浅谈预拌混凝土氯离子含量的控制中山市华鑫混凝土有限公司528427摘要:木文简单介绍了预拌混凝土氯离子来源及预拌混凝土氯离子含量的检测, 从涉及到的预拌混凝土原材料的氯离了限量通过模拟理论推算,确定预拌混凝土 原材料氯离子合理控制值,以此作为混凝土企业生产控制条件,保证预拌混凝土 成品的氯离子含量满足不超过规范值关键词:预拌混凝土;氯离子含量;控制条件0前言CL■从进入混凝土的方式可以分为:一,生产混入,包括粗细骨料、水 泥、粉煤灰、外加剂和拌和水等混凝土原材料自带的氯离子,通过搅拌、浇筑进 入混凝土;二,环境渗入,外界的CL・通过混凝土的宏观、微观缺陷进入到混凝 土中游离的CL■到达钢筋表面后,由于CL■属于酸根离子,通过降低钢筋表面 的碱性,破坏钢筋表面的钝化膜,与Fe2+反应牛成溶于水的FeCI2,再与混凝土 中的0H■牛成Fe (OH) 2, 乂将CL■释放出来,继续与铁反应在此反应过程中, CL・起到了催化作用并通过反应使钢筋和钝化膜之间产牛电位差,形成电极反应, 加速钢筋的锈蚀近年来,钢筋锈蚀膨胀成为混凝土结构耐久性最突出的病害,俗称“混 凝土癌症”如何控制CL・・含量,提高混凝土耐久性已经成为目前混凝土研究的 重中之重。
1原材料1.1水泥GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中,氯离子含量应符合≤0.06% (质 量分数)1.2骨料JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》中,对砂中氯 离子含量应符合:a对于钢筋混凝土用砂,其氯离子含量不得大于0.06% (以干 砂的质量百分率计);b对于预应力混凝土用啥,其氯离子含量不得大于0.02%(以干砂的质量百分率计)没有对石的质量设定氯离子含量要求,由于目前我 国对硬化混凝土的氯离子含量检测基本参照JTJ 270-98《水运工程混凝土试验规 程》中的混凝土中砂浆的水溶性氯离子含量测定方法,该方法对样品的处理都剔 除了混凝土中碎石后进行测定,所以我们在设计氯离子含量的模拟推算也暂不考 虑石中的氯离子含量1.3粉煤灰GB/T 1596-2005《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中,没有对氯离子含 量进行设定研究证明优质粉煤的掺入对混凝土的耐久性的影响是正面的:密实 了混凝土内部结构,提高了混凝土的强度和抗渗性能,同时具有比水泥人的结合 CL■能力,很大程度上提高了混凝土抗CL■渗透能力1】1.4外加剂GB 8076-2008《混凝土外加剂》中匀质性指标要求,氯离子含量不超过 生产厂控制值。
目前市面上混凝土外加剂的氯离子控制标准都≤0.20%为主, 由于我们在这里设置的是模型控制,下文都以该控制参数作为参照建立模型,不 同外加剂可以自行建立模型1.5水JGJ 63-2006《混凝土用水标准》,混凝土拌合用水水质要求:素混凝土 氯离子含量不得超过3500mg/L;钢筋混凝土氯离子含量不得超过1000mg/L;对 使用钢丝或经热处理钢筋的预应力混凝土,氯离子含量不得超过500mg/Lo2氯离子含量模拟理论推算根据氯离子含量的两大来源,由于混凝土所处环境的不同很难量化成具 体数据进行理论推算,在此,我们主要以混凝土的材料组份,设计模拟的理论推 算,从而对混凝土各种材料的氯离子含量设定限制2.1以某C30普通泵送混凝土配合比为例,水泥:粉煤灰:砂:碎石:拌合 水:外加剂二 1: 0.27: 2.79: 3.62: 0.5: 0.023;2.2混凝土氯离子含量的模型计算:拌合物氯离子含量二水泥%*阀值+砂%*阀值+拌和水%*阀值+外加剂%* 阀值混凝土拌合物中水溶性氯离子含量(水泥用量的质量百分比)计算值 2拌合物氯离子含量/水泥%混凝土中氯离子含量(氯离子与胶凝材料的重量比)计算值2二拌合物 氯离子含量/ (水泥%+粉煤灰%)根据不同混凝土中原材料对氯离子含量的限值,进行了模拟计算,见表O备注①,由于目前我国已经开始大量使用淡化海砂用作混凝土,这里将 淡化海砂混凝土按照J 1038-2010《海砂混凝土应用技术规范》纳入模拟计算。
② 计算值1是指水溶性氯离子含量占所用水泥质量的百分比,该计算值 以JGJ 55-200《普通混凝上配合比设计规程》、GB 50164-2011《混凝上质量控制 标准》中对水溶性氯离子含量要求给出的计算值③ 计算值2是指水溶性氯离子含量占胶凝材料质量的百分比,该计算值 以GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》中对水溶性氯离子含量要求 给出的计算值3讨论3.1建立氯离子含量的模拟计算,就是通过对各种原材料氯离子含量的 限值推算出混凝土硬化后的氯离子含量,再与JGJ 55-2011《普通混凝土配合比设 计规程》【2】、GB 50164-2011《混凝土质量控制标准》【3】、GB/T 50476-2008《混 凝土结构耐久性设计规范》【4】等规范中的氯离子含量限值作对比,有利于在混 凝土日常生产控制3.2 JGJ 55-200《普通混凝土配合比设计规程》中,按环境条件影响氯离 子引起的钢筋锈蚀程度分成四类,并规定了各自环境条件下的水溶性氯离子最大 含量,将氯离子含量的控制提前到配合比设计中通过氯离子含量的模拟计算, 可以将设计的配合比代入计算公式,判断所设计的配合比是否能满足规范要求, 从而避免混凝土生产硬化后检测出氯离子含量超标造成的处理费用。
3.3氯离子含量的理论模型由于只是简单考虑了几种材料带入混凝土的 氯离子影响,没有计算粉煤灰、碎石等材料带入的氯离子含量,也没有考虑混凝 土所处环境的氯离子侵蚀影响,而且在混凝土的水化过程也会造成氯离子的物理 化学反应造成氯离子失去活性,这些因素都会造成理论模型的推算值与实测值存 在偏差3.4鉴于氯离子对钢筋混凝土的危害,要严格控制混凝土的配合比设计、 原材料的采购验收、混凝土生产养护环节和混凝土成型后的环境,提高混凝土的 耐久性4结论原材料的合理选用,原材料的进场控制等环节都直接关系到预拌混凝土 的氯离子含量,本文建立的氯离子计算模型只是一个简单的推理公式,实际生产 过程要严格控制氯离子的带入,控制预拌混凝土的氯离子含量,就可以降低混凝 土中钢筋的锈蚀,有利于混凝土耐久性提高氯离子含量快速测定仪可以对所有原材料氯离子含量、混凝土中砂浆的 氯离子含量进行快速检测,通过对原材料、半成品、成品的氯离子含量检测,建 立符合本单位原材料、成品的对应曲线,可以作为日常控制的标准,能有效保障 混凝土氯离子含量满足规范要求,从而提高混凝土质量监控参考文献:⑴粉煤灰掺量、氯离子含量和pH值对混凝土中钢筋锈蚀的影响,《混凝土与水 泥制品》2005年第1期,高仁辉、秦鸿根、庞超明,东南大学材料科学与工程 系。
[2] JGJ 55-2011.^通混凝土配合比设计规程[S][3] GB 50164-2011.混凝土质量控制标准⑸[4] GB/T 50476-2008.71凝土结构耐久性设计规范[S。