氯离子对土建工程混凝土的危害及其控制措施

徐 健杜江峰

（1.辽宁省建设科学研究院，辽宁 沈阳 110005 ； 2.内蒙古丰镇市城市规划管理局，内蒙古 丰镇 012100）

氯离子对土建工程混凝土的危害及其控制措施

徐 健1杜江峰2

（1.辽宁省建设科学研究院，辽宁 沈阳 110005 ； 2.内蒙古丰镇市城市规划管理局，内蒙古 丰镇 012100）

目前，众多的建筑物坍塌事件造成的事故触目惊心，经业内专家分析梳理其中因氯离子对土建工程混凝土造成的危害占比很大。可见，钢筋混凝土结构的安全、可靠度和耐久性等方面起着决定性的作用。故而，需从源头控制氯离子的含量，并采取一些技术防护措施。

氯离子 混凝土 锈蚀 坍塌

0 引言

随着国民经济的快速发展，大体积混硬土的应用越来越广泛。但众多的建筑物坍塌事件造成的事故更是触目惊心，经业内专家分析梳理其中因氯离子对土建工程混凝土造成的危害占比很大。可见，钢筋混凝土结构的安全、可靠度和耐久性等方面起着决定性的作用。

1 氯离子的来源

混凝土中氯离子的来源主要和其组分有关系。众所周知，混凝土主要由水泥、砂石、水等组分组成，有的为了改善混凝土的某些性能还掺和一些其他外加剂和掺合料。因此，混凝土中的氯离子主要是由这些原料引入的，应该严格控制。主要有以下几个方面的因素：

（1）骨料中的氯离子。混凝土的骨料主要是砂石，而砂石在混凝土中的配比最大（本工程中混凝土及其原材料等控制参数为：采用C30混凝土 P.S42.5矿渣硅酸盐水泥；配合比为=水159：水泥296：砂715：石子1256，单位kg），尤其是部分天然海沙，由于其海水中氯盐含量本身较高，因此，对其氯离子含量的控制应更加严格。

（2）水泥中的氯离子。水泥作为混凝土中不可缺少的组分，其水泥浆体在骨料中起填充、胶凝、硬化的作用。由于水泥的原料使用，如使用电石渣配料的熟料往往氯离子含量偏高。同时因部分氯盐是生产水泥和助磨剂的廉价原料，其可以作为水泥早强剂和防冻剂使用。为此，通用硅酸盐水泥国家标准GB175-2007中就增加对氯离子限量的要求并明确规定：“出厂水泥中氯离子含量不得大于0.06%”。这也是水泥标准中首次提出了对氯离子限量的技术要求。同时，在水泥助磨剂标准中将助磨剂的掺加量从原来的1.0%降为0.5%，这也是基于控制水泥中氯离子含量而做出的调整。

（3）水及其他外加剂中的氯离子。

2 对混凝土的主要危害

（1）钢筋锈蚀。水泥中Cl-的存在会导致混凝土中的钢筋锈蚀，从而降低混凝土建筑物的使用寿命和安全性。 氯离子对最终建筑物的危害，才是国家下决心控制水泥中Cl-含量的主要原因。 钢筋在混凝土结构中的锈蚀过程是在有水分子参与的条件下发生的湿腐蚀。在氧气和水分的共同作用下，由于电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。氯离子引起的钢筋锈蚀最为严重，由于氯离子浓度的增加，使钢筋与氯离子之间产生较大的电极电位，诱导着锈蚀电化学反应，促进钢筋锈蚀，但在反应中氯离子并不被消耗。 通常规定混凝土中氯离子含量不得高于0.2%。因为在氯盐环境下，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”。这样就会严重削弱钢筋的承载力和可延性，破坏混凝土中钢筋强度，直至钢筋断裂。

（2）混凝土裂缝。钢筋表面形成红铁锈后体积膨胀4倍多，使混凝土的强度逐渐降低，当铁锈的厚度超过0.1mm时，就会引起混凝土表面开裂，直到混凝土崩溃坍塌。

3 控制措施

直到目前为止，彻底解决混凝土中的钢筋锈蚀，控制氯离子对混凝土的危害尚未有避免的技术措施，只能从源头控制氯离子的含量入手，从防腐的角度采取一些预防措施，具体如下：

（一）源头控制、氯离子限量。

（1）严格控制混凝土各组分中的氯离子含量。如不使用海水、湖水、海砂等，若必须使用海砂也要用淡水淘洗；

（2）严格控制水泥中的氯离子含量。尤其是助磨剂和混合材的使用尽可能的避免使用氯盐含量偏高的原料；

（3）由于我国地域辽阔、各地区地貌环境差异较大，尤其是沿海地区更应该选择性的使用一些外加剂，如防冻剂的选择和使用、早强剂的选择和使用等；

（4）严格执行国家或行业关于氯离子限量要求的有关技术标准。如中国有关标准的要求： 石灰石Cl-≤0.015%、生料Cl-≤0.015%、 水泥Cl-≤0.06%、混凝土Cl-≤0.20%；日本有关标准的要求： 生料Cl-≤0.015%、水泥Cl-≤0.035%、特种水泥Cl-≤0.02%；欧洲有关标准的要求： 一般控制生料Cl-≤0.015～0.020%； 德国要求水泥Cl-≤0.10%。可见，国外对氯离子的控制要求更加严格、苛刻。

（二）过程控制、加强检验检测。应该按照国家现行

有关技术标准的有关技术要求对氯离子进行过程检验，使用精度等级高的氯离子分析仪进行快速分析，及时的调整组分配方比例，确保达标合格。

（三）施工控制、采取技术防护。

（1）在一些特殊的土建工程中应使用一些不锈钢钢筋作为普通钢筋的替代，但目前镀锌钢筋、包铜钢筋已很少使用，合金钢钢筋得到一定发展，特别是环氧涂层钢筋已被确认为钢筋防腐蚀的有效措施之一。

（2）同时，应严格用塑料纸将钢筋缠裹，避免钢筋裸露与水泥中的水分直接接触。也可以在混凝土的外表面涂刷保护涂层，如渗透性涂层可以渗入混凝土表层内部5mm左右，与混凝土组分发生化学反应后堵塞混凝土的孔隙率，形成保护膜。目前我国已有丙乳砂浆、氯丁缪乳砂浆等品种，近年来又出现了一些新的品种，如FC-01、RP -W系列防腐砂浆等。

总之，氯离子对混凝土的危害极大，应高度重视并严格控制。在现代化的建筑工程中已经成为混凝土施工质量控制的重要环节，不容忽视。

TU75

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1007-6344（2015）04-0110-01