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摘要：本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子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+反应生成溶于水的FeCl2，再与混凝土中的OH-生成Fe（OH）2，又将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生电位差，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，同时具有比水泥大的结合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/L。
2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=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=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1=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=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，见表一。
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《普通混凝土配合比设计规程》、GB 50164-2011《混凝土质量控制标准》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：
[1]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.普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[S]
[4]GB/T 50476-2008.混凝土结构耐久性设计规范[S
论文作者:周洪峰
论文发表刊物:《基层建设》2016年10期
论文发表时间:2016/7/27
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