深圳若干既有建筑氯离子含量排查方法介绍及检测结果分析

王 伟 袁广州

（深圳市福田建设工程质量检测中心 深圳福田 518000）

引言

深圳作为滨海城市，早期工程建设中存在使用海砂拌制混凝土的情况。对于海砂的应用，我国建设部于2004年8月13日发布了《关于严格建筑用海砂管理的意见》（建标[2004]143号）一文，在此之前海砂的使用是处于没有监管的状态。2010年12月1日，我国发布了关于规范海砂使用的标准，即《海砂混凝土应用技术规范》（JGJ206-2010）。此后，我国工程建设中使用海砂有了规范依据。

深圳原特区内许多楼龄超过20年的建筑出现了钢筋锈蚀和裂缝等问题。深圳建筑主管部门经常收到业主关于海砂房的投诉，如何判断这些建筑在建设过程中是否按照规定使用海砂等问题亟待解决，找到一个科学快速的方法对既有建筑混凝土氯离子含量进行检测是解决这个问题的关键。

1 海砂对钢筋混凝土结构的危害

在我国沿海地区，工程建设中存在不少使用海砂拌制混凝土的情况。按照国家规定，目前是允许使用经过净化处理且处理结果达到要求的海砂。资料显示，海砂在没有经过净化处理前，它的氯离子含量在0.088～0.119%之间。若只是简单地对海砂净化处理，其氯离子含量仍然在0.065～0.079%之间，远超过规范允许的范围[1]。

混凝土是碱性材料，其pH值在12～14之间，钢筋在这种条件下，会在表面形成一层保护膜。海砂对钢筋混凝土构件的危害就是因为氯离子破坏钢筋表面的钝化膜，从而使钢筋发生锈蚀。钢筋锈蚀是一个电化学过程：水和空气通过混凝土构件中的空隙渗入到内部，在钢筋表面形成腐蚀电池，从而使钢筋锈蚀[2]。

现有研究资料表明，钢筋发生锈蚀后对混凝土构件的危害主要有以下几个方面：①钢筋发生锈蚀后会造成由于有效受力面积变小，造成其抗拉强度、延性和伸长率等力学性能降低的情况。②钢筋锈蚀后会在表面形成氯化物的复合物（绿锈），体积膨胀为原来的2～4倍，最大可能膨胀到原来的6倍，巨大的内应力使得混凝土保护层破坏，产生裂缝。最后，因为钢筋锈蚀破坏了混凝土和钢筋的接触面，造成两者的握裹力降低，从而使混凝土构件结构性能下降[2]。

2 氯离子含量排查方法介绍

2.1 相关检测依据规范

依据的规范主要有《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）、《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T50784-2013）和《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）。

2.2 现场检测

本文研究对象主要是框架结构的多层建筑。检测人员首先对每栋建筑的钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况进行拍照并记录结果。接着，检测人员从构件上抽取混凝土芯样，在每个楼层的梁、柱、板或楼梯位置，先用钢筋扫描仪测量钢筋保护层厚度，再按检测方案钻取相应数量的混凝土芯样，芯样直径75mm，长度100～150mm，现场测量取样部位混凝土的碳化深度。

2.3 氯离子含量测定

对混凝土中氯离子含量的检测，主要依据《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T50784-2013）中第6.2节和《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）附录C“混凝土中的氯离子含量测定”的方法进行。根据氯离子含量检验报告，以及混凝土的配合比数据，计算出氯离子占胶凝材料的百分比含量。

2.1 结果判定

（1）根据初步排查结果，把各建筑的损害程度按照钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况分为“未发现、轻微、比较严重、特别严重”四种情况；

（2）对钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况属于“比较严重”或“特别严重”且混凝土强度偏低的建筑，初步判定为疑似建设工程中使用了海砂；

（3）单栋建筑混凝土中氯离子含量情况按照从严判定的原则进行判定，即若该栋建筑有一个或者一个以上的芯样为氯离子含量超标，就判定整栋建筑的氯离子含量不符合规范要求。对于单个芯样混凝土中氯离子含量的检测结果，依据《混凝土结构耐久性设计规范》GB/T50476-2008附录B的要求进行判定；即合格标准为：Ⅰ-A类、Ⅰ-B类、Ⅰ-C类环境最大氯离子含量分别为0.30%、0.20%、0.15%。

3 检测结果分析

3.1 检测结果汇总

本文统计分析了近200栋的检测数据，其检测过程均是按照本文介绍的排查方法进行的。从结果中发现了以下情况：

（1）超过60%的建筑出现钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况，出现钢筋锈蚀和混凝土裂缝的构件，主要分布在建筑的底层、顶层、楼梯间、雨篷、阳台等比较容易受潮的部位。

（2）按照本文检测方法中从严判定原则，判定为混凝土中氯离子含量超标的建筑占全部统计样本数量的20%。

3.2 检测结果分析判断

3.2.1 氯离子含量超标不是导致钢筋锈蚀的唯一因素

工作人员在检测过程中同时检测了混凝土强度、钢筋保护层厚度、碳化深度等相关参数。经过对检测结果分析认为氯离子并不是造成钢筋锈蚀的唯一因素，部分建筑存在混凝土强度偏低、钢筋保护层厚度不满足规范要求、混凝土的碳化深度过大等现象，这些因素同样会导致钢筋锈蚀和混凝土裂缝。混凝土中的氯离子浓度必须要达到一定程度才会破坏钢筋保护膜，导致钢筋锈蚀和混凝土开裂，根据《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）规定：在 I-A 类、I-B 类、I-C 类环境下，钢筋混凝土的最大氯离子含量分别为0.30%、0.20%、0.15%。钢筋发生锈蚀的必要条件是水和氧气，只要没有水和氧气同时存在钢筋就不会锈蚀。因此，完全干燥的钢筋不会生锈，完全置入水中的钢筋也不会生锈。

3.2.2 建筑所处环境对钢筋锈蚀和混凝土开裂的影响

对于处于干燥环境的建筑，虽然其混凝土中氯离子含量检测结果超出了规范允许范围，但钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况并不严重。而对于处于河流或海洋附近的建筑，由于受潮湿空气影响，钢筋锈蚀和混凝土裂缝情况普遍比较严重，其中部分建筑氯离子含量检测结果并未超过规范允许范围。

4 结论与建议

4.1 既有建筑混凝土中氯离子含量结果判定本

文介绍的排查方法，在判定氯离子含量是否符合规范要求时依照的是从严原则，即有一个及以上样本结果超标就判定为工程建设中疑似使用了不符合规范要求的海砂。从安全这个角度来讲，这个判定原则为政府对老旧建筑的管理提供了理论依据，也为业主和物业管理部门后期的维护使用提供了指导，保障了业主的生命财产安全。因此，排查方法中对结果按照从严判定的原则是可行的。

4.2 海砂使用的建议

建设部在2004年8月13日发布《关于严格建筑用海砂管理的意见》，文件中规定“建筑工程中采用的海砂必须是经过专门处理的淡化海砂，公共建筑和高层建筑不宜采用海砂，严禁不合格的海砂进入建筑工程”，该文件明确规定了工程建设中可以使用海砂，但是海砂必须经过淡化处理合格后才能使用。建设行政主管部门应严格控制海砂开采，对销售和使用海砂的企业进行抽检，发现违法行为应严肃处理。对使用海砂进行混凝土生产的搅拌站，要严格执行见证取样制度，对海砂从进场开始的全过程进行监控，从混凝土生产源头上杜绝不合格海砂的使用。

4.3 日常维护和保养应注意的问题

业主或物业管理部门要经常检查屋面、厨房和卫生间等容易渗水或漏水的部位，一旦发现渗漏现象应及时处理，防止钢筋锈蚀进一步扩大导致混凝土开裂。

另外，建议物业管理部门要改进物业清洁工作方式。根据调查结果可以判定出现钢筋锈蚀和混凝土裂缝现象的楼梯，大部分是由于用水冲洗楼梯间，使楼梯混凝土构件表面抹灰鼓包、掉皮所致。当混凝土构件表面处于潮湿状态时，在混凝土中氯离子的作用下钢筋就容易被锈蚀，进而造成混凝土构件产生裂缝。因此，物业管理部门应适当改进清洁作业方式，这样才能维护保养好建筑，保证其正常使用年限。

4.4 对氯离子含量超标建筑的处理建议

对于构件损伤程度轻微的建筑可以通过钢筋除锈和表面修补等方式处理，同时保持房屋干燥并加强日常维护。对于构件损伤程度比较严重的建筑则须通过局部改造或加固来处理，保证在设计使用年限内的安全。对于构件损伤程度特别严重的建筑，构件修复比较困难，建议主管部门或业主结合城市更新改造来处理，特别是对已经存在安全隐患的建筑，应及时加固或拆除，从而消除安全隐患。

[1]郑荣跃，袁丽莉，贺智敏.宁波地区的海砂问题及其对策[J].混凝土，2004（10）：22～24.

[2]王 振.海砂对钢筋混凝土结构的危害及工程管理对策[J].福建建筑，2013（12）：32～34.