混凝土结构的氯盐危害与防护措施
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Ｆ ｅ ２ 一＋ ｅ ＋１２ ｚ ／０
１ 氯离子 的侵蚀 途径
１ １ 从 混凝土材料 中混入 的 盐 ．
混凝土材料 中可能含盐的材料有粗细骨料、 和化学外加剂。 水 对于水泥 ， 如果使用 海产石 灰石等 海产 原料 ， 或者 为 了得 到 早强水泥而添加 Ｃ Ｃ２ ， ａ １时 这时水 泥 中就会含有 氯盐 。一般情 况 下， 水泥 中含有的盐是 可以忽略的。 对于粗骨料 ， 如果使用 的是 海产骨料 ， 时会含有 盐 。但是 这 国内极 少使用这种骨 料 ； 且从粗 骨料 的比表面积来 判断 ， 而 与细 骨料相 比， 其含盐量是 可以忽略 的。 掺合料 的类型很 多， 粉煤 灰一般 不含盐分 ， 但如 果煤通 过海 上运输 ， 受到海水溅侵时 ， 时粉煤灰 可能含 有一定 的盐分 ， 这 而膨 胀剂一般是不含盐分的。
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混 凝 土 结 构 的 氯 盐 危 害 与 防 护 措 施
黄 晓 兰
摘 要： 针对 目前存在 的氯盐侵蚀混凝土结构 问题 ， 分析 了其侵蚀途径及破 坏方式， 通过分析， 出了几点切 实可行的 防 提
治 措施 ， 而 为 混凝 土 耐 久 性 研 究 积 累 了经 验 。 从
关键词 ： 氯盐， 腐蚀， 防护 ， 混凝土 中 图分 类 号 ： Ｕ３５ Ｔ ７
中 主要 有 三 种 方 式 ， 扩 散 、 细 孔 吸 收 和 渗 透 。扩 散 是 由于 溶 即 毛 液 中氯 离 子浓 度 梯 度 引 起 的 ； 细 孔 吸 收 是 指 氯 离 子 随 水 进 入 干 毛
混凝土组成（ 渗透性、ｌｆ 混凝土中水分Ｉ ａ一 ｌ 出处 ｌ Ｉ其他方面的影响
・
１０ ・ ４
第３ ６卷 第 ｌ ８期 ２ ０ １０年 ６月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｈ ＴＥＣｒ ＵＲＥ
Ｖｌ． ６ Ｎｏ． ８ ０ ３ １ １
Ｊｎ ２ １ ｕ ． ００
文章 编 号 ：０ ９６２ （０ ０ １ —１００ １０ —８ ５２ １ ）８０ ４ ．２
还剩下 ａ 一 （ ） 量 ％
强度、 类型、 水泥 骨料） Ｊ（ Ｉ 环境条 件）ｌ—— 一
ｌ中 （ 性化、 局部离散）
燥的混凝土 中； 渗透则 是在压 力作用 下 ， 离子 随水 一起进 入混 氯 凝土。三种渗入形式一般是 同时存在 的 ， 中毛细孔 吸收渗入速 其 度最快 。
游 离 ａ （ 生腐蚀 Ｃ ） 产 Ｉ
‘‘
ｆ
ｔ
／
ｊ 钢筋表面
Ｉ
… ｊ ｊ ０
／
一 一＿ ……一 一Ｔ ＿
钢 筋 一 阴极 ： （ 稳定部分 ）
＝ 阳 极 （ 欠缺部分）
图 ３ 钢 筋锈 蚀 机 理
化学分析 ＝全 ａ 一 量
⑧
平衡
氯化 物
水质的．（ ｌ ｌ 竺 泥量 ４蠢值ｌ ！ ％ 吴） 最 ＝ 大
０
１２ 从环境侵 入混凝 土 中的盐 ．
外部侵入的盐有 海水 、 海水滴 ， 海盐粒子及 除冰盐 。 氯离子在混凝土 中的渗入能力较强 ， 只要 混凝 土中有氯离子 浓度梯度存 在 ， 有氯离 子渗入。一般认为 ， 就 氯离 子渗入混凝土
文 献标 识码 ： Ａ
目前 ， 氯盐侵蚀混凝 土建筑 的现象越来 越严重 ， 别是沿海 ２ 氯离子 的破坏 作用 特
地 区和 多 雪地 区 。 据 １９ ９ ２年 统 计 ， 国 因撤 除 冰 盐 引 起 钢 筋 锈 美
混凝土 中 ｐ Ｈ值高 ， 能大幅度抑制钢筋的锈蚀 。但是 ， 即使 在 蚀而限载通 车 的公 路桥 梁就 占 １４ 不 能通 车 的约 ５０ ０多 座。 高 ｐ ／， ０ Ｈ值的环境下 ， 如存 在氯离 子， 由于氯 离子作用 ， 钝化膜受 到 国内外处 于浪溅区的海港码 头和混凝 土桥 梁 ， 从投入使 用到开始 破坏 ， 钢筋产生腐蚀 （ 图 ３ 。关 于这种现象 的机 理有 以下几种 见 ）
值 。６ 增加 电传 导 。 ）
氢 氧 化 铁 Ｆ （Ｘ ３ ｅＣ ｑ）
Ｉ＋１ ２ ／ Ｈ０ ＋１ ￣ ／Ｏｚ
图 １ 山东 利 民桥 氯 离子 腐 蚀 破 坏
图 ２ 多伦 多某 公 路 桥 因除 冰 盐 造成 混 凝 士 开 裂
氢氧化亚铁
Ｆ （Ｉ） ｅＣ－ ２ ｔ Ｔ Ｈ一．———— ＋ － ］
Ｌ— 裂缝宽 卜 ｌ Ｊ 敏感性大 Ｉ
Ｉ 敏感性小 Ｉ
图 ４ 混凝土 中临界的或无害的 Ｃ 一 ｌ 含量的各种主要因素关 系
从上述论点来看 ， 离子 的作 用是 间接 的； 氯 而且是 一种 触媒 的化学结合 物）第二种是 氯离 子被 吸附到水泥胶 凝材 料的水 化 ； 也 混凝 土 中腐 蚀环 产物中去 ， 即被水泥水化产物 内 比表 面积不 可逆 的吸收 （ 又称氯 的作用 。但是 ， 没有 得到充分 的说 明。此外 ， 会 离子的物理 吸附 ）第三种 是氯离 子 以游 离的形式存 在 于混凝 土 境 条 件 不 均 一 的情 况 下 ， 构 成 宏 观 电 池 。这 种宏 观 电 池 与 一 般 ；
维修 ， 一般不超过 ｌ 年 （ ０ 如图 １ 图 ２ ， 所示 ） 。 说法 ： ） １ 由于氯离子向钝化膜的解胶作用 ， 促进 了铁离子的溶解。 ２ 由于生成 络合物 ， ） 为连续反 应创造 了条件 。３ 对 阳极反应起触 ） 媒作用。４ 通 过与铁 的直接反 应 ， ） 生成 中间性产物 。５ 降 低 ｐ ） Ｈ
向钢筋扩散 的氧气 Ｉ
Ｉ临界值
保护层 ｌ ｌ 开裂 ｌ 广——广———— 钢材品种
渗入的氯离子在混凝 土 中有 三种存在 形式 。第一 种是氯 离
子与水泥中 Ａ的水化产物硫 铝酸钙反应 生成低溶性 的单氯 铝 酸钙 ３ ａ Ｏ ・ ａ １・０－Ｏ， Ｃ Ｏ・ ３Ｃ Ｃ２ １ｔ 即所谓 的 Ｆ ｉ ｅ盐 （ Ｉ ２ ｒ ｄｌ 又称氯 离子 ｅ
１ 氯离子 的侵蚀 途径
１ １ 从 混凝土材料 中混入 的 盐 ．
混凝土材料 中可能含盐的材料有粗细骨料、 和化学外加剂。 水 对于水泥 ， 如果使用 海产石 灰石等 海产 原料 ， 或者 为 了得 到 早强水泥而添加 Ｃ Ｃ２ ， ａ １时 这时水 泥 中就会含有 氯盐 。一般情 况 下， 水泥 中含有的盐是 可以忽略的。 对于粗骨料 ， 如果使用 的是 海产骨料 ， 时会含有 盐 。但是 这 国内极 少使用这种骨 料 ； 且从粗 骨料 的比表面积来 判断 ， 而 与细 骨料相 比， 其含盐量是 可以忽略 的。 掺合料 的类型很 多， 粉煤 灰一般 不含盐分 ， 但如 果煤通 过海 上运输 ， 受到海水溅侵时 ， 时粉煤灰 可能含 有一定 的盐分 ， 这 而膨 胀剂一般是不含盐分的。
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混 凝 土 结 构 的 氯 盐 危 害 与 防 护 措 施
黄 晓 兰
摘 要： 针对 目前存在 的氯盐侵蚀混凝土结构 问题 ， 分析 了其侵蚀途径及破 坏方式， 通过分析， 出了几点切 实可行的 防 提
治 措施 ， 而 为 混凝 土 耐 久 性 研 究 积 累 了经 验 。 从
关键词 ： 氯盐， 腐蚀， 防护 ， 混凝土 中 图分 类 号 ： Ｕ３５ Ｔ ７
中 主要 有 三 种 方 式 ， 扩 散 、 细 孔 吸 收 和 渗 透 。扩 散 是 由于 溶 即 毛 液 中氯 离 子浓 度 梯 度 引 起 的 ； 细 孔 吸 收 是 指 氯 离 子 随 水 进 入 干 毛
混凝土组成（ 渗透性、ｌｆ 混凝土中水分Ｉ ａ一 ｌ 出处 ｌ Ｉ其他方面的影响
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１０ ・ ４
第３ ６卷 第 ｌ ８期 ２ ０ １０年 ６月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ Ｈ ＴＥＣｒ ＵＲＥ
Ｖｌ． ６ Ｎｏ． ８ ０ ３ １ １
Ｊｎ ２ １ ｕ ． ００
文章 编 号 ：０ ９６２ （０ ０ １ —１００ １０ —８ ５２ １ ）８０ ４ ．２
还剩下 ａ 一 （ ） 量 ％
强度、 类型、 水泥 骨料） Ｊ（ Ｉ 环境条 件）ｌ—— 一
ｌ中 （ 性化、 局部离散）
燥的混凝土 中； 渗透则 是在压 力作用 下 ， 离子 随水 一起进 入混 氯 凝土。三种渗入形式一般是 同时存在 的 ， 中毛细孔 吸收渗入速 其 度最快 。
游 离 ａ （ 生腐蚀 Ｃ ） 产 Ｉ
‘‘
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ｔ
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ｊ 钢筋表面
Ｉ
… ｊ ｊ ０
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一 一＿ ……一 一Ｔ ＿
钢 筋 一 阴极 ： （ 稳定部分 ）
＝ 阳 极 （ 欠缺部分）
图 ３ 钢 筋锈 蚀 机 理
化学分析 ＝全 ａ 一 量
⑧
平衡
氯化 物
水质的．（ ｌ ｌ 竺 泥量 ４蠢值ｌ ！ ％ 吴） 最 ＝ 大
０
１２ 从环境侵 入混凝 土 中的盐 ．
外部侵入的盐有 海水 、 海水滴 ， 海盐粒子及 除冰盐 。 氯离子在混凝土 中的渗入能力较强 ， 只要 混凝 土中有氯离子 浓度梯度存 在 ， 有氯离 子渗入。一般认为 ， 就 氯离 子渗入混凝土
文 献标 识码 ： Ａ
目前 ， 氯盐侵蚀混凝 土建筑 的现象越来 越严重 ， 别是沿海 ２ 氯离子 的破坏 作用 特
地 区和 多 雪地 区 。 据 １９ ９ ２年 统 计 ， 国 因撤 除 冰 盐 引 起 钢 筋 锈 美
混凝土 中 ｐ Ｈ值高 ， 能大幅度抑制钢筋的锈蚀 。但是 ， 即使 在 蚀而限载通 车 的公 路桥 梁就 占 １４ 不 能通 车 的约 ５０ ０多 座。 高 ｐ ／， ０ Ｈ值的环境下 ， 如存 在氯离 子， 由于氯 离子作用 ， 钝化膜受 到 国内外处 于浪溅区的海港码 头和混凝 土桥 梁 ， 从投入使 用到开始 破坏 ， 钢筋产生腐蚀 （ 图 ３ 。关 于这种现象 的机 理有 以下几种 见 ）
值 。６ 增加 电传 导 。 ）
氢 氧 化 铁 Ｆ （Ｘ ３ ｅＣ ｑ）
Ｉ＋１ ２ ／ Ｈ０ ＋１ ￣ ／Ｏｚ
图 １ 山东 利 民桥 氯 离子 腐 蚀 破 坏
图 ２ 多伦 多某 公 路 桥 因除 冰 盐 造成 混 凝 士 开 裂
氢氧化亚铁
Ｆ （Ｉ） ｅＣ－ ２ ｔ Ｔ Ｈ一．———— ＋ － ］
Ｌ— 裂缝宽 卜 ｌ Ｊ 敏感性大 Ｉ
Ｉ 敏感性小 Ｉ
图 ４ 混凝土 中临界的或无害的 Ｃ 一 ｌ 含量的各种主要因素关 系
从上述论点来看 ， 离子 的作 用是 间接 的； 氯 而且是 一种 触媒 的化学结合 物）第二种是 氯离 子被 吸附到水泥胶 凝材 料的水 化 ； 也 混凝 土 中腐 蚀环 产物中去 ， 即被水泥水化产物 内 比表 面积不 可逆 的吸收 （ 又称氯 的作用 。但是 ， 没有 得到充分 的说 明。此外 ， 会 离子的物理 吸附 ）第三种 是氯离 子 以游 离的形式存 在 于混凝 土 境 条 件 不 均 一 的情 况 下 ， 构 成 宏 观 电 池 。这 种宏 观 电 池 与 一 般 ；
维修 ， 一般不超过 ｌ 年 （ ０ 如图 １ 图 ２ ， 所示 ） 。 说法 ： ） １ 由于氯离子向钝化膜的解胶作用 ， 促进 了铁离子的溶解。 ２ 由于生成 络合物 ， ） 为连续反 应创造 了条件 。３ 对 阳极反应起触 ） 媒作用。４ 通 过与铁 的直接反 应 ， ） 生成 中间性产物 。５ 降 低 ｐ ） Ｈ
向钢筋扩散 的氧气 Ｉ
Ｉ临界值
保护层 ｌ ｌ 开裂 ｌ 广——广———— 钢材品种
渗入的氯离子在混凝 土 中有 三种存在 形式 。第一 种是氯 离
子与水泥中 Ａ的水化产物硫 铝酸钙反应 生成低溶性 的单氯 铝 酸钙 ３ ａ Ｏ ・ ａ １・０－Ｏ， Ｃ Ｏ・ ３Ｃ Ｃ２ １ｔ 即所谓 的 Ｆ ｉ ｅ盐 （ Ｉ ２ ｒ ｄｌ 又称氯 离子 ｅ