混凝土中氯離子的危害及預防措施

2021-08-15 09:47:05 字數 4674 閱讀 8845

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**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,最後說明了有關各行業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《通用矽酸鹽水泥》報批稿,在2023年9月就已完成,隨後經過若干次的建材生產與建一e使用的協商討論,終於2023年底發布,國家標準gb 175—2007《通用矽酸鹽水泥》於2023年6月1日實施,這個標準的正式實施,是我國水泥行業的大事,也是建築施工行業的大事,它涉及到水泥產品的生產、流通、應用、科研與設計的各個方面。尤其是水泥生產企業,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裝置的購置、校驗、使用,還是生產工藝過程中的技術引數調整與控制,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過渡。

早在2023年4月1日,國家建沒部和同家質檢總局就聯合發布實施了gb 50010--2002((混凝土結構設計規範》,其3.4耐久性規定的章節中,就對混凝土中最大氯離子的含量作了具體的規定;2023年l2月1日,兩部局又聯合發布實施了gb/t 50344---2004《建築結構檢測技術標準》,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規範;2023年6月1日國家建設部發布實施了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3.1.10條中對混凝土用砂的氯離子含量也作了規定。這些標準和規範的配套實施,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**

1.1 水泥中的氯離子

氯鹽是廉價而易得的丁業原料,它在水泥生產中具有明顯的經濟值。它可以作為熟料煅燒的礦化劑,能夠降低燒成溫度,有利於節能高產;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**主要是原料、燃料、混合材料和外加劑,但由於熟料煅燒過程中,氯離子大部分在高溫下揮發而排出窯外,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≤0.5%的助磨劑和水泥中的氯離子含量必須≤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。

1.2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。

1.3水中的氯離子

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製,一般來說是沒有問題的,如果是地表水、地下水、再生水、混凝土企業裝置洗刷水和海水,這時就應該考慮和測定其中的氯離子含量,最後確定水源是否能用,否則,有可能給混凝土帶來氯離子的超標。

1.4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

2.1鋼筋腐蝕,導致混凝土質量下降

氯離子對混凝土中鋼筋的鏽蝕是對混凝土最大的破壞和負面影響。鋼筋的腐蝕分為溼腐蝕和幹腐蝕兩種。鋼筋在混凝土結構中的鏽蝕是在有水分子參與的條件下發生的腐蝕,屬溼腐蝕。

鋼筋的鏽蝕過程是乙個電化學反應過程。使鋼筋表面的鐵不斷失去電子而溶於水,從而逐漸被腐蝕;與此同時,在鋼筋表面形成紅鐵鏽,體積膨脹數倍,引起混凝土結構開裂。水泥在沒有cl_或cl一含量極低的情況下,由於水泥混凝土鹼性很強,ph值較高,保護著鋼筋表面鈍化膜使鏽蝕難以深

入,氯離子在鋼筋混凝土中的有害作用是破壞鋼筋鈍化膜,加速鏽蝕反應。當鋼筋表面存在ci-、0:和h20的情況下,在鋼筋的不同部位發生如下電化學反應:

fe+2ci----}fecl2+2e-+fe鬥+2c1.+2e

02+2h20+4e--珥oh-進入水中的fe抖與oh作用生成fe(oh):,在一定的h20和0:條件下。可進一步生成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),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,致使大量建築因鋼筋嚴重鏽蝕而過早破壞,付出了昂貴代價。國家標準gb 8076--1997(混凝土外加劑》和gb 501 19-_2003《混凝土外加劑應用技術規範》都規定了早強劑、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鏽蝕。現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,我國規定一般鋼筋混凝土工程中氯離子的含量不得大於水泥用量1.0%(港t鋼筋混凝土中不得大於水泥垂量的0.1%),並需對鋼筋作防鏽處理,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:

①在高濕度空氣環境中使用的結構;

②露天結構或經常受水淋的結構或處於水位公升降部位的結構;

③預應力混凝土結構;

④需蒸汽養護的構件或使用過程經常處於60℃以上的結構;

⑤與鍍鋅鋼材或鋁鐵相接觸部位的結構,以及與酸鹼或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鏽蝕,致使混凝土膨脹、疏鬆,從而導致混凝土抗化學侵蝕、耐磨性和強度的下降。

2.3影響混凝土的耐久性

近10年來,含氯環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,所以現在的混凝土規範、標準都對氯離子的濃度作了限制。

3 怎樣保證混凝土中的氯離子不超過標準的要求

3.1 水泥企業要嚴格按照gb 175__2007《通用矽酸鹽水泥》標準生產水泥企業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,也是避免鋼筋鏽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)整合修訂為乙個標準:gb 1 75—2007《通用矽酸鹽水泥》,其中更新的內容很多,需要水泥丁作者認真地學習和領會,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藝引數。由於我國地域遼闊,各水泥廠使用的原、燃、材料差異很大,不同地區氯離子的**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的熟料及水泥產品中氯離子含量的情況。

然後,再調整配料方案及有關t藝引數。

(3)考慮水泥在混凝土中的應用效能,正確的選用水泥助磨劑。水泥粉磨工藝電耗佔水泥生產總電耗的70%以上,而粉磨工藝中的能耗大部分轉化為熱能,因此,粉磨丁藝的節能增效,越來越重要。目前解決磨機節能的方法中,水泥助磨劑是有效途徑之一。

gb 175—2007《通用矽酸鹽水泥》標準的頒布實施,會使目前市場上相當數量的助磨劑不能在水泥生產中使用。水泥企業要以混凝土t程質量為重,使用真正能為水泥粉磨生產節能降耗、又不影響水泥質量的高效助磨劑。從2023年開始,國內許多有研究實力和科技支援的外加劑生產企業,提前進行了適應新標準的助磨劑研發工作。

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,助磨劑的用量由原來的0.4%加.8%,減少到0.1%-43.2%。真正帶入水泥中的氯離子不超過0.01%,試驗結果表明,水泥球磨機增產8%~10%,節電5%~lo%。

3.2混凝土外加劑生產企業要嚴格按照gb 8076~1997《混凝土外加劑》標準生產混凝土外加劑生產企業要嚴格按照國家現行的標準,生產合格的產品;建築施工企業要按照現行的應用技術規範正確使用,只有這樣才可以在混凝土外加劑的生產和使用環節不出問題,從而為保證混凝土質量奠定良好的基礎。

3.3建築企業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,檢驗合格後方可使用,且不可不經

檢驗盲目使用。

3.4摻加高質量的工業廢渣

水泥工業每年消納全國幾乎一半以上的下業廢渣,為落實科學的發展觀和國民經濟的可持續發展作出了貢獻。新標準中將水泥中的氯離子含量規定小於o.06%,同時考慮到鼓勵再生資源(工業廢渣)綜合利用的情況,加註說明「當有特殊要求時,該指標由買賣雙方協商確定」,這是在確保混凝土耐久性的前提下,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粒化高爐礦渣粉,不僅能改變混凝土的和易性,提高}昆凝土的流動性和可幫浦性,同時也能夠提高混凝土的後期強度和密實度,從而提高混凝土抗滲性;另外,高品位工業廢渣的加入,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鏽蝕的速度,從而延長了混凝土的壽命。

4 結語

混凝土中的氯離子(超過限量)是導致鋼筋鏽蝕的主要原因。鋼筋鏽蝕是影響鋼筋混凝土及預應力鋼筋混凝土結構耐久性的重要因素,是當前最突出的工程問題之一,已引起了各個國家的關注。我們大家不但要重視研究混凝土結構中的鋼筋鏽蝕與防護問題,並不斷推出新的檢驗評價方法與監控防護措施,更重要的是我們應該研究如何使新拌混凝土,在滿足技術要求的前提下,使工程使用的混凝土中氯離子最少,這應是我們與此有關各行業技術人員研究的課題,也是不可推卸的社會責任。

混凝土碳化的危害及預防措施

商品混凝土的碳化是引起鋼筋鏽蝕影響商品混凝土耐久性的重要原因之一,為提高商品混凝土的耐久性,必須防止商品混凝土的碳化或降低碳化速度。本文論述了商品混凝土碳化的機理 危害及影響碳化的因素,並提出了防止商品混凝土的碳化或放慢碳化速度所採取的措施,為防止鋼筋鏽蝕,提高商品混凝土的耐久性提供了重要依據。1概...

振動的危害及預防措施

振動 vibration 是指乙個質點或物體在外力作用下沿直線或弧線圍繞於一平衡位置來回重複的運動。長期接觸生產性振動可對機體產生不良影響。一 振動的分類與接觸機會 根據振動作用於人體的部位和傳導方式,可將生產性振動相對分為區域性振動 local vibration 或segmental vibra...

職業危害的預防措施

1 水泥除塵措施 1 流動攪拌機除塵。在建築施工現場攪拌機流動性比較,因此,除塵裝置必須考慮適合流動的特點。流動攪拌機上有2個塵源點,一是向料斗上加料時飛起的粉塵 二是料斗向拌筒中倒料時,從進料口 出料口飛起的粉塵。採用通風除塵系統。在拌筒出料口安裝活動膠皮護罩,擋住粉塵外揚 在拌筒上方安裝吸塵罩,...