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混凝土中氯离子的来源、危害、作用机理和检测方法!

      

     早在2006 年的9 月相关工作人员就已经圆满地完成了《通用硅酸盐水泥》报批稿的工作,但是又经过一段长期的协商讨论,最终才决定于2007年的年底正式发布,于是国家标准《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)于2008年正式开始实施,这一工作的进行将是我国建筑施工行业的重大转折,其覆盖了水泥的生产、科研等各个领域。特别是研究与生产水泥的大型企业,在研究与生产中,每一步工作的进行都必须按照这个新标准进行,以保证水泥产品的质量。

其实在2002 年的时候,国家质检总局与国家建设部就联合对我国的混凝土的结构设计制定了相应的标准,甚至在规定中,对混凝土中氯离子的含量做了详细、具体的规定,而且在2004 年的时候,两个部门又联合发布了针对建筑结构检测技术的相关标准。在这个标准中,对混凝土中氯离子的检测方式做了详细的介绍与规定。这些规定与标准的制定将会对我国水泥行业,乃至建筑行业的快速发展起到关键的作用。

1 混凝土中氯离子的来源

1.1 来自于水泥中的氯离子

氯盐是水泥生产中较为廉价且来源丰富的原料之一。它是水泥生产中常见且效果极好的增强剂,可以把水泥的强度大大增加,而且值得一提的是,其还能降低水泥中水的结冰温度,以防止水泥过早地结冰,对水泥的质量造成影响;它还可以做燃料煅烧的矿化剂,可以降低燃料的烧成温度,这样就可以避免能源的浪费,降低投入的成本,以获得较高的经济效益。水泥中氯离子的主要来源是原料、外加剂等等。在原料进行煅烧的过程中,大量的氯离子会被排出去,残留的很少。在我国一些新的标准中,氯离子的含量不得超过0.06%,只有这样才能够保证水泥的质量。

1.2 来自于砂子中的氯离子

在我国使用的天然海砂中,由于海水中存在着大量的氯离子,就导致在收集海砂时,在海砂的表面会粘附大量的氯离子,这就导致了砂子中的氯离子含量增大,这就需要对砂子进行进一步的处理才能够用于混凝土中。

1.3 来自于水中的氯离子

混凝土的制作一般都是水泥与砂子等一块搅拌而成的,同样的也需要加水,因此水是混凝土中必不可少的一种原材料,如果制作时使用饮用水的话,那么氯离子的含量就很少,也就没有多大的影响,但是如果使用地表水或者海水的话,那么掺入的氯离子含量也许就会超标,因此,就需要对水中的氯离子含量进行测定,以确定这种水是否可以用来制作混凝土。

1.4 来自于外加剂中的氯离子

在制作混凝土是往往需要添加外加剂,而一些外加剂中的主要成分是氯盐,因此,在制作混凝土时要严格控制掺入外加剂的含量,不能只注重其使用功能,也要考虑其中氯离子是否超标。

2 氯离子含量超标时对混凝土质量的影响

2.1 如果氯离子含量超标,钢筋易被腐蚀,从而导致混凝土的质量下降

严格控制氯离子含量的原因是:氯离子易对混凝土中钢筋进行锈蚀,这将会是对混凝土产生极大的破坏。通常情况下,氯离子对混凝土中的钢筋的腐蚀主要分为两种:干腐蚀和湿腐蚀。如果氯离子在对钢筋进行腐蚀是有水分子的参与的话,那么这种腐蚀就是湿腐蚀,否则就是干腐蚀,其实,氯离子对钢筋的腐蚀就是一个简单的化学反应。氯离子能够使得钢筋中的铁分子失去电子,变为易溶于水的铁离子,然后经过一系列的变化,变成铁锈,导致钢筋被腐蚀。记得在20 世纪50 年代的时候,由于我国的技术不是很成熟,在冬天施工时,为了施工方便同时缩短工期,大量的使用了以氯盐为主的外加剂,这就导致严重的后果,大量的钢筋被腐蚀,施工队为此付出了严重的代价。在国标中早就对于氯离子的使用做出了严格的规定,禁止过量的使用一些氯离子含量较大的外加剂,经过上次的教训,我国现如今,在进行钢筋混凝土工程中,是不提倡使用氯盐类的外加剂的。同时规定,在使用钢筋混凝土时,其中氯离子的含量不得超过水泥的1%,而且在制作钢筋混凝土时要对钢筋做防锈处理,并且尽可能的把钢筋混凝土做的密实些。而且在一些工程中是严格禁止使用氯盐类的外加剂的,具体如下:制作的结构在高湿度的环境中使用时、预应力结构时等等,都是严格禁止使用氯盐类外加剂的。

2.2 氯离子含量过高时,会降低混凝土的抗化学侵蚀、耐磨性以及强度

如果混凝土中氯离子含量超标时,那么混凝土的抗化学腐蚀以及抗折强度都会有所降低,其原因也是因为氯离子对混凝土中的钢筋的腐蚀。

2.3 当氯离子的含量超标时,将会影响混凝土的耐久性

在近些年来,由于氯离子的原因钢筋混凝土被腐蚀,导致了大量的事故发生,于是这已经成为国内外专家学者研究的重点对象,氯离子对钢筋混凝土的危害之所以那么的严重是因为氯离子一旦对钢筋进行腐蚀,就会很快的对钢筋进行破坏,在极短的时间内钢筋混凝土就会遭到破坏,造成严重的后果。

3 混凝土中氯离子的检测

在进行混凝土的氯离子的检测和评定时,我们不得将混凝土中各原料氯离子含量求和进行代替,以下着重介绍下硬化混凝土中水溶性氯离子含量的检测方法。

3.1 检测所需要的样品

硬化混凝土可采用标准养护试件、同条件养护试件或混凝土芯样进行检测。

3.2 检测步骤

样品配备方式按照行业标准《混凝土中氯离子含量检测技术规程》(JGJ/T494-2016)执行。

1)进行试验时,首先将20g 砂浆粉末置于三角烧瓶中,加入100mL蒸馏水煮沸5min,然后盖好瓶塞静置24h后,用滤纸获取滤液。

2)取两份20mL 滤液置于两个三角烧瓶内,各滴两滴酚酞,再用硝酸溶液中和至无色。

3)分别向两个三角烧瓶中加入10 滴铬酸钾指示剂,然后用硝酸银标准溶液分别滴至略带桃红色的黄色不消失,且颜色保持一致。

4)记录各自消耗的硝酸银标准溶液的体积,取平均值,最后计算出氯离子含量。

4 如何才能保证混凝土中的氯离子不会超标

1)为了避免不良后果再次的发生,工程团队能做的只有国家的标准严格的控制钢筋混凝土氯离子的含量,这不仅是一种工作,同样是一种责任,是对企业负责,对人民负责,为了达到国家新制定的标准,企业应做好以下几项工作:

①认真地学习新标准中的各项新的规定,并且多制定一些关于技能方面的测试。这个新的标准是根据之前的极大标准进行整合归纳成一个新的规定,在这个新的规定中有许多与之前老的规定有所不同的地方,各大水泥企业应该认真的学习,切不可大意,敷衍了事。其中尤其对氯离子的含量做出来严格的规定,要求各大企业要严格使用特定的检验仪器,会有特定的工作人员进行仪器的使用培训。

②水泥企业要严格的对其中氯离子的含量进行检测,测定是否符合标准,以便及时的调整水泥的配科方案。由于我国面积比较大,在各个地区都有一定的水泥厂,而每个水泥厂的原材料也许相差很大,因此,首先就需要对当地的水泥进行检测,检测其中的氯离子是否符合标准,然后,在对其进行调整。

③由于水泥在钢筋混凝土中的使用性能,因此,我们在制作水泥时,要严格的选用正确的助磨剂。在现如今的生产水泥的工艺中,粉磨工艺消耗的电能是总的消耗的70%以上,因此,选择正确的助磨剂是十分必要的。而且这是目前唯一能够使得磨机节能的方式。

2)以防止混凝土中的氯离子含量超标,混凝土外加剂生产企业在生产外加剂时应该严格遵守标准,不要只图一时的赚钱,而在外加剂中加大氯离子的含量;建筑施工企业在调制混凝土的时候亦应该严格的按照国家规定的标准,以防止因为混凝土的调制错误,而导致工程结构出现问题。

3)建筑企业在选用调制混凝土的原材料时要严格遵守国家标准在选用原材料时不仅要对水泥和外加剂进行测定氯离子含量,对砂子以及水也要严格的测定氯离子含量,在测定合格后才能使用,不能在没有经过测定的情况下盲目的使用。

    钢筋混凝土中钢筋的腐蚀主要原因是氯离子的含量超标,而大部分的钢筋混凝土结构损坏的原因就是其中的钢筋遭到腐蚀,因此,解决钢筋混凝土中氯离子含量超标的问题已经是全世界都在关注的一个问题。因此,我们现在任务不只是对钢筋混凝土中钢筋的防护,更重要的应该是如何在满足结构技术要求的前提下,使得钢筋混凝土中的氯离子含量减少,这是我们有关部门以及工作人员研究的课题,同样的是我们作为一个合格公民应尽的义务与责任,加强海沙使用管控,杜绝水洗海沙充当淡化沙是我们眼前最重要的课题。