服務熱線
0379-62669906當前位置:首頁>媒體中心>產(chǎn)品百科>海砂中主要有害物質(zhì)對混凝土的影響
來源: 發(fā)表時間:2015-06-15 11:07:23 點擊次數(shù):【】
我國東南沿海地帶,在工程施工時普遍使用談化海砂作為混凝土細骨料。根據(jù)現(xiàn)行國家標準《建筑用砂》(GB/T14684-2000)規(guī)定:砂中如含有云母、輕物質(zhì)、有機物、硫化物及硫酸鹽、氯鹽等有害物質(zhì),其含量應符合表4-1的規(guī)定。海砂一般具有粒度適宜(多為中砂)、顆粒堅硬、級配良好、含泥量少等優(yōu)點,但存在的問題是含鹽量及貝殼含量較高。
海砂中主要有害物質(zhì)如下:
1.氯鹽離子(Cl-)是鋼筋腐蝕的“元兇”
混凝土耐久性已是當今世界的重大問題,鋼筋腐蝕是影響耐久性的第一因素。而世界范圍內(nèi)大量實踐證明,氯鹽離子又是引起鋼筋腐蝕的“元兇”。因此,氯鹽對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕,已經(jīng)是一個世界性問題。
氯鹽進入混凝土中,大體有兩種途徑,其一是事先混入,例如使用含氯鹽外加劑、施工用水為“咸水”或使用不合格海砂等;其二是環(huán)境中的氯鹽(如海洋環(huán)境)慢慢滲透到混凝土中。不正當?shù)厥褂煤I,無疑是“引狼入室”,為建筑結(jié)構(gòu)埋下了隱患。
2.氯鹽離于(Cl-)對鋼筋腐蝕的電化學過程
鋼筋腐蝕是一個電化學過程,混凝土中進入Cl-,鋼筋表面的鐘化膜會遭受破壞,形成腐蝕電池。Cl-還起著陽極去極化作用,其反應式為:
由上式可以看出,Cl-只參與了反應過程,起到了“搬運”作用,但它在整個過程中并沒有被“消耗”掉。換言之,凡是進入混凝土中的游離狀態(tài)Cl-,會周而復始地起破壞作用,這也是氯鹽危害的特點之一;炷林蠧l-的存在,強化了離子通路,降低了混凝土的歐姆電阻,從項也加速了電化學腐蝕過程。總之,Cl-引起并加速鋼筋腐蝕,銹蝕膨脹使混凝土開裂、結(jié)構(gòu)破壞。
3.關(guān)于氯鹽腐蝕的“臨界值”
Cl-在鋼筋表面只有達到一定濃度時鋼筋才會銹蝕,通常將此濃度稱作引起鋼筋銹蝕的“臨界值”;炷潦且粋復雜的體系,外界條件也不一樣,“臨界值”是隨條件而變的。“臨界值”是客觀存在的,只要超過這個“臨界值”鋼筋就會腐蝕。
為使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在使用期內(nèi)避免遭受鋼筋腐蝕破壞,嚴格控制Cl-進入混凝土中和使其不超出“臨界值”,是十分必要的。
在試驗研究和工程實踐的基礎(chǔ)上,世界上許多國家的規(guī)程、規(guī)范、政府指令性文件中,都作了相應的氯離子限量規(guī)定,對混凝土中c1—含量實行總量控制。不論以何種途徑進入到混凝土中,都不允許Cl-含量超出該限定值,并以此“限定值”作為新建工程質(zhì)量控制的重要技術(shù)指標之一。表4-2列出了美國混凝土學會(ACI)的相關(guān)規(guī)定。
日本為了更便于應用,規(guī)定了每1m3混凝土中Cl-含量的限定值。對于耐久性要求較高的鋼筋混凝土,Cl-總量不超過0.3kg/m3;一般鋼筋混凝土,Cl-總量不超過0.6kg/m3。若每1m3混凝土按300kg水泥計算,以上規(guī)定為水泥重量的0.1%-0.2%,與表4-2中美國的規(guī)定基本一致。
近期國內(nèi)制訂、修訂的規(guī)程規(guī)范逐步與國際接軌,比較嚴格的指標規(guī)定是,對于預應力混凝土,Cl-總量不超過0.06%(水泥質(zhì)量百分比、下同);對于普通混凝土,Cl-總量不超過0.10%,與ACl201的規(guī)定近似。
4.海砂中氯鹽的“限定值”
為了保證混凝土中Cl-總量不超過標準限量,對施工中用水、砂石、外加劑等的氯鹽含量都必須給予限制,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。就砂子而言,誨砂含有不等量的氯鹽。有些海砂含鹽量高達0.1%-1%(淡砂質(zhì)量百分比)。直接使用這樣的海砂建造房屋或公共基礎(chǔ)設(shè)施(如橋梁等),由于鹽分遠遠超過“臨界值”,鋼筋腐蝕危害就會發(fā)生。
一些國家對海砂的鹽含量作出限星規(guī)定,即“限定值”,借以規(guī)范海砂的使用。如日本規(guī)定,海砂氯鹽含量為0.02%以下者(以NaCl占干砂重量的百分比,下同)可直接使用(也有0.04%的規(guī)定),凡是含鹽量超標的海砂,必須采取除鹽處理措施(如淡水洗)或防鹽腐蝕措施(如加鋼筋阻銹劑等)。未經(jīng)處理的含鹽量超標海砂是嚴禁使用的。
我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定,對于一般混凝土海砂Cl-含量應低于0.06%(相當于以NaCl占干砂重量百分比的0.1%,比日本的規(guī)定放寬些)。如果按每1m3混凝土加500kg海砂計,當Cl-含量為0.06%時,則帶人混凝土中的Cl-量為0.3kg;若1m3混凝土用300kg水泥,則僅海砂帶人的Cl-量,就已經(jīng)達到“限定值”了(水泥質(zhì)量的0.1%)。因此,保證海砂含氯鹽不超標,是最起碼的要求。如果再違規(guī)使用超標海砂,則會使混凝土中Cl-總量遠遠超過鋼筋腐蝕的“臨界值”,鋼筋發(fā)生腐蝕,結(jié)構(gòu)破壞。
貝殼屬于表4-1有害物質(zhì)中的輕物質(zhì)范疇。貝殼類主要成分為CaCO3,貝殼類雖然為惰性材料,一般不會與水泥發(fā)生化學反應,但這些輕物質(zhì)往往呈薄片狀,表面光滑,本身強度很低,且較易沿節(jié)理錯裂,因而與水泥漿的粘結(jié)能力很差。一般來說,當貝殼類等輕物質(zhì)含量較多時,會明顯使混凝土的和易性變差,使泥凝土的抗拉、抗壓、抗折強度及抗凍性、抗磨性、抗?jié)B性與耐火性能均有所降低。因此必須對其含量加以限制。
一般來說,細碎的貝殼渣滓對混凝土強度影響不顯著,但對于海砂中貝殼含量較多時,會直接降低混凝土的強度,尤其對蒸壓養(yǎng)護的混凝土(如預應力管樁等)的強度非常不利。
上一篇:“海砂屋”危害無窮
下一篇:建筑中合理利用海砂資源的新技術(shù)