氯离子控制方案.docx

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氯离子控制方案

砂氯离子控制措施

一、混凝土中氯离子的来源

1、水泥；氯离子的来源主要是原料、燃料、混合材料和外加剂，但由于熟料煅烧过程中，氯离子大部分在高温下挥发而排出窑外，残留在熟料中的氯离子含培极少。

如果水泥中的氯离子含量过高，其主要原料是掺加了混合材料和外加剂（如：

工业废渣、助磨剂等）。

因此，在我国水泥新标准中增加了“水泥生产中允许加入≤0．5％的助磨剂和水泥中的氯离子含量必须≤O．06％”的要求，这主要是为了保证水泥不对混凝土质量产生过多负面影响。

2、砂子中的氯离子在天然砂中，特别是天然海砂中，因为海水中氯离子较高，使得海砂的表面吸附的氯离子也比较多，导致海砂中氯离子的含量较大，如果不加处理用在混凝土中，将会使混凝土中的氯离子含垣增多。

3、水中的氯离子在混凝土拌制中，水是不可缺少的原材料之一。

如果用饮用的自来水拌制，一般来说是没有问题的，如果是地表水、地下水、再生水、混凝土企业设备洗刷水和海水，这时就应该考虑和测定其中的氯离子含量，最后确定水源是否能用，否则，有可能给混凝土带来氯离子的超标。

4、外加剂中的氯离子在混凝土外加剂中，特别是早强剂、防冻剂、防水剂这类外加剂，它们都含有以氯盐为早强、防冻、防水的组分，在使用这些外加剂时。

如果只考虑混凝土的使用功能，而不严格控制掺量，就可能致使混凝土中氯离子含量超标。

二、原因影响的分析

钢筋混凝土结构是当前应用最广泛的结构形式之一，氯离子对结构混凝土的影响。

使钢筋混凝土结构因为耐久性不足而导致结构提前失效，造成了重大的经济损失。

钢筋腐蚀是严重威胁钢筋混凝土结构耐久性的首要因素。

混凝土中的钢筋是否发生腐蚀取决于维持其钝态的钢筋、混凝土界面环境条件，混凝土碳化和氯离子侵蚀是导致钢筋表面去钝化，引起腐蚀的主要原因。

氯离子的腐蚀主要包括：

氯离子渗透速度、开始腐蚀条件和钢筋腐蚀速度。

（1）自然腐蚀电位是影响钢筋腐蚀状态的综合性控制因素。

随着自然腐蚀电位的降低，临界氯离子浓度升高。

临界氯离子浓度与溶液的pH值有关。

钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值的对数与钢筋电位近似呈线性关系。

（2）孔隙液的pH值是影响临界氯离子浓度的重要因素之一，钢筋腐蚀时的氯离子浓度均值与溶液的pH值近似呈指数关系；孔隙液的碳化程度也影响临界氯离子浓度，当碳化程度超过一定界值时，临界氯离子浓度可能随碳化程度的增加而增加。

（3）温度影响临界氯离子浓度的重要因素之一。

温度升高钢筋腐蚀时的氯离子浓度呈下降趋势。

温度主要通过影响电化学过程速率、钢筋腐蚀微环境等途径对临界氯离子浓度产生影响。

（4）不同氯离子浓度的腐蚀介质对混凝土抗压强度会产生影响。

混凝土龄期在2个月以后,氯离子浓度越大,其抗压强度下降越明显。

混凝土固化初期，由于腐蚀产物的填充作用,氯离子对其强度增加有一定益处；但长时期处于氯离子腐蚀介质中混凝土抗压强度下降速度比不含氯离子腐蚀环境中的要快；混凝土本身的配比会对氯离子对其的腐蚀效果产生影响。

（5）水灰比和氯离子含量对钢筋腐蚀的影响，在水灰比不变的前提下，氯离子含量越高，钢筋腐蚀越快；当氯离子含量一定的前提下，降低水灰比可以降低钢筋腐蚀的速度。

3、防治措施及控制标准：

1、原材料进场控制措施

1）水泥

符合现行国家标准《通用硅酸盐水泥》规定的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，不得使用早强水泥。

碱含量＜0.6%，氯离子总量小于胶凝材料质量的0.1%。

控制水泥细度及C3S含量，碱含量＜0.6%，氯离子总量小于胶凝材料质量的0.1%。

采用硅酸盐水泥，不采用超量掺有火山灰或煤灰的硅酸水泥。

要求采用同厂家、同品种水泥，不得中途更换水泥。

检验频率：

同厂家、同品种、同强度等级、同编号的袋装每200t为一批，散装：

每500t为一批次。

2）碎石

石质优先使用玄武岩或花岗岩，堆积密度≥1500kg/m3，吸水率≤1%，避免使用碱活性反应的骨料（每一料源检测一次），采用二级以上破碎工艺加工，最后一级采用反击式破碎或锤式破碎，规格合理，能以较好的比例配制5-31.5和5-25连续级配，碎石最大公称粒径不大于25mm。

骨料在生产、采集、运输、储存过程中，严禁混入影响混凝土性能的有害物质，并按品种规格分别堆放，不得混杂。

在装卸及储存时，应采取措施，使骨料颗粒级配均匀，并保持洁净。

检验频率：

同产地、同规格、同一进场时间每400m3为一批次。

碎石的技术要求

项目

混凝土强度等级

C55-C40

≤C35

≥C30

针片状%

——

——

≤15

≤25

含泥量%

——

——

≤1.0

≤2.0

泥块含量%

——

——

≤0.5

≤0.7

小于2.36mm含量%

5

硫化物及硫酸盐折算为SO3（%）

≤1

坚固性（循环次数5）

质量损失≯5%

3）砂

采用级配良好、颗粒洁净、质地坚硬、吸水率低、孔隙率小、粒径小于4.75mm的河砂。

砂的技术要求

项目

≥C30的混凝土

级配

中砂，4.75mm筛筛余0-5%，0.6mm筛累计筛余40-70%，0.15mm筛累计筛余≥95%，泵送混凝土0.3mm筛通过量≥15%

含泥量%

≤3

≤5

泥块含量%

≤1.0

≤2.0

云母含量%

＜2（每一料源一次）

轻物质含量%

＜1

硫化物及硫酸盐折算为SO3（%）

＜1（每一料源一次）

有机质含量（比色法）

颜色不深于标准色，如深于标准色，以水泥砂浆进行抗压强度对比试验，大于洗除有机质的砂浆强度的95%为合格

坚固性（循环次数5）

质量损失≤8（每一料源一次）

检验频率：

同产地、同规格、同一进场时间每200m3为一批次

2、控制标准

对于每次进场的砂，强调先检后用原则，国家标准《建设用砂》GB14684-2011规定，一类砂氯离子含量不得大于等于0.01%，住建部行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006强制性条文3.1.10，砂中氯离子含量应符合下列规定：

、对于钢筋混凝土用砂，其氯离子含量不得大于0.06%（以干砂的质量百分率计）。

、对于预应力混凝土用砂，其氯离子含量不得大于0.02%（以干砂的质量百分率计）。

混凝土中氯离子总含量包括水泥、矿物掺合料、粗骨料、细集料、水、外加剂等所含氯离子含量之和，不应超过胶凝材料总量的0.10%

3、检测方法

铬酸钾法：

先烘干沙，称取500G,再取500ML蒸馏水，放瓶中静置2H，再用滤纸过滤，取50ml试样，加1ml铬酸钾指示剂，再用0.01mol/L硝酸银滴定至砖红色，记下V，再由公式算出。

电位滴定法；电位滴定法是通过电池电动势的变化来确定滴定终点的滴定。

具体方法；将一个银电极（作为指示电极）与另一个电位恒定电极饱和甘汞电极（作为参比电极），同时插入被测样品溶液中组成工作电池，用电位计或酸度计测定两极在溶液中组成的原电池电动势，银离子与C1-反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀。

在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀，两电极间电势变化缓慢，等当点时C1-全部生成氯化银沉淀，这时滴入少量硝酸银即引起电势急剧变化，指示出滴定终点，则停止滴定。

在滴定过程中记录每次的电动势E和每次的AgNO3消耗的体积V，并列表根据公式计算出氯离子的含量。

用铬酸钾法或电位滴定法自检合格，应根据每次进场和每个批次进行及时应邀监理见证取样送监测站检测合格后方可使用。

4、控制措施

在氯离子侵蚀环境下进行加固施工时，宜采用加大截面法，加固时应先剔除构件表面疏松的混凝土，并对钢筋进行除锈；必须保证加固用钢筋或角钢有足够的保护层厚度，增加混凝土的密实性。

减缓氯离子的渗透速度。

表面涂抹环氧树脂，隔绝水分。

（1）降低水灰比。

（2）控制环境温度。

（3）技术措施：

钢筋的腐蚀分为湿腐蚀和干腐蚀两种，钢筋在混凝土结构中的锈蚀是在有水分子参与的条件下发生的腐蚀，属湿腐蚀。

这种腐蚀属电化学腐蚀，钢筋的锈蚀过程是一个化学反应过程。

钢筋锈蚀过程可表示为：

Fe→Fe2+＋2e－阳极反应＋H2O＋2e－→2OH－阴极反应

将上述两个反应式综合起来则得：

Fe＋＋H2O→Fe（OH）2Fe（OH）2+→Fe（OH）3

即反应的结果是阳极生成了氧化物，在O2及H2O共同存在的条件下，由于上述化学反应使钢筋表面的铁不断失去电子而溶于水，从而逐渐被腐蚀，在钢筋表面形成红铁锈，体积膨胀数倍，引起混凝土结构开裂。

由于混凝土浆体的pH值很高，钝化可保护钢筋不锈蚀，但当pH值改变时，金属自身的氧化还原本质使钢筋发生锈蚀。

当pH值为9.5～12.5时，金属表面存在一层氧化铁或氢氧化铁膜，钢筋不容易发生锈蚀，通常将将这一层氧化物称为

γ-Fe2O3。

水泥水化时很快便在金属上形成了钝化膜，随着水化的缓慢进行，该保护膜的厚度逐渐变大一般为10－3～10－1μm。

混凝土中氯离子浓度应不得高于0.2%，必须根据水泥浆中碱含量来确定氯离子的限值。

钢筋锈蚀使混凝土的强度降低，当铁锈的厚度超过0.1mm时就会引起混凝土表面开裂。

可以通过对混凝土中钢筋进行半电池电极测试来确定钢筋是否锈蚀，当电场值低于―0.35V时，认为钢筋已发生了锈蚀。

由于钢筋在混凝土中的锈蚀导致电化学反应，因而其锈蚀速度与锈蚀量均可用电量来表示。

通常当腐蚀电流密度为100μA/cm2时，其锈蚀速度约为1mm/a。

氯盐引起的钢筋锈蚀最为严重。

氯离子在引起钢筋锈蚀的电化学反应中并不被消耗。

在氯盐环境下，横向宏观裂缝处的钢筋截面受氯盐侵蚀可形成很深的坑蚀，会严重削弱钢筋的承载力和延性，因而对裂缝宽度的限制应更为严格，对于氯盐轻度腐蚀下的混凝土结构，采用水胶比不高于0.4并掺用矿物外加剂，适当提高保护层厚度的方法，可以解决问题。

除了采用水胶比低于0.35的掺粉煤灰和硅灰混凝土外，还采取了三项措施：

（1）在砌筑体边缘，增加覆盖保护层厚度；

（2）环氧涂膜钢筋；

（3）采用阴极保护方法，专门将钢筋焊接连通后再环氧涂膜，作为最终可以用来对付的手段。

另外，需要说明的是，水泥砂浆、混凝土及其制品的表面层水化产物，与大气中的二氧化碳反应生成碳酸盐的作用称之为：

碳化作用。

碳化作用也会引起钢筋锈蚀，但可通过控制水胶比和适当增加混凝土的保护层厚度加以防范。

5、砌筑抹灰用砂氯离子控制措施

（1）从源头控制：

应与砂石料供应商签订供应质量协议，禁止供应海砂，必须供应合格的陆地河砂。

有专职的质量验收人员，对每批次进场砂石料进行取样检测，必须达到氯离子含量标准，超标的材料坚决退场处理。

（2）严格执行【混凝土结构工程施工质量验收规范GB50204-2002】【普通混凝土用砂质量检验方法及标准】（JGJ52-2006）等技术规范、标准，加强对工程用砂的采购、检验等环节的管理，确保工程用砂符合质量要求。

6、控制措施（补充完善部分）

1、原材料进场设有专职的质量验收人员，对每批次进场砂石料进行取样检测，必须达到氯离子含量标准，超标的材料坚决退场处理。

2、特别是施工用砂要严把质量关、对氯离子的抽样检测必须做到每批次每批量检验合格后方可使用。

3、施工前对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，对水泥及添外加剂的碱含量严格加以控制，并对混凝土做好防水隔离；

4、严防集料中混入石灰等碱性杂物。

5、优化混凝土配合比，降低用水量和水泥用量；

6、混凝土浇筑前进行技术交底；

7、加强对沙石料含水量的检查，根据含水量的变化及时调整施工配合比；

8、对新浇混凝土要及时采取有效的养护措施进行保湿养生；

9、改善混凝土振捣施工工艺，加强混凝土振捣施工过程控制；

10、掌握好混凝土收光时机，在混凝土接近初凝前完成。

11、大体积混凝土施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，降低混凝土拌合物入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热；

12、夏季应及时覆盖草袋、麻袋或土工布并洒水养生，保证湿润，避免暴晒；