未凈化海砂對鋼筋混凝土構(gòu)件的侵蝕與海砂合理使用

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1、未凈化海砂對鋼筋混凝土構(gòu)件的侵蝕與海砂合理使用　　摘要：海砂氯離子含量過高，會產(chǎn)生促凝作用，造成水泥早期水化熱增大，或者造成鋼筋銹蝕，使混凝土脹裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被破壞。凈化海砂可以采取降低氯含量、摻入粉煤灰、添加阻銹劑等多種方式?！　￡P(guān)鍵詞：海砂；鋼筋銹蝕；混凝土　　砂是鋼筋混凝土中必不可少的細(xì)骨料，隨著建筑業(yè)的高速發(fā)展，河砂出現(xiàn)短缺。沿海一些城市的建設(shè)工程中，有不少混凝土公司在進(jìn)行混凝土生產(chǎn)時，使用沒經(jīng)過凈化處理的海砂，給建筑工程帶來了嚴(yán)重的質(zhì)量隱患?！　?使用未凈化的海砂對鋼筋混凝土構(gòu)件的危害　　

2、1.1海砂的特點及分類　　海砂與河砂的組成及性能很接近，含泥量低、粒型圓滑、質(zhì)地堅硬、級配良好；不同點在于：海砂中的CL-含量、SO42-含量及貝殼等含量較高。海砂可分為灘砂、海底砂和入?？诟浇纳叭?；灘砂是指海灘上的砂；海底砂是指淺?；蛏詈：５椎纳?；入?？谑呛恿骱秃Ｑ蟮膮R合處，淡水和海水的界限不易分明，故入?？诟浇纳耙矊儆诤Ｉ?。海砂由于氯離子含量過高，導(dǎo)致破壞鋼筋混凝土質(zhì)量。　　1.2氯離子CL-在鋼筋混凝土構(gòu)件中的存在造成鋼筋銹蝕　　氯離子主要以“自由離子”或“結(jié)合離子”6的方式存在混凝土中：一

3、是和水泥水化產(chǎn)物化學(xué)結(jié)合，二是吸附在混凝土孔隙壁中，三是溶解于混凝土孔隙液中。并不是混凝土中含有氯離子就會對鋼筋造成腐蝕，而是混凝土內(nèi)的氯離子超過規(guī)定“臨界值”，氯離子含量達(dá)到一定濃度，才會與鋼筋發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鋼筋才會銹蝕。鋼筋混凝土在沒有CL-或CL-含量極低的情況下，由于水泥混凝土堿性強，液相pH值一般可達(dá)12.5～13.5，pH值較高，鋼材在這種高堿的環(huán)境中能形成致密穩(wěn)定的鈍化膜，使得鋼筋內(nèi)部無法形成腐蝕電流，銹蝕難以深入，對鋼筋起到較好的保護(hù)作用。但這種鈍化膜只有在高堿環(huán)境中才是穩(wěn)定的?！　嶒?/p>

4、研究表明，混凝土中液相pH值低于9，離子濃度比值為CL-/OH-大于0.61時，鋼筋開始銹蝕。①氯離子CL-銹蝕是一個電化學(xué)過程。氯離子具有半徑小、活性大、穿透力強等特點。海砂富含氯離子，當(dāng)海砂中的氯離子吸附于鈍化膜處，鋼筋表面存在CL-、O2和H2O的情況下，鋼筋會發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。CL-和陽極因腐蝕產(chǎn)生的Fe2+，形成FeCl2（綠銹）。從鋼筋陽極向含氧量較高的混凝土孔隙遷徙，分解為Fe（OH）2（褐銹）。褐銹沉積于陽極周圍，同時放出H+和CL-，它們又回到陽極區(qū)，使陽極區(qū)附近的孔隙液局部酸化，CL-

5、再帶出更多的Fe2+。　　Fe2++2CL-+4H2O→FeCl2+4H2O　　FeCl2+4H2O→Fe（OH）2↓+2CL-+2H++2H2O　　然而，氯離子（CL-）在這過程只是起到“搬運”作用，并沒有被“消耗”掉。游離子狀態(tài)的CL-電化學(xué)反應(yīng)周而復(fù)始地發(fā)生，破壞鋼筋鈍化膜，鋼筋膨脹，銹蝕不斷深入，會導(dǎo)致混凝土保護(hù)層開裂，鋼筋與混凝土之間的黏結(jié)力被破壞，鋼筋受力截面減少，結(jié)構(gòu)強度降低等，對混凝土的體積穩(wěn)定性造成相當(dāng)大的危害?！　?.3違規(guī)使用海砂對鋼筋混凝土工程的危害6　　未經(jīng)淡化的海砂中氯離子含

6、量過高，會對鋼筋混凝土工程造成危害，主要表現(xiàn)在兩個方面：一是會產(chǎn)生促凝作用，造成水泥早期水化熱增大。雖然促凝可以提高混凝土早期強度，但是對后期強度會產(chǎn)生不利影響，增大混凝土收縮值，影響混凝土的耐久性。二是混凝土中過量的氯離子會促使鋼筋銹蝕，使混凝土脹裂，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)被破壞，影響鋼筋混凝土構(gòu)件質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。　　2海砂在混凝土應(yīng)用的相關(guān)國家規(guī)定　　未經(jīng)處理的海砂中氯離子含量一般在0.1%至1.0%，直接使用這樣的海砂會使混凝土中氯離子總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼筋銹蝕的“臨界值”。為使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)避免遭受

7、鋼筋腐蝕破壞，國家嚴(yán)格控制氯離子進(jìn)入混凝土中。1999年，國土資源部發(fā)布了《關(guān)于加強海砂開發(fā)管理的通知》，在保護(hù)海洋環(huán)境的前提下，允許有序地開發(fā)海砂資源。2004年，建設(shè)部頒布《建標(biāo)[2004]143號文》，對鋼筋混凝土海砂中氯離子含量作出限量要求，規(guī)定鋼筋混凝土中氯離子含量控制在≤0.06%（以干砂重的百分率計），不論是任何途徑進(jìn)入混凝土中的氯離子（CL-），都不允許超出該限定值。國標(biāo)JCJ52-2006第3.1.10條又明確規(guī)定，對于預(yù)應(yīng)力混凝土用砂，其氯離子含量不得大于0.02%（以干砂的質(zhì)量百分

8、率計）。2010年12月1日起實施《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ206-2010），嚴(yán)格規(guī)定海砂使用管理。合理使用海砂，使海砂“變廢為寶”，具有迫切性與現(xiàn)實意義，是利國利民的好事?！　?海砂凈化加工辦法6　　為了保證混凝土中氯離子總量不超過標(biāo)準(zhǔn)限量，對施工中用水、砂石、外加劑等的氯鹽含量都必須給予限制，未經(jīng)凈化處理的海砂不能用于混凝土構(gòu)件制造，否則，混凝土中氯鹽含量就會超過“臨界值”，鋼筋就有腐蝕的危險。凈化海砂可以采取降低氯含量、摻入