关于海砂混凝土氯离子含量若干问题的探索与思考

苏丽惠

摘 要 近年来，由于我国建筑行业蓬勃发展，消耗了大量的建筑材料，其中建筑用砂的消耗量持续增长，直接导致很多地区江河砂严重匮乏。在此背景下，建筑行业开始开发利用海砂资源，事实证明，只要合理利用海砂资源，可以有效缓解现阶段建筑用砂不足的问题，但是同时也要认识到，海砂中氯盐含量较高，若处理不好，会严重影响建筑工程质量。本文简要对海砂与海砂混凝土进行阐述，并就海砂混凝土中氯离子对于混凝土耐久性的影响进行探究。

关键词 氯离子;海砂混凝土;耐久性;腐蚀

陆砂、河砂資源短缺是目前世界范围内普遍存在的问题，将海砂用于建筑行业最早可以追溯到20世纪中期，我国台湾地区、日本以及部分发达国家最早尝试降海砂用作建筑用砂。我国幅员辽阔，海岸线近20000km，拥有丰富的海砂资源，合理开发利用海砂资源，可以缓解现阶段江河砂资源匮乏的问题。但是由于海砂中氯离子含量较高，如果不经过科学的处理，会导致混凝土耐久性下降，缩短建筑的使用寿命，我国沿海地区已经出现过“海砂屋”，不仅造成了一定的经济损失，同时也造成了不良的社会影响。

1海砂与海砂混凝土的界定

根据我国《海砂混凝土应用技术规范》JGJ206-2010中的规定，海砂指的是海洋以及入海口附近出产的砂，主要包括海底砂、入海口砂以及滩砂等。其中关于入海口砂是否应归属于海砂，一直以来存在较大的争议，但是考虑到入海口附近，江河与海洋交汇，海水与淡水的界线会随着江河径流量以及季节的变化而变化，不具有确定性，因此，将入海口砂也纳入到海砂的范畴。海砂混凝土则指的是部分或者全部细骨料采用海砂的混凝土，简而言之，就是凡是细骨料使用了海砂的混凝土均称之为海砂混凝土，无论使用比例多少[1]。同时《海砂混凝土应用技术规》中明确规定，混凝土中使用的海砂必须要进行净化处理，属于强制性规定，这主要是考虑到海砂混凝土的耐久性，没有经过净化处理的海砂含杂质过多，会影响混凝土质量。

2海砂混凝土氯离子对于混凝土耐久性的影响

2.1 海砂混凝土氯离子对混凝土耐久性影响的特点

海砂混凝土即部分或者全部细骨料为海砂的混凝土，因此，严格意义上来说，混凝土中的氯离子属于内掺氯离子，其对于混凝土耐久性的影响与外部深入的氯离子造成的影响不同。具体表现为以下几方面的特点：①海砂混凝土在拌和时氯离子进入到混凝土内部，部分氯离子会和水泥产生反应，其部分可生成F盐，部分被吸附在CSH胶凝体的层间空隙当中。这与混凝土凝固后才进入混凝土中的氯离子有明显不同，内掺氯离子的结合氯较高[2]。②内掺氯离子在经过充分的拌和之后，会相对均匀地分布在混凝土内部、钢筋以及混凝土截面上，一般不会产生浓差腐蚀电偶，而外部渗入的氯离子由于在混凝土内部不均匀部分，容易产生腐蚀电偶，这就导致氯离子局部去钝化的作用明显加强。③建筑使用的钢筋其自身一般存在氧化皮以及铁锈，被植入到混凝土内部后，钝化膜是在这些氧化皮和铁锈逐渐溶解后随着孔溶液碱度的逐渐提高和氧气通过不完全充水的毛细孔道气相扩散到钢筋表面后才逐渐形成并稳定下来[3]。

内掺型氯离子所接触到的钝化膜极不稳定，而外部渗入的氯离子接触的钝化膜则基本稳定，因此，二者对于钝化膜所造成的影响以及过程不同。

2.2 海砂混凝土氯离子对混凝土耐久性的影响

关于海砂混凝土氯离子对于混凝土耐久性的影响，主要是氯化物会导致钢筋锈蚀，进而使钢筋的强度下降，最终造成混凝土耐久性下降，使用寿命达到设计期限。关于氯离子对钢筋的影响主要表现在以下几方面：

（1）钝化膜被破坏

在正常情况下，混凝土的pH值可超过12.5，钢筋处于这种环境中，其表面可形成200～100μm不等的钝化膜，钝化膜结构致密，性质稳定，可以对钢筋形成有效的防护，延缓钢筋锈蚀的速度[4]。而海砂混凝土受海砂中酸性物质的影响，混凝土酸碱度可降低到9以下，而钢筋表面的混凝土的钝化膜在pH低于10时就会逐步失去对钢筋的防护作用，此时若接触到水分和空气，钢筋就会来时发生锈蚀。而海砂混凝土中的氯离子，在接近钢筋后，会附着在钢筋表面，这会进一步加快氧化反应，导致钢筋的锈蚀更为严重。

（2）电池腐蚀作用

如果钢筋表面存在大面积的氯化物，则一般会出现均匀腐蚀，而在不均质的混凝土当中比较常见的是局部腐蚀。氯离子的腐蚀作用通常会先出现在钢筋钝化膜薄弱部位，钝化膜被破坏后，铁基表面裸露，若此时存在水分和氧气，则铁基表面会和尚完整的钝化膜间出现电位差，铁为阳极，钝化膜是阴极，电子在两极之间迁移会发生氧化反应，因此，钢筋表面会出现点蚀的情况，随着腐蚀作用的影响，点蚀会发展为坑蚀，并逐渐蔓延，最终造成全面锈蚀。混凝土内部的钢筋发生锈蚀后，锈蚀作用的产物会是铁基的数倍，随着钢筋不断锈蚀，其产物的体积会不断膨胀，进而使混凝土结构内部出现裂缝，而裂缝扩张又会进一步加速钢筋锈蚀，并导致混凝土结构破坏，甚至丧失承载力。

3结束语

综上所述，虽然我国的海砂资源丰富，可以有效满足建筑行业的需求，但是在也要充分认识到海砂混凝土的不足，在实际使用过程中，必须要充分考虑到海砂混凝土中氯离子的影响，对海砂进行严格的净化处理，以确保混凝土质量。

参考文献

[1] 邓伟东，张进军，张艳丽.《混凝土质量控制标准》中混凝土拌合物中水溶性氯离子含量评定标准的一些见解[J].建材发展导向，2019，17（7）：41.

[2] 吴佳健，林国雄，张荣，等.对混凝土海砂使用中品质控制的几点思考[J].混凝土世界，2013（6）：96-98.

[3] 赵文成，潭进财，杨景鼎.海砂用于混凝土构造物耐久性研究及使用管理[J].东南大学学报（自然科学版），2006（S2）：160-166.

[4] 李家和，李刚.有关标准对混凝土和混凝土用砂氯离子含量的限定分析——关于海砂的讨论[J].商品混凝土，2013（5）：2.