混凝土中氯离子检测技术的探讨

2016-09-06林晓森李品龙广东省建筑材料研究院

广东建材 2016年2期

林晓森　李品龙（广东省建筑材料研究院）

混凝土中氯离子检测技术的探讨

林晓森李品龙
（广东省建筑材料研究院）

本文介绍了混凝土中氯离子对混凝土性能的影响和危害，分析了混凝土中氯离子的来源和带来途径；不同的规范对混凝土中氯离子含量的不同要求，通过几种不同的试验方法对混凝土中氯离子含量进行了分析测定。分析了氯离子对混凝土结构的影响，提出了氯离子检测的重要性。

混凝土；氯离子；试验方法；结构；影响

1　前言

众所周知，混凝土中的氯离子是诱发钢筋锈蚀的重要因素，从而影响混凝土结构的耐久性和使用寿命。而如何控制混凝土中的氯离子摄入量，如何用更加科学的方法去检测氯离子的含量，已经成为一个时代话题，我们要用科学发展观去看待重视这个问题，坚持以预防为主、防治结合、综合治理的方针，走可持续发展之路。

2　氯离子对混凝土质量的影响和来源

氯离子侵蚀作用引起钢筋锈蚀，是一个极为复杂的电化学过程。氯离子对混凝土的影响主要有：一、导致混凝土质量下降；二、氯离子会降低混凝土抗化学侵蚀和混凝土强度；三、影响混凝土的耐久性。

混凝土中氯离子的来源主要有：混凝土的原材料，比如水泥中的氯离子、外加剂中的氯离子、石子里的氯离子、砂子里的氯离子、水中的氯离子、粉煤灰中的氯离子、还有矿渣粉中的氯离子等。

3　如何预防控制混凝土中的氯离子含量

要控制好混凝土中的氯离子含量，最主要的是从源头控制好原材料的氯离子含量，其次就是施工单位在施工之前采取有效措施去控制混凝土中氯离子的摄入量，原材料生产单位和施工单位担负着同样重要的责任使命。

4　不同标准对混凝土中氯离子含量的要求不同

不同的标准、规范对混凝土中氯离子含量的指标规定不相同，环境作用描述也不大相同，所以，我对混凝土原材料，混凝土产品及结构设计标准和规范中提出的控制指标存在不同的看法。

《混凝土质量控制标准》GB 50164-2011、《预拌混凝土》GB/T 14902-2012、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-2011、《海砂混凝土应用技术规范》JGJ 206-2010中的氯离子含量是指占水泥用量的质量百分比。

《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-2008、《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010、中的氯离子含量是指占胶凝材料用量的质量百分比。

而《水工混凝土试验规程》SL352-2006和《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004附录C中测定的氯离子含量是指砂浆试样质量的氯离子含量。

而《混凝土中氯离子含量检测技术规程》JGJ/T 322-2013中的硬化混凝土中水溶性氯离子是指占砂浆质量的百分比，在已知混凝土配合比的时候，是指占水泥质量的百分比。

这几个标准判定要求和计算公式都有所不同。在不知道混凝土配合比的情况下，我觉得应该采用“占混凝土质量的百分比”来表示混凝土中氯离子含量更加符合实际情况。

《混凝土质量控制标准》GB 50164-2011、《预拌混凝土》GB/T 14902-2012中规定混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量要求如下：（单位为水泥用量的质量百分比%）干燥环境中的钢筋混凝土不得大于0.3；潮湿但不含氯离子的环境中的钢筋混凝土不得大于0.2；潮湿且含有氯离子的环境、盐渍土环境中的钢筋混凝土不得大于0.1；除冰盐等侵蚀性物质的腐蚀环境中的钢筋混凝土不得大于0.06；预应力混凝土不得大于0.06；素混凝土不得大于1.0。

《海砂混凝土应用技术规范》JGJ 206-2010中海砂混凝土拌合物水溶性氯离子最大含量要求如下（水泥用量的质量百分比，%）：干燥环境中的钢筋混凝土小于0.3；潮湿但不含氯离子的环境中的钢筋混凝土小于0.1；潮湿且含有氯离子的环境和腐蚀环境中的钢筋混凝土小于0.06；素混凝土小于0.3。

《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T 50476-2008中规定混凝土中氯离子的最大含量（与胶凝材料的重量比表示）：I-A的钢筋混凝土要求小于0.3%；I-B的钢筋混凝土要求小于0.2%；I-C、V-C、V-D、V-E的钢筋混凝土要求小于0.15%；III-C、III-D、III-E、III-F、IV-C、IV-D、IV-E的钢筋混凝土要求小于0.1%；预应力混凝土要求小于0.06%。

表1　《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010中规定的氯离子含量

5　通过不同规范不同的检验方法作比较

下面以广州南沙某工程项目抽检同一个配合比的硬化混凝土和混凝土拌合物做试验，以不同标准的试验方法作对比分析，结果如下：

检验依据：50010-2010、50344-2004

⑴（硬化混凝土）加250mL水，吸取50mL滤液测定：

表2

⑵混凝土中氯离子含量（用单位体积混凝土中氯离子与胶凝材料的重量比表示）：

表3　混凝土配合比（kg/m3）

每立方米混凝土中氯离子重量（kg）：

0.015×（375+725+169+35+6.56）/100=0.197

每立方混凝土中胶凝材料的重量（kg）：

375+35=410

混凝土中氯离子含量计算（%）：

0.197/410×100=0.048%

预拌混凝土（该样品为现场检测）参考规范：JTJ270-1998

配合比（kg/m3）为，水泥：水：砂：石：粉煤灰：外加剂=（375：169：725：1010：35：6.56），水灰比β=0.45，第一次测定拌合物水中氯离子浓度CCl-（mol/L）为0.0243，第二次测定拌合物水中氯离子浓度CCl-（mol/L）为0.0239，平均值为0.0241（mol/L）。

参考标准：GB/T 50476-2008

⑴空白试验及样品测定：（试样体积200mL，吸取20mL滤液测试）

表4

⑵混凝土中氯离子含量计算：

混凝土配合比见表3。

每立方混凝土中氯离子重量（kg）：

0.013×（375+725+169+35+6.56）/100=0.170

每立方混凝土中胶凝材料的重量（kg）：

375+35=410

混凝土中氯离子百分含量（%）：

0.170/410×100=0.041

备注：配合比见表3，强度等级：C35。

参考规范分别为：GB/T50344-2004，JTJ 270-1998，GB/T 50476-2008。

检验出来的氯离子百分含量 %分别为：0.048、0.038、0.041。

以上试验主要应用了电位滴定法、离子选择电极法、铬酸钾法。其中，铬酸钾法滴定到终点时，主要靠肉眼辨别溶液的颜色变化来判定滴定终点，精确度不高，人为误差比较大。电位滴定法和离子选择电极法都是属于电化学方法，两者不同之处在于，离子选择电极法不需要AgN03标准溶液的配制和滴定，只需要用氯化钠标准溶液校准仪器即可，所得到的数据标准偏差小，而且能够简单、精准、快速地检测到混凝土中氯离子的含量，这种氯离子含量快速测定方法值得推广使用。