深圳若干既有建筑氯離子含量排查方法介紹及檢測結果分析

王 偉 袁廣州

（深圳市福田建設工程質量檢測中心 深圳福田 518000）

引言

深圳作為濱海城市，早期工程建設中存在使用海砂拌制混凝土的情況。對于海砂的應用，我國建設部于2004年8月13日發布了《關于嚴格建筑用海砂管理的意見》（建標[2004]143號）一文，在此之前海砂的使用是處于沒有監管的狀態。2010年12月1日，我國發布了關于規范海砂使用的標準，即《海砂混凝土應用技術規范》（JGJ206-2010）。此后，我國工程建設中使用海砂有了規范依據。

深圳原特區內許多樓齡超過20年的建筑出現了鋼筋銹蝕和裂縫等問題。深圳建筑主管部門經常收到業主關于海砂房的投訴，如何判斷這些建筑在建設過程中是否按照規定使用海砂等問題亟待解決，找到一個科學快速的方法對既有建筑混凝土氯離子含量進行檢測是解決這個問題的關鍵。

1 海砂對鋼筋混凝土結構的危害

在我國沿海地區，工程建設中存在不少使用海砂拌制混凝土的情況。按照國家規定，目前是允許使用經過凈化處理且處理結果達到要求的海砂。資料顯示，海砂在沒有經過凈化處理前，它的氯離子含量在0.088～0.119%之間。若只是簡單地對海砂凈化處理，其氯離子含量仍然在0.065～0.079%之間，遠超過規范允許的范圍[1]。

混凝土是堿性材料，其pH值在12～14之間，鋼筋在這種條件下，會在表面形成一層保護膜。海砂對鋼筋混凝土構件的危害就是因為氯離子破壞鋼筋表面的鈍化膜，從而使鋼筋發生銹蝕。鋼筋銹蝕是一個電化學過程：水和空氣通過混凝土構件中的空隙滲入到內部，在鋼筋表面形成腐蝕電池，從而使鋼筋銹蝕[2]。

現有研究資料表明，鋼筋發生銹蝕后對混凝土構件的危害主要有以下幾個方面：①鋼筋發生銹蝕后會造成由于有效受力面積變小，造成其抗拉強度、延性和伸長率等力學性能降低的情況。②鋼筋銹蝕后會在表面形成氯化物的復合物（綠銹），體積膨脹為原來的2～4倍，最大可能膨脹到原來的6倍，巨大的內應力使得混凝土保護層破壞，產生裂縫。最后，因為鋼筋銹蝕破壞了混凝土和鋼筋的接觸面，造成兩者的握裹力降低，從而使混凝土構件結構性能下降[2]。

2 氯離子含量排查方法介紹

2.1 相關檢測依據規范

依據的規范主要有《混凝土結構耐久性設計規范》（GB/T50476-2008）、《混凝土結構現場檢測技術標準》（GB/T50784-2013）和《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2004）。

2.2 現場檢測

本文研究對象主要是框架結構的多層建筑。檢測人員首先對每棟建筑的鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況進行拍照并記錄結果。接著，檢測人員從構件上抽取混凝土芯樣，在每個樓層的梁、柱、板或樓梯位置，先用鋼筋掃描儀測量鋼筋保護層厚度，再按檢測方案鉆取相應數量的混凝土芯樣，芯樣直徑75mm，長度100～150mm，現場測量取樣部位混凝土的碳化深度。

2.3 氯離子含量測定

對混凝土中氯離子含量的檢測，主要依據《混凝土結構現場檢測技術標準》（GB/T50784-2013）中第6.2節和《建筑結構檢測技術標準》（GB/T50344-2004）附錄C“混凝土中的氯離子含量測定”的方法進行。根據氯離子含量檢驗報告，以及混凝土的配合比數據，計算出氯離子占膠凝材料的百分比含量。

2.1 結果判定

（1）根據初步排查結果，把各建筑的損害程度按照鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況分為“未發現、輕微、比較嚴重、特別嚴重”四種情況；

（2）對鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況屬于“比較嚴重”或“特別嚴重”且混凝土強度偏低的建筑，初步判定為疑似建設工程中使用了海砂；

（3）單棟建筑混凝土中氯離子含量情況按照從嚴判定的原則進行判定，即若該棟建筑有一個或者一個以上的芯樣為氯離子含量超標，就判定整棟建筑的氯離子含量不符合規范要求。對于單個芯樣混凝土中氯離子含量的檢測結果，依據《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476-2008附錄B的要求進行判定；即合格標準為：Ⅰ-A類、Ⅰ-B類、Ⅰ-C類環境最大氯離子含量分別為0.30%、0.20%、0.15%。

3 檢測結果分析

3.1 檢測結果匯總

本文統計分析了近200棟的檢測數據，其檢測過程均是按照本文介紹的排查方法進行的。從結果中發現了以下情況：

（1）超過60%的建筑出現鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況，出現鋼筋銹蝕和混凝土裂縫的構件，主要分布在建筑的底層、頂層、樓梯間、雨篷、陽臺等比較容易受潮的部位。

（2）按照本文檢測方法中從嚴判定原則，判定為混凝土中氯離子含量超標的建筑占全部統計樣本數量的20%。

3.2 檢測結果分析判斷

3.2.1 氯離子含量超標不是導致鋼筋銹蝕的唯一因素

工作人員在檢測過程中同時檢測了混凝土強度、鋼筋保護層厚度、碳化深度等相關參數。經過對檢測結果分析認為氯離子并不是造成鋼筋銹蝕的唯一因素，部分建筑存在混凝土強度偏低、鋼筋保護層厚度不滿足規范要求、混凝土的碳化深度過大等現象，這些因素同樣會導致鋼筋銹蝕和混凝土裂縫。混凝土中的氯離子濃度必須要達到一定程度才會破壞鋼筋保護膜，導致鋼筋銹蝕和混凝土開裂，根據《混凝土結構耐久性設計規范》（GB/T50476-2008）規定：在 I-A 類、I-B 類、I-C 類環境下，鋼筋混凝土的最大氯離子含量分別為0.30%、0.20%、0.15%。鋼筋發生銹蝕的必要條件是水和氧氣，只要沒有水和氧氣同時存在鋼筋就不會銹蝕。因此，完全干燥的鋼筋不會生銹，完全置入水中的鋼筋也不會生銹。

3.2.2 建筑所處環境對鋼筋銹蝕和混凝土開裂的影響

對于處于干燥環境的建筑，雖然其混凝土中氯離子含量檢測結果超出了規范允許范圍，但鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況并不嚴重。而對于處于河流或海洋附近的建筑，由于受潮濕空氣影響，鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況普遍比較嚴重，其中部分建筑氯離子含量檢測結果并未超過規范允許范圍。

4 結論與建議

4.1 既有建筑混凝土中氯離子含量結果判定本

文介紹的排查方法，在判定氯離子含量是否符合規范要求時依照的是從嚴原則，即有一個及以上樣本結果超標就判定為工程建設中疑似使用了不符合規范要求的海砂。從安全這個角度來講，這個判定原則為政府對老舊建筑的管理提供了理論依據，也為業主和物業管理部門后期的維護使用提供了指導，保障了業主的生命財產安全。因此，排查方法中對結果按照從嚴判定的原則是可行的。

4.2 海砂使用的建議

建設部在2004年8月13日發布《關于嚴格建筑用海砂管理的意見》，文件中規定“建筑工程中采用的海砂必須是經過專門處理的淡化海砂，公共建筑和高層建筑不宜采用海砂，嚴禁不合格的海砂進入建筑工程”，該文件明確規定了工程建設中可以使用海砂，但是海砂必須經過淡化處理合格后才能使用。建設行政主管部門應嚴格控制海砂開采，對銷售和使用海砂的企業進行抽檢，發現違法行為應嚴肅處理。對使用海砂進行混凝土生產的攪拌站，要嚴格執行見證取樣制度，對海砂從進場開始的全過程進行監控，從混凝土生產源頭上杜絕不合格海砂的使用。

4.3 日常維護和保養應注意的問題

業主或物業管理部門要經常檢查屋面、廚房和衛生間等容易滲水或漏水的部位，一旦發現滲漏現象應及時處理，防止鋼筋銹蝕進一步擴大導致混凝土開裂。

另外，建議物業管理部門要改進物業清潔工作方式。根據調查結果可以判定出現鋼筋銹蝕和混凝土裂縫現象的樓梯，大部分是由于用水沖洗樓梯間，使樓梯混凝土構件表面抹灰鼓包、掉皮所致。當混凝土構件表面處于潮濕狀態時，在混凝土中氯離子的作用下鋼筋就容易被銹蝕，進而造成混凝土構件產生裂縫。因此，物業管理部門應適當改進清潔作業方式，這樣才能維護保養好建筑，保證其正常使用年限。

4.4 對氯離子含量超標建筑的處理建議

對于構件損傷程度輕微的建筑可以通過鋼筋除銹和表面修補等方式處理，同時保持房屋干燥并加強日常維護。對于構件損傷程度比較嚴重的建筑則須通過局部改造或加固來處理，保證在設計使用年限內的安全。對于構件損傷程度特別嚴重的建筑，構件修復比較困難，建議主管部門或業主結合城市更新改造來處理，特別是對已經存在安全隱患的建筑，應及時加固或拆除，從而消除安全隱患。

[1]鄭榮躍，袁麗莉，賀智敏.寧波地區的海砂問題及其對策[J].混凝土，2004（10）：22～24.

[2]王 振.海砂對鋼筋混凝土結構的危害及工程管理對策[J].福建建筑，2013（12）：32～34.