论文部分内容阅读
【摘要】混凝土及其原材料中氯离子、碱含量及三氧化硫会影响钢筋混凝土的耐久性能。采用标准检测方法对混凝土中各种原材料的氯离子、碱含量及三氧化硫进行检测，并依据计算公式计算出混凝土中的氯离子、碱含量以及三氧化硫的含量。
【关键词】混凝土；原材料；测定；计算；氯离子；碱含量；三氧化硫
1 前言
当前建筑形式主要以钢筋混凝土结构为主，其具有性能高、成本低廉、坚固耐用等优点，被广泛应用于建筑工程中。然而钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土安全使用的一个重要问题。由于混凝土中氯离子的存在，致使水泥混凝土结构内部发生了“电化反应”，导致钢筋锈蚀，对水泥混凝土结构造成了危害。混凝土中碱含量的存在，使有碱活性的粗细骨料与碱发生了化学反应，致使混凝土膨胀、开裂甚至破坏。此外，混凝土中硫酸盐的存在可能会使混凝土发生化学腐蚀。由此可见，对混凝土原材料中氯离子、碱含量及三氧化硫进行检测，根据各原材料的检测数值计算出混凝土中氯离子、总碱量及三氧化硫含量，以判别对混凝土腐蚀的影响程度，并加以控制以减少对混凝土的腐蚀。
2 实验仪器及检测方法
2.1实验仪器
PHS-3C酸度计；BM-252电子天平；FP6400A火焰光度计；SX2-2.5-12箱式电阻炉。
2.2检测方法
水泥、粉煤灰、矿粉检测方法为《水泥化学分析方法》GB/T176-2008；细骨料、粗骨料检测方法为《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006；外加剂检测方法为《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T8077-2012；混凝土拌合物用水检测方法为《混凝土用水标准》JGJ63-2006。由于原材料的级别和使用要求不同，对混凝土原材料的氯离子、碱含量及三氧化硫检测技术要求参照产品标准。
3 混凝土中氯离子含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008以及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土的氯离子含量应满足表1的规定。
注：（1）混凝土中各种原材料的氯离子含量之和与胶凝材料重量的比值，得出混凝土氯离子含量。即混凝土总氯离子含量=（水泥中氯离子+粉煤灰中氯离子+矿粉中氯离子+砂中氯离子+碎石中氯离子+外加剂中氯离子+拌合用水中氯离子）×100%÷胶凝材料总量。
（2）当混凝土结构中钢筋的配筋率低于最小配筋率时，其氯离子含量应满足表1中钢筋混凝土的要求。
4 混凝土中碱含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008以及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土的碱含量应满足表2的规定。
注：（1）混凝土中各种原材料的碱含量之和，得出混凝土的碱含量。其中，矿物掺和料的碱含量以可溶性碱量计算。以粉煤灰碱含量测定值的1/6计为粉煤灰的可溶性碱量；以磨细矿渣粉碱含量测定值的1/2计为磨细矿渣粉的可溶性碱量；以硅灰碱含量测定值的1/2计为硅灰的可溶性碱量。即混凝土总碱含量=水泥碱含量+粉煤灰碱含量+矿粉碱含量+外加剂碱含量+拌合用水碱含量（粗、细骨料中不含潜在碱活性物质，故未计算在内）。
（2）不直接与水接触、长期年平均空气相对湿度≤75%的环境为干燥环境；长期处于水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均空气相对湿度>75%的环境为潮湿环境；与高含盐碱土体、海水、含碱工业废水或钠（钾）盐等直接接触的环境为含碱环境。当干燥环境、潮湿环境与含碱环境变换交替作用时，均应按含碱环境来对待。
（3）当混凝土结构存在于含碱环境中，设计使用年限为100年时，混凝土的碱含量不仅要满足表2混凝土中碱含量的最大限值的要求，还应使用非碱活性骨料；设计使用年限为60年、30年时，混凝土的碱含量不仅要满足表2混凝土中碱含量的最大限值的要求，还应将混凝土的表面作防水、防碱涂层的处理，或者使用非碱活性骨料。
5 混凝土中三氧化硫含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土中三氧化硫含量不大于胶凝材料总量的4.0%。
混凝土中各种原材料的三氧化硫含量之和与胶凝材料的重量之比，得出混凝土三氧化硫含量。即混凝土总三氧化硫含量=（水泥中三氧化硫+粉煤灰中三氧化硫+矿粉中三氧化硫+砂中三氧化硫+碎石中三氧化硫+外加剂中三氧化硫+拌合用水中三氧化硫）×100%÷胶凝材料总量。
6 结论
混凝土耐久性对材料的要求，采取以总指标及分项指标双控的原则，分项指标的调整，应满足总体指标中的混凝土中的最大氯离子含量、单位体积混凝土中三氧化硫及碱含量要求。在确保混凝土总含碱量满足要求的前提下，矿粉和粉煤灰的碱含量分项指标可适当放宽。
参考文献
[1] GB/T175-2007，通用硅酸盐水泥.[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炉矿渣粉.[S].
[4] GB/T176-2008，水泥化学分析方法.[S].
[5] JGJ52-2006，普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准.[S].
[6] GB/T8077-2012，混凝土外加剂匀质性试验方法.[S].
[7] JGJ63-2006，混凝土用水标准.[S].
[8] GB/T50476-2008，混凝土结构耐久性设计规范.[S].
[9] TB10005-2010，铁路混凝土结构耐久性设计规范.[S].
【关键词】混凝土；原材料；测定；计算；氯离子；碱含量；三氧化硫
1 前言
当前建筑形式主要以钢筋混凝土结构为主，其具有性能高、成本低廉、坚固耐用等优点，被广泛应用于建筑工程中。然而钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土安全使用的一个重要问题。由于混凝土中氯离子的存在，致使水泥混凝土结构内部发生了“电化反应”，导致钢筋锈蚀，对水泥混凝土结构造成了危害。混凝土中碱含量的存在，使有碱活性的粗细骨料与碱发生了化学反应，致使混凝土膨胀、开裂甚至破坏。此外，混凝土中硫酸盐的存在可能会使混凝土发生化学腐蚀。由此可见，对混凝土原材料中氯离子、碱含量及三氧化硫进行检测，根据各原材料的检测数值计算出混凝土中氯离子、总碱量及三氧化硫含量，以判别对混凝土腐蚀的影响程度，并加以控制以减少对混凝土的腐蚀。
2 实验仪器及检测方法
2.1实验仪器
PHS-3C酸度计；BM-252电子天平；FP6400A火焰光度计；SX2-2.5-12箱式电阻炉。
2.2检测方法
水泥、粉煤灰、矿粉检测方法为《水泥化学分析方法》GB/T176-2008；细骨料、粗骨料检测方法为《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》JGJ52-2006；外加剂检测方法为《混凝土外加剂匀质性试验方法》GB/T8077-2012；混凝土拌合物用水检测方法为《混凝土用水标准》JGJ63-2006。由于原材料的级别和使用要求不同，对混凝土原材料的氯离子、碱含量及三氧化硫检测技术要求参照产品标准。
3 混凝土中氯离子含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008以及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土的氯离子含量应满足表1的规定。
注：（1）混凝土中各种原材料的氯离子含量之和与胶凝材料重量的比值，得出混凝土氯离子含量。即混凝土总氯离子含量=（水泥中氯离子+粉煤灰中氯离子+矿粉中氯离子+砂中氯离子+碎石中氯离子+外加剂中氯离子+拌合用水中氯离子）×100%÷胶凝材料总量。
（2）当混凝土结构中钢筋的配筋率低于最小配筋率时，其氯离子含量应满足表1中钢筋混凝土的要求。
4 混凝土中碱含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008以及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土的碱含量应满足表2的规定。
注：（1）混凝土中各种原材料的碱含量之和，得出混凝土的碱含量。其中，矿物掺和料的碱含量以可溶性碱量计算。以粉煤灰碱含量测定值的1/6计为粉煤灰的可溶性碱量；以磨细矿渣粉碱含量测定值的1/2计为磨细矿渣粉的可溶性碱量；以硅灰碱含量测定值的1/2计为硅灰的可溶性碱量。即混凝土总碱含量=水泥碱含量+粉煤灰碱含量+矿粉碱含量+外加剂碱含量+拌合用水碱含量（粗、细骨料中不含潜在碱活性物质，故未计算在内）。
（2）不直接与水接触、长期年平均空气相对湿度≤75%的环境为干燥环境；长期处于水下或潮湿土中、干湿交替区、水位变化区以及年平均空气相对湿度>75%的环境为潮湿环境；与高含盐碱土体、海水、含碱工业废水或钠（钾）盐等直接接触的环境为含碱环境。当干燥环境、潮湿环境与含碱环境变换交替作用时，均应按含碱环境来对待。
（3）当混凝土结构存在于含碱环境中，设计使用年限为100年时，混凝土的碱含量不仅要满足表2混凝土中碱含量的最大限值的要求，还应使用非碱活性骨料；设计使用年限为60年、30年时，混凝土的碱含量不仅要满足表2混凝土中碱含量的最大限值的要求，还应将混凝土的表面作防水、防碱涂层的处理，或者使用非碱活性骨料。
5 混凝土中三氧化硫含量计算方法
依据标准《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008及《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005-2010的要求。不同环境下，混凝土中三氧化硫含量不大于胶凝材料总量的4.0%。
混凝土中各种原材料的三氧化硫含量之和与胶凝材料的重量之比，得出混凝土三氧化硫含量。即混凝土总三氧化硫含量=（水泥中三氧化硫+粉煤灰中三氧化硫+矿粉中三氧化硫+砂中三氧化硫+碎石中三氧化硫+外加剂中三氧化硫+拌合用水中三氧化硫）×100%÷胶凝材料总量。
6 结论
混凝土耐久性对材料的要求，采取以总指标及分项指标双控的原则，分项指标的调整，应满足总体指标中的混凝土中的最大氯离子含量、单位体积混凝土中三氧化硫及碱含量要求。在确保混凝土总含碱量满足要求的前提下，矿粉和粉煤灰的碱含量分项指标可适当放宽。
参考文献
[1] GB/T175-2007，通用硅酸盐水泥.[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炉矿渣粉.[S].
[4] GB/T176-2008，水泥化学分析方法.[S].
[5] JGJ52-2006，普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准.[S].
[6] GB/T8077-2012，混凝土外加剂匀质性试验方法.[S].
[7] JGJ63-2006，混凝土用水标准.[S].
[8] GB/T50476-2008，混凝土结构耐久性设计规范.[S].
[9] TB10005-2010，铁路混凝土结构耐久性设计规范.[S].