广东建材２０１５年第３期 质量控制与检测 混凝土拌合物氯离子含量的 检测与控制规范 余晓琼 （广州市天河区建设工程质量监督检测室） 【摘 要】本文概述了混凝土拌合物中氯离子对钢筋的锈蚀作用对混凝土结构的破坏性，介绍了氯 离子的来源和控制检测规范，着重介绍了混凝土拌合物中氯离子含量的快速检测方法。 【关键词】混凝土拌合物；氯离子；检测；控制 １前言 近年来由于混凝土耐久性问题而造成的经济损失 研究表明：混凝土拌合物中氯离子含量越高，钢筋 开始锈蚀的时间越早；钢筋开始锈蚀后以及进入稳定锈 蚀阶段时氯离子含量越高，钢筋锈蚀速率发展的速度越 日趋严重，在世界范围内已引起高度的重视。钢筋的锈 快，钢筋锈蚀速率越大。钢筋锈蚀引起钢筋膨胀导致混 蚀是导致混凝土结构破坏、建筑物劣化等工程问题的主 凝土发生开裂，混凝土一旦发生开裂钢筋锈蚀就进入加 要原因之一，而氯离子是引起钢筋锈蚀的主要因素。水 速锈蚀阶段。大量的工程实例证明了这种破坏的严重 泥在加入水后呈强碱性，钢筋在碱性环境下表面反应生 性：黑龙江的哈绥公路在路面大量撒除冰盐后出现大面 积的混凝土剥蚀破坏，破坏全长达１９．５ｋｍ；日本著名的 新干线使用不到１０年，由于氯离子的侵蚀出现大面积 的混凝土开裂、剥落现象；美国旧金山海湾的第二座 成一层很好的Ｆｅ ０。钝化膜可以使钢筋不受锈蚀，但是 因为混凝土所使用的环境以及混凝土拌合物中的水泥、 砂、水和其它掺合物含有氯离子对钝化膜造成破坏进而 致使钢筋锈蚀。 Ｓａｎ Ｍａｔｅｏ—Ｈａｙｗａｒｄ大桥，其预制横梁由于底部裂缝受 氯离子入侵发生了严重的钢筋锈蚀，后来花巨资修补。 ２氯离子的危害性 聚氯乙烯卷材属于高分子材料的一种，在ＧＢ 未来用于该项目的材料也将会常规化与多样化，因此对 １８１７３．１－２０１２标准中组成成分为聚氯乙烯均质片 该类盾构材料的检测与评定标准需不断进行改善与更 （ＪＳ１）的指标与ＧＢ １２９５２—２０１ １标准均质片（Ｈ类）指标 新，使得技术指标能更好地反映出材料的本质要求，提 如图１０、图１１所示。 由图１０、图ｌ１可看出，在《高分子防水材料第ｌ部 高检测质量。● 分：片材》中主要原材料为聚氯乙烯的均质片ｊＳｌ和《聚 【参考文献】 １］朴爱华．关于城际轨道交通的概念内涵及分类［Ｊ］．城市轨道 氯乙烯（ＰＶＣ）防水卷材》中均质片Ｈ类的指标是一致的。 ［０４）． 因此，可看出，现工程关于ＰＶＣ止水带指标的设计更多 交通研究，２００９（地考虑主要原材料组成，不同标准对相似的材料性能指 标也趋向统一。 ［２］曹妙生．地铁盾构施工安全风险防范［Ｊ］．建筑机械化，２００９ （０７）． ［３］顾岷．我国城市轨道交通发展现状与展望［Ｊ］．中国铁路，２０１１ （１０）． ４展望 ［４］周文波．盾构法隧道施工技术及应用［Ｍ］．中国建筑工业出版 随着城镇化的快速发展，我国城际客运市场蕴含巨 社，２００４． 大潜力，城际轨道交通也必然进入快速发展阶段。根据 ［５］邱广波．珠三角城际轨道交通广佛环线速度目标值的选择 目前情况初步预测，２０１５年我国城际轨道交通运营里 ［Ｊ］．甘肃科技，２００１０（０４）． Ｄ］．重庆大 程将达到１５００公里，到２０２０年，我国城际轨道交通将 ［６］李斌汉．广州地铁工程复合式盾构施工技术研究［ 达到５０００公里以上。随着城际轨道交通和地铁的发展， 学，２００６，一２５— 质量控制与检测 图１钢筋锈蚀 图２大桥严重的钢筋锈蚀 ３相关规范标准 我国建设部在２００２年发布并实施的国家标准 ＧＢ５０２０４—２００２《混凝土结构工程施工质量验收规范》中 提出了混凝土中氯离子的检验方法。在２０１２年实施的 ＧＢ５０１６４—２０１ｌ 《混凝土质量控制标准》和 ＧＢ／Ｔ１４９０２—２０１２《预拌混凝土》中增加了氯离子含量的 控制指标和生产施工过程中混凝土拌合物中氯离子含 量的抽样及检验方法，使施工过程中的工程质量监督检 测有了明确的方向，有据可依。２０１３年发布且实施的国 家标准ＧＢ／ＴＳ０７８４—２０１３《混凝土结构现场检测技术标 准》中又提出了结构混凝土中氯离子含量检验的取样及 分析方法，为出现工程质量纠纷和工程质量事故提供了 判定方法和评定依据。还在同年发布实施的行业标准 ＪＧＪ／Ｔ３２２—２０１３《混凝土拌合物中氯离子含量检测技术 规程》中明确了硬化混凝土氯离子含量检测以及混凝土 拌合物中氯离子含量的快速测试方法，进一步为工程监 督检测提供了简单、准确、快速的检验方法，方便有效快 速的氯离子含量检验可以及早的发现问题对提高工程 质量、减少工程隐患提供了保障。 ４氯离子的主要来源 氯离子的主要来源有两方面：一、混凝土拌合物中： 水泥本身含有氯离子，砂特别是海砂含有氯离子，用来 拌合混凝土的水及其它的胶凝物和外加剂也有可能含 有氯离子，且在拌合的时候各原材料间会发生一定的 化学反应也会释放出一定量的氯离子。二、混凝土自身 所处的环境条件的影响：有些混凝土自身所处的环境是 盐渍土环境含有大量的盐碱物，通过地下水渗透到混凝 土里面致使钢筋锈蚀，有些混凝土自身所处的环境是海 水环境，海水含有大量氯离子对钢筋有强腐蚀性，通过 浸泡、喷溅或蒸发空气传播渗透到混凝土里面致使钢筋 锈蚀。 ２６—— 广东建材２０１５年第３期 ５氯离子的检测 氯离子的检测分为：（１）原材料的氯离子检测，即水 泥、砂和各种胶凝物外加剂的氯离子检测，从源头控制 氯离子的含量；（２）混凝土拌合物的氯离子检测。所以混 凝土拌合物中氯离子含量的快速测试方法可以快速检 验，在拌合过程中控制氯离子含量，减少工程隐患。 下面着重介绍一下混凝土拌合物中氯离子含量的 快速检测：由于电极和溶液接触的良好程度直接影响到 测量精度，而砂浆由于其非液态特性，有碍于氯离子在 其中的自由扩散，使得电极敏感膜表面的氯离子浓度因 扩散受限而小于实际值，直接插入砂浆中测量将难以保 证其良好接触，所以该实验采用砂浆与蒸馏水质量比 １：ｌ混合后的滤液进行测试。 ５．１检测依据 ＪＧＪ／Ｔ３２２—２０１３《混凝土拌合物中氯离子含量检测 技术规程》 ５．２仪器设备 ＤＹ一２５０１Ａ型氯测试仪 ５．３试验步骤 ５．３．１抽样频率 同一工程、同一配合比的混凝土的氯离子含量应至 少检验１次；同一工程、同一配合比和采用同一一批次海 砂的混凝土的氯离子含量应至少检验１次。 ５．３．２取样方法 取样方法应符合现行国家标准《普通混凝土拌合物 性能试验标准》ＧＢ／Ｔ５００８０的有关规定。取样数量应至 少为检测试验实际用量的２倍，且不应少于３Ｌ（雨天取 样应有防雨措施）。 每一份测定的试验次数规定为四次，用两次试验结 果的平均值表示测定结果。 ５．３．３样品的处理 用５ｍｍ孔径的筛子对混凝土拌合物进行筛分，获得 不少于１０００ｇ的砂浆，称取５００ｇ砂浆试样两份，并向每 份砂浆试样加入５００ｇ蒸馏水、充分摇匀后获得两份悬 浊液密封备用。 ５．３．４测试 （１）在每次检测前都必须用标准溶液进行标定。 （２）标定完成后，按“ＦＵＮＣＴ”功能键，按“ＤＡＴＡ ５”数据 键设定新拌混凝土的单位用水量，把探头浸入待测样品 ２ｍｉｎ，然后按“ＭＯＤＥ”模式键和方向键来选择“ｗａｔｅｒ”。然 广东建材２０１５年第３期 后按“ＴＥＳＴ’铡试键开始重复测试。 打开启动菜单里“四次测试混凝土”，设定仪器以备 四次连续测试。 质量控制与检测 表１ ＧＢ５ｏ１６４《混凝土质量控制标准》 混凝土拌合物中水溶性氯离子最大含量 （占水泥用量的质量百分比，％） 水溶性氯离子最大含量 注：为保证结果精确，溶液和待测溶液间的温度不 大于ｌＯ℃。 环境条件—＿ ———— 匠————綦一 混凝土 力混凝土 混凝土 （３）记录或打印测试结果。结果表示为单方混凝土中 水溶性氯离子的质量。 ５．４结果换算 由于样品检测的时候用水稀释过且规范最终判定 值是水泥用量的质量百分比，所以测试结果必须进行换 算。 ５００ｘ 兰曼：兰 ＝ｃ． ５００＋５００ Ｘ “ ｍＲ十ｍ ｐ ・ｘ一 ＸＯ．０３５４５￣—ｍＢ ＋ｍ ｓ＋２ｍ．．“ ｍＢ十ｉｎ，（式１） ｓ十ｍ 又：ｍｃｌ＝ｘ×（ｍＢ＋ｉｎ ＋ｍｗ） （式２） 将式１代入式２得： ｍ ＝ｃ Ｘ ０．０３５４５×（ｍＢ＋ｍ。＋２ｍｗ） 。．．氯离子占水泥质量百分数ｃｌ＿９６＝ ×１００％ ｍ水泥 ｘ——氯离子占砂浆的百分数； ｍ ——每立方米混凝土中水溶性氯离子的质量， ｋｇ／ｍ。； ｃ ——氯离子的摩尔浓度，ｍｏｌ／Ｌ； ｍ 每立方米混凝土中胶凝材料的用量，ｋｇ／ｍ。２ ｌ ； ｍ ——每立方米混凝土中砂的用量，ｋｇ／ｍ。； ｍ． 一每立方米混凝土中水泥的用量，ｋｇ／ｍ。。 ５．５判定方法及依据 混凝土拌合物中氯离子含量应符合国家现行标准 《混凝土质量控制标准》ＧＢ ５０１６４、《预拌混凝土》 ＧＢ／Ｔ１４９０２、《海砂混凝土应用技术规范》ＪＧＪ２Ｏ６的有关 规定。（见表１～表３） ６氯离子的控制管理意义 控制好混凝土拌合物氯离子含量，减少对钢筋混凝 土锈蚀，对工程质量安全有着很重要的意义。实行统一 在商品混凝土搅拌站采用先进的生产工艺技术进行集 中搅拌，混凝土搅拌站实行专业化生产管理，从原料把 表２ ＧＢ／Ｔ１４９ｏ２《预拌混凝土》氯离子总含量 （占水泥用量的质量百分比，％） 混凝土类型及其所处环境类别 最大氯离子含量 素混凝土 室内正常环境下的钢筋混凝土 室内潮湿环境；非严寒和非寒冷地区的露天环 境、与无侵蚀性的水或土壤直接接触的环境下 的钢筋混凝土 严寒和寒冷地区的露天环境；与无侵蚀性的水 或土壤直接接触的环境下的钢筋混凝土 使用除冰盐的环境；严寒和寒冷地区冬季水位 变动的环境；滨海室外环境下的钢筋混凝土 预应力混凝土构件及设计使用年限为１００年的 室内正常环境下的钢筋混凝土 表３ ＪＧＪ２ｏ６《海砂混凝土应用技术规范》 氯离子最大含量 （占水泥用量的质量百分比，％） 水溶性氯离子最大含量 环境条件 （占水泥用量的质量百分比，％） —— ０ ０ Ｏ 关到生产过程到最后的成品都进行严格的质量检测监 ０ ∞ ６ 控，从而可以稳定工程混凝土产品质量、提高混凝土耐 久性、减少环境污染以及降耗提效。● 【参考文献】 ［１］ＧＢ５０２０４—２００２混凝土结构工程施工质量验收规范［Ｓ］． ［２］ＧＢ５０１６４—２０１ ｌ混凝土质量控制标准Ｆｓ］． ［３］ＧＢ／Ｔ１４９０２—２０１２预拌混凝土Ｉｓ］． ［４］ＧＢ／Ｔ５０７８４—２０１３混凝土结构现场检测技术标准［Ｓ］． ［５］ＪＧＪ／Ｔ３２２—２０１３混凝土拌合物中氯离子含量检测技术规程 Ｉｓ］． ［６］ＪＧＪ２Ｏ６海砂混凝土应用技术规范［ｓ］． 一２７—
