混凝土中氯離子、堿含量及三氧化硫的測定計算方法研究

【摘要】混凝土及其原材料中氯離子、堿含量及三氧化硫會影響鋼筋混凝土的耐久性能。采用標準檢測方法對混凝土中各種原材料的氯離子、堿含量及三氧化硫進行檢測，并依據計算公式計算出混凝土中的氯離子、堿含量以及三氧化硫的含量。

【關鍵詞】混凝土；原材料；測定；計算；氯離子；堿含量；三氧化硫

1 前言

當前建筑形式主要以鋼筋混凝土結構為主，其具有性能高、成本低廉、堅固耐用等優點，被廣泛應用于建筑工程中。然而鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土安全使用的一個重要問題。由于混凝土中氯離子的存在，致使水泥混凝土結構內部發生了“電化反應”，導致鋼筋銹蝕，對水泥混凝土結構造成了危害。混凝土中堿含量的存在，使有堿活性的粗細骨料與堿發生了化學反應，致使混凝土膨脹、開裂甚至破壞。此外，混凝土中硫酸鹽的存在可能會使混凝土發生化學腐蝕。由此可見，對混凝土原材料中氯離子、堿含量及三氧化硫進行檢測，根據各原材料的檢測數值計算出混凝土中氯離子、總堿量及三氧化硫含量，以判別對混凝土腐蝕的影響程度，并加以控制以減少對混凝土的腐蝕。

2 實驗儀器及檢測方法

2.1實驗儀器

PHS-3C酸度計；BM-252電子天平；FP6400A火焰光度計；SX2-2.5-12箱式電阻爐。

2.2檢測方法

水泥、粉煤灰、礦粉檢測方法為《水泥化學分析方法》GB/T176-2008；細骨料、粗骨料檢測方法為《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準》JGJ52-2006；外加劑檢測方法為《混凝土外加劑勻質性試驗方法》GB/T8077-2012；混凝土拌合物用水檢測方法為《混凝土用水標準》JGJ63-2006。由于原材料的級別和使用要求不同，對混凝土原材料的氯離子、堿含量及三氧化硫檢測技術要求參照產品標準。

3 混凝土中氯離子含量計算方法

依據標準《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476-2008以及《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》TB10005-2010的要求。不同環境下，混凝土的氯離子含量應滿足表1的規定。

注：（1）混凝土中各種原材料的氯離子含量之和與膠凝材料重量的比值，得出混凝土氯離子含量。即混凝土總氯離子含量=（水泥中氯離子+粉煤灰中氯離子+礦粉中氯離子+砂中氯離子+碎石中氯離子+外加劑中氯離子+拌合用水中氯離子）×100%÷膠凝材料總量。

（2）當混凝土結構中鋼筋的配筋率低于最小配筋率時，其氯離子含量應滿足表1中鋼筋混凝土的要求。

4 混凝土中堿含量計算方法

依據標準《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476-2008以及《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》TB10005-2010的要求。不同環境下，混凝土的堿含量應滿足表2的規定。

注：（1）混凝土中各種原材料的堿含量之和，得出混凝土的堿含量。其中，礦物摻和料的堿含量以可溶性堿量計算。以粉煤灰堿含量測定值的1/6計為粉煤灰的可溶性堿量；以磨細礦渣粉堿含量測定值的1/2計為磨細礦渣粉的可溶性堿量；以硅灰堿含量測定值的1/2計為硅灰的可溶性堿量。即混凝土總堿含量=水泥堿含量+粉煤灰堿含量+礦粉堿含量+外加劑堿含量+拌合用水堿含量（粗、細骨料中不含潛在堿活性物質，故未計算在內）。

（2）不直接與水接觸、長期年平均空氣相對濕度≤75%的環境為干燥環境；長期處于水下或潮濕土中、干濕交替區、水位變化區以及年平均空氣相對濕度>75%的環境為潮濕環境；與高含鹽堿土體、海水、含堿工業廢水或鈉（鉀）鹽等直接接觸的環境為含堿環境。當干燥環境、潮濕環境與含堿環境變換交替作用時，均應按含堿環境來對待。

（3）當混凝土結構存在于含堿環境中，設計使用年限為100年時，混凝土的堿含量不僅要滿足表2混凝土中堿含量的最大限值的要求，還應使用非堿活性骨料；設計使用年限為60年、30年時，混凝土的堿含量不僅要滿足表2混凝土中堿含量的最大限值的要求，還應將混凝土的表面作防水、防堿涂層的處理，或者使用非堿活性骨料。

5 混凝土中三氧化硫含量計算方法

依據標準《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476-2008及《鐵路混凝土結構耐久性設計規范》TB10005-2010的要求。不同環境下，混凝土中三氧化硫含量不大于膠凝材料總量的4.0%。

混凝土中各種原材料的三氧化硫含量之和與膠凝材料的重量之比，得出混凝土三氧化硫含量。即混凝土總三氧化硫含量=（水泥中三氧化硫+粉煤灰中三氧化硫+礦粉中三氧化硫+砂中三氧化硫+碎石中三氧化硫+外加劑中三氧化硫+拌合用水中三氧化硫）×100%÷膠凝材料總量。

6 結論

混凝土耐久性對材料的要求，采取以總指標及分項指標雙控的原則，分項指標的調整，應滿足總體指標中的混凝土中的最大氯離子含量、單位體積混凝土中三氧化硫及堿含量要求。在確保混凝土總含堿量滿足要求的前提下，礦粉和粉煤灰的堿含量分項指標可適當放寬。

參考文獻

[1] GB/T175-2007，通用硅酸鹽水泥.[S].

[2] GB/T1596-2005，用于水泥和混凝土中的粉煤灰.[S].

[3] GB/T18046-2008，用于水泥和混凝土中的粒化高爐礦渣粉.[S].

[4] GB/T176-2008，水泥化學分析方法.[S].

[5] JGJ52-2006，普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準.[S].

[6] GB/T8077-2012，混凝土外加劑勻質性試驗方法.[S].

[7] JGJ63-2006，混凝土用水標準.[S].

[8] GB/T50476-2008，混凝土結構耐久性設計規范.[S].

[9] TB10005-2010，鐵路混凝土結構耐久性設計規范.[S].