既有建筑 混凝 土 中氯 离子固化 比例 的试验研 究 何春凯 (中国建筑科学研 究院) 【摘要 】我 国近 海和 沿 海地 区既有 混凝 土 结构 广泛存 在 的氯 离子拌 制掺 入 和 渗透侵蚀 问题 严 重威胁 结构 耐 久性。 目前工程实践 中由于忽视部分氯离子固化 的影响 ，多直接将测得的游 离态氯离子含量与规范中的总 掺 入 量 限值 进 行 比较 来评 定 ，从 而低估 了既有 建 筑 的实际 耐 久性 风 险 。本 文通 过试验 研 究得 出 了氯 离子 固 化 的大致比例 范围，对既有钢 筋混凝土结构的耐久性评定可起到重要的参考作 用。 【关键 词 】 既有建 筑混 凝 土 氯 离子检 测 固化 比例 耐 久性 评 定 1钢筋混凝土中氯离子含量的限值要求 我 国近海和沿海地 区既有混凝土结构广泛存 在 的氯离子拌制掺入和渗透侵蚀 问题严 重威胁 结 构耐久性 。解决这一问题最好 的方法是在造成钢筋 锈蚀之前及早发现 ，及早采取阻断防护措施。因此 ， 准确的检测出混凝土中的氯离子含量，并进行正确 的耐久性评定是非常重要的。 研 究认为，进入混凝土 内的氯离子中的一部分 将被水泥水化产物 固化 ，这部分被混凝土固化 的氯 离子称作结合氯离子，而另一部分氯离子溶解于混 凝土孔 隙溶液 中，以渗透、扩散和毛细作用三种形 式在混凝土中迁移 ，这部分氯离子称作 自由氯离子。 研究发现 ，只有当钢筋周 围的 自由氯离子达到一定 的质量分数，才能破坏钢筋的钝化膜使钢筋锈蚀 ， 而结合氯离子并不直接 引起钢筋锈蚀。 鉴于上述原理，国际上对混凝土 内氯离子含量 的限值分为两种方式，一种是以掺入量作为控制因 素 ，便 于在 施 工阶 段进 行质 量控 制 ；另一 种是 以水 溶性氯离子的实际测得量为控制因素，便于直观判 断是否超过了引起钢筋锈蚀的阈值 。我国的规范采 取 了前者的方式，并且在混凝土用砂 、石 、拌合用 水方面都有具体的规定。在混凝土设计规范中，更 是将施 工 中各阶段 引入 的氯离子统一折算到 占水 泥重量的比例，从而实现 了氯离子掺入的总量规定。 2当前氯 离子评 定工作所面I临的问题 我 国规范是 以施 工控制 的角度 出发来进行氯 离子含量 的规定，当进行 已硬化混凝土中氯离子含 量超标与否的判定工作时就遇到了困难 。 当前 的测试方法 ，无论是实验室还是现场检测 的方法，检测 出的都是水溶性氯离子 ，即游离态的 何春凯，中国建筑科学研究院 地 址 ：深圳 市 南 山区 高新 南一道 富诚 大厦 7层 E-mail：hechunkai@cabrtech．corn， 电话 ：0755—86022720 氯离子，以此指标来衡量腐蚀的危险性是非常合适 的，但国内目前的规范中都是以总量来控制氯离子 含量的，如果以占总量一部分的游离态氯离子含量 值直接与规范中的控制量相比较，来判断氯离子含 量是否超标 ，就存在着低估的风险。 本研 究的 目的是研 究混凝 土 中氯离子的固化 比例问题，为氯离子超限评价提供明确的依据，避 免实际工程检测 中的低估错判。 3 已硬化混凝土中氯离子固化问题的研究现 状 对于混凝土中氯离子的固化机理问题，国内外 学 者进 行 了一定 的研 究 。 施惠生、王琼…从混凝土暴露时间、胶凝材料 吸附作用、环境温度、应力和裂缝状态等方面考察 了上述因素对混凝土中氯离子迁移的影响，结果表 明胶凝材料对氯离子有一定的吸附作用，矿物掺合 料对氯离子的吸附结合能力要比水泥强．胶凝材料 对氯 离子 的吸附结合 能力与环境 中的氯离子浓度 有关，混凝土中吸附氯离子浓度与 自由氯离子浓度 线性相关。 王立成等【2]认为混凝土的氯离子结合能力包括 3个 方 面 ： 氯 离 子 被 一3 H 一6化 学 合 成 C一 3A · [CaClE一2·E12H 一20：进入 CSH凝胶 结构；被混凝土的内部孔隙表面物理吸附。由于只 有溶解在混凝土孔隙溶液 中的氯离子(自由氯离子) 对钢筋的腐蚀起作用 ，因此氯离子的结合作用将有 效地延缓钢筋的腐蚀。 王仁超等f3】分析 了影响氯离子在混凝土中扩散 迁移过程的各种机制，引入 了混凝土对氯离子 “结 合能力”的概念，认 为氯离子的固化是 由具体的水 泥组分确定的，并对应用Fick~二定律进行预测的 模型进行了推广与修正。 Neville[]综合分析了氯离子侵蚀钢筋混凝土的各主 要因素 ，认为氯离子固化的主要反应

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