 就可能致使混凝 土中氯離子含量超標。2 氯離子對混凝土質量的影響21鋼筋腐蝕，導致混凝土質量下降氯離子對混凝土中鋼筋的銹蝕是對混凝土

6、最大的破壞和負面影響。 鋼 筋的腐蝕分為濕腐蝕和干腐蝕兩種。 鋼筋在混凝土結構中的銹蝕是在 有水分子參與的條件下發(fā)生的腐蝕， 屬濕腐蝕。 鋼筋的銹蝕過程是 個電化學反應過程。 使鋼筋表面的鐵不斷失去電子而溶于水， 從而逐 漸被腐蝕；與此同時，在鋼筋表面形成紅鐵銹，體積膨脹數(shù)倍，引起 混凝土結構開裂。水泥在沒有Cl_或CI 一含量極低的情況下，由于水 泥混凝土堿性很強，pH直較高，保護著鋼筋表面鈍化膜使銹蝕難以深 入，氯離子在鋼筋混凝土中的有害作用是破壞鋼筋鈍化膜， 加速銹蝕 反應。當鋼筋表面存在CI-、0:和H2a的情況下，在鋼筋的不同部位 發(fā)生如下電化學反應：Fe+2CI-FeCI2+2e-

7、+Fe 斗 +2C1. +2e02+2H20+4e-珥OH進入水中的Fe抖與O堆用生成Fe（OH）:，在一定的H2（和0:條件下?？蛇M一步生成Fe（oH），產生膨脹，破壞混凝土。20世紀50年代，我國北方和某些國家 （尤其是前蘇聯(lián) ） ，為使冬季施工 方便，曾普遍使用氯化鈣等氯鹽作混凝土早強 （防凍、防水）劑，致使大量建筑因鋼筋嚴重銹蝕而過早破壞， 付出了昂貴代價。 國家標準 GB 8076-1997（ 混凝土外加劑和 GB501 19-_2003混凝土外加劑應用技術規(guī)范都規(guī)定了早強劑、防凍劑、防水劑等外加劑中氯離子的限 量和混凝土中的限量， 或者通過試驗證明氯離子超過一定的限量對鋼 筋無銹蝕

8、?，F(xiàn)在國內外鋼筋混凝土工程施工原則上不提倡使用氯鹽早 強（或防凍、防水）劑；即使摻用氯鹽，我國規(guī)定一般鋼筋混凝土工程 中氯離子的含量不得大于水泥用量1.0% （港T鋼筋混凝土中不得大于水泥垂量的 0. 1%） ，并需對鋼筋作防銹處理，將混凝土振搗密實。而且有些混凝土工程是禁止或不提倡使用氯鹽早強 （或防凍、防水 ）劑。如: 在高濕度空氣環(huán)境中使用的結構； 露天結構或經(jīng)常受水淋的結構或處于水位升降部位的結構； 預應力混凝土結構； 需蒸汽養(yǎng)護的構件或使用過程經(jīng)常處于 60C以上的結構; 與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構，以及與酸堿或S042-等侵蝕性介質相接觸的結構和其他工程。2. 2降低抗化學侵

9、蝕、耐磨性和強度當混凝土中氯離子較大時，會降低混凝土抗化學侵蝕性和耐磨性以及抗折強度。 其破壞機理也是因為氯離子對鋼筋的銹蝕，致使混凝土膨脹、疏松，從而導致混凝土抗化 學侵蝕、耐磨性和強度的下降。23影響混凝土的耐久性近10年來，含氯環(huán)境下混凝土中的鋼筋腐蝕已逐漸成為國內外耐 久性研究的重點。 與碳化引起的鋼筋腐蝕相比， 氯離子引起的鋼筋腐 蝕一旦發(fā)生，在較短的時間內即可對混凝土結構造成嚴重破壞。 因此， 通常將鋼筋開始腐蝕時間作為構件耐 _久性壽命的終結。 含氯環(huán)境下 混凝土中鋼筋開始腐蝕時間不僅與混凝土中氯離子的滲透過程有關， 還與臨界氯離子濃度有關， 所以現(xiàn)在的混凝土規(guī)范、 標準都對氯離

10、子 的濃度作了限制。3 怎樣保證混凝土中的氯離子不超過標準的要求31 水泥企業(yè)要嚴格按照 GB 175_2007通用硅酸鹽水泥標準生產水泥企業(yè)全面控制各品種水泥中的氯離子含量， 是在履行一種社會 的責任，也是避免鋼筋銹蝕和混凝土開裂的最有效方法之一。 為了更 好地過渡和適應新的水泥標準的要求， 水泥企業(yè)應該積極主動地做好 以下工作。(1) 深入學習新標準的各項規(guī)定和培訓有關測試技能。水泥新標準是 將原來的六大通用水泥的三項標準 (GB 175、GB 1344、 GB 12958)整合修訂為一個標準： GB 1 75 2007通用硅酸鹽水泥，其中更新的內容很多， 需要水泥丁作者認真地學習和領會，

11、 以便順利地貫徹實 施。尤其是新標準中增加了氯離子限量的要求， 需要企業(yè)盡快購置標 準指定的水泥氯 離子測定儀 ，化驗室工作人員要進行成分 測定、儀器 使用維護及校準知識和技能的培訓。(2) 認真分析掌握原材料、混合材料、熟料及水泥中氯離子含量。及 時調整配科方案及有關T藝參數(shù)。由于我國地域遼闊，各水泥廠使用 的原、燃、材料差異很大，不同地區(qū)氯離子的來源不同，以前的水泥 標準中又沒有檢測氯離子的要求, 因此,首先要摸清本地的資源情況 和本企業(yè)的熟料及水泥產品中氯離子含量的情況。 然后,再調整配料 方案及有關T藝參數(shù)。(3) 考慮水泥在混凝土中的應用性能，正確的選用水泥助磨劑。水泥 粉磨工藝電耗

12、占水泥生產總電耗的 70以上，而粉磨工藝中的能耗大部分轉化為熱能，因此，粉磨丁藝的節(jié)能增效，越來越重要。目前解 決磨機節(jié)能的方法中,水泥助磨劑是有效途徑之一。 GB 1752007通用硅酸鹽水泥 標準的頒布實施， 會使目前市場上相當數(shù)量的助 磨劑不能在水泥生產中使用。水泥企業(yè)要以混凝土 T程質量為重，使用真正能為水泥粉磨生產節(jié)能降耗、又不影響水泥質量的高效助磨 劑。從2005年開始， 國內許多有研究實力和科技支持的外加劑生產企 業(yè),提前進行了適應新標準的助磨劑研發(fā)工作。 一方面將粉體助磨劑 改為液體助磨劑，另一方面將氯離子含量由少量( 10%)降低到微量 ( 1%);與此同時，助磨劑的用量由原

13、來的0. 4%加.8%,減少到 01%-432%。真正帶入水泥中的氯離子不超過 001%，試驗結果表明，水泥球磨機增產8%10%，節(jié)電5%10%。3. 2混凝土外加劑生產企業(yè)要嚴格按照 GB 8076-1997混凝土外加劑標準生產混凝土外加劑生產企業(yè)要嚴格按照國家現(xiàn)行的標準, 生產合格的產品；建筑施工企業(yè)要按照現(xiàn)行的應用技術規(guī)范正確使用， 只有這樣才可以在混凝土外加劑的生產和使用環(huán)節(jié)不出問題， 從而為 保證混凝土質量奠定良好的基礎。33建筑企業(yè)要正確選用符合標準的混凝土原材料對混凝土原材料除水泥和外加劑外， 在使用前要對砂子、 水等原材料 進行分析試驗，檢驗合格后方可使用，且不可不經(jīng) 檢驗盲目

14、使用。34摻加高質量的工業(yè)廢渣水泥工業(yè)每年消納全國幾乎一半以上的下業(yè)廢渣， 為落實科學的發(fā)展 觀和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展作出了貢獻。 新標準中將水泥中的氯離子 含量規(guī)定小于O 06%，同時考慮到鼓勵再生資源（工業(yè)廢渣）綜合利用的情況，加注說明“當有特殊要求時， 該指標由買賣雙方協(xié)商確定” ， 這是在確?；炷聊途眯缘那疤嵯?， 給廢棄物的再利用， 保留了一定的空間。 在混凝土中摻人高品質的粉煤灰或?；郀t礦渣粉，不僅能 改變混凝土的和易性，提高 昆凝土的流動性和可泵性，同時也能夠提高混凝土的后期強度和密實度，從而提高混凝土抗?jié)B性；另外，高 品位工業(yè)廢渣的加入，還能夠吸附、中和、“稀釋”氯離子的濃度， 也能延緩氯離子對鋼筋銹蝕的速度，從而延長了混凝土的壽命。4 結語混凝土中