混凝土氯离子危害与防治

混凝土氯离子危害与防治

摘要：氯离子对混凝土结构的侵蚀危害较大，容易引起混凝土耐久性下降，因此，必须引起重视并加强防治。本文详细阐述氯离子对混凝土钢筋锈蚀的影响及危害，并分析了氯离子侵入钢筋混凝土的机理，最后介绍了已受到氯离子破坏的混凝土治理方法及防范措施。

关键词：氯离子；侵蚀；混凝土；危害；治理；防范

随着钢筋混凝土的广泛应用，它的优越性得到了进一步的体现。但在使用过程中，钢筋混凝土构筑物常因氯化物污染而导致钢筋锈蚀，从而耐久性下降，给国民经济和人民的生命安全带来了巨大损失。本文就对混凝土氯离子的危害情况进行分析并提出防治对策。1氯离子对钢筋锈蚀的影响及危害

一般包裹在混凝土中的钢筋是不会生锈的，因为钢筋本身带有氧化膜，是稳定的，而且混凝土中ph值高，能大幅度抑制钢筋的锈蚀。

假若混凝土存在某些缺陷，如表面不密实，存在孔隙或裂缝，而带有水蒸气的空气会通过混凝土的缝隙进入混凝土内部，与钢筋发生氧化反应，生成氢氧化铁；氧化亚铁和三氧化二铁，这些化学物质俗称“铁锈”。

而氯离子侵入混凝土内部后，会降低混凝土的ph值，产生电化学反应，促使钢筋的锈蚀加剧，加速。即氯离子起到了“蚀媒”的作用，加快了钢筋的锈蚀。

锈蚀的钢筋体积显著膨胀（最大可达原体积的6倍），这就使得混凝土裂缝加大，水气更容易进入，锈蚀更加严重，如此恶性循环宏观上就表现出混凝土开裂，钢筋锈蚀，受力钢筋锈蚀后截面缩小，已断裂或接近断裂的钢筋则完全丧失了承载力，对结构造成安全隐患。。

在《危险房屋鉴定标准》（1gl25.99）中规定，当钢筋混凝土构件存在下述裂疑时应被评为“危险点”：

梁、板因主筋锈蚀，产生沿主筋方向的裂缝，缝宽大于1mm，或构件混凝土严重缺损，或混凝土保护层严重脱落、露筋；

受压柱产生竖向裂缝，保护层剥落，主筋外露锈蚀。

因此，对钢筋的锈蚀问题，特别是受氯离子侵蚀后的锈蚀问题必须引起足够重视。

2氯离子对混凝土构件侵蚀机理

2.1 从内部侵蚀

“内部”是指拌合混凝土中的砂含有氯离子，这种情况在使用海砂建造的建筑中十分明显。有关规范规定：海砂中的氯离子含量不应大于0.06%（以干砂重的百分率计）。当氯离子超标时，就会影响混凝土中的ph值，加速钢筋的腐蚀。建设部曾发文提出限制使用海砂的文件。由于这种腐蚀发生在混凝土内部，锈蚀的钢筋体积膨胀，混凝土会产生顺筋裂缝，保护层严重脱落，危害十分严重。2.2从外部侵蚀

滨海环境中海风带着海水滴吹向建筑，而海水滴中带有海盐粒

子，换算成nac1的含量计算约为3%～4%，有关资料表明，钢的腐蚀速度最大时的盐含量是3.6%，所以海水本身中的盐分对钢筋的腐蚀含有显着促进作用。

日本曾在1985年前后对4363栋海滨建筑进行了调查，结果发现有40%的建筑不同程度存在氯离子侵蚀。而侵蚀的程度又与建筑物距海岸的距离有关，通过对混凝土中含盐量的分析，日本学者认为“在离海岸1km以内的钢筋混凝土建筑物，即使混凝土中没有缺陷，混凝土表面附着的盐分，渗透扩散到混凝土内部，这是必须引起注意的”。调查分析的结果见附图1。

3氯离子含量的标准及检测方法

在《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》（jgj52—92）第3、0、8、2条列出了普通混凝土用砂的氯离子含量的标准（强制性条文）：对钢筋混凝土，海砂氯离子含量不应大于o.06%（以干砂重的百分率计）。

在《建筑结构检测技术标准》（gb/t50344.2004）的附录c中列出了“混凝土中氯离子含量的测定”。

4已受到氯离子侵蚀的混凝土构件治理方法

当发现混凝土构件已受到氯离子侵蚀，已产生混凝土保护层脱落钢筋锈蚀的缺陷时，应采取以下措施处理：

1、清除表面已开裂的混凝土面层，检测混凝土标号；

2、对已锈蚀的钢筋进行除锈，并量测钢筋剩余的可利用的面积；

3、根据检测结果核算构件的承载力；

4、将构件上的作用力与承载力进行比较，若作用力大于承载力则应对构件采取增大承载力的加固措施，若承载力满足要求，则应对已受到侵蚀的钢筋和混凝土进行修复保护处理；

5、加固可采用国家标准《混凝土结构加固设计规范》（gb50367—2006）中介绍的方法，如“加大截面法”等。具体选用何种方法要根据构件的位置，构件的材料强度，构件的承载力等条件经过计算、比较后确定。

6、对混凝土的修复宜优行选用pc材料（聚合物水泥砂浆）。由中国建筑技术集团有限公司研制开发的pc材料是一种新型的加固材料，其具有抗压强度好，抗拉强度高，粘结性好，耐水性能好，抗碳化性能好等优点，对阻止氯离子侵蚀有较好的效果。若用pc

材料修复表面受损的混凝土，可以提高构件抗氯离子侵入的能力，这是保证构件耐久性的良好措施，工程实例见资料。

5学习《新规范》，采取防止氯离子

对混凝土构件侵蚀的措施2008年11月，住房和城乡建设部颁布了《混凝土结构耐久性设计规范》（以下简称《新规范》），该规范将于2009年5月1日起实施。《新规范》内容详细，措施具体，在防止氯离子对混凝土构件的侵蚀方面单独列有一节“氯化物环境”。现把该节中涉及到房屋结构的有关规定做出介绍和分析：

5.1海洋氯化物对配筋混凝土结构构件的环境作用，对房屋结构主要可分为ⅲ级，详见表1。

5.4《新规范》的其它规定

除表2中列出的使用年限为50年的有关要求外，《新规范》中还提到了使用年限为100年及3o年的规定及“纵向受力钢筋直径应不小于16mm”等要求，在设计时要认真按规范要求执行。

5.5其它措施

除按《新规范》规定进行设计外，笔者认为还应考虑其它措施：①严格控制保护层的施工厚度：尽管在设计上已对保护层厚度做了规定，但要实现这个规定要由施工措施来保证，即施工中应作如“垫块”，在钢筋上绑好“垫块”，振捣时注意保护垫块，只有采取了相应措施才可以使设计的意图及时实现。在实际工程中已发现了很多保护层偏小的情况，甚至保护层为零（钢筋直接放在模板上），这会导致钢筋严重锈蚀。

②重视饰面层的作用在佛山地区调查中发现，室外楼梯是损害最严重的构件，这显然与氯离子“外部”侵蚀有关。一日本琉球大学为了分析饰面的影响，专门在海边建了钢筋混凝土试验建筑，试验中对有无饰面的混凝土含盐量作了分析，在离混凝土表面30mm范围内氯离子含量相差很大，试验结果见附图3。

③重视建筑的检查及维修对已建成的建筑，要有定期检查的制度，及时发现问题，对已检查出问题，特别是有“危险点”的建筑要及时维修加固。

④加强观察加厚保护层的受弯、受拉构件抗裂性及裂缝开展情况，为对在厚保护层中是否要加“钢丝网”（钢筋网）等措施积累经验。