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 某大型公共建筑，地上4層，地下1層，框架結(jié)構(gòu)，基礎為樁基，抗震設防烈度為7度：混凝土構(gòu)件設計強度等級：-6.5~17m的柱為c40，梁、板為 c30。興建于1995年，竣工于1998年，室內(nèi)要求恒溫21℃。5年后，發(fā)現(xiàn)2層部分框架柱外貼石材出現(xiàn)縱向裂縫，敲擊有空鼓聲，觀察發(fā)現(xiàn)裂縫有發(fā)展趨勢。將柱裝飾石材和裝飾用混凝土層局部剔除后，發(fā)現(xiàn)柱混凝土沿鋼筋方向開裂，混凝土保護層疏松、酥裂，敲擊有空鼓聲，局部剝離混凝土保護層，發(fā)現(xiàn)柱內(nèi)一些鋼筋銹蝕嚴重。

　　在對該建筑2層檢測時混凝土構(gòu)件中，發(fā)現(xiàn)柱內(nèi)鋼筋銹蝕程度不同；對2層吊頂內(nèi)混凝土構(gòu)件抽查，發(fā)現(xiàn)個別梁底由于混凝土保護層厚度較薄，亦出現(xiàn)沿縱筋方向的裂縫，但裂縫很小；混凝土板露筋處，鋼筋亦有銹蝕現(xiàn)象。

　　2 檢測結(jié)果與分析

　　經(jīng)取樣按照現(xiàn)行規(guī)范實測混凝土柱中混凝土Cl-含量為0.04%~0.46%，SO42-含量為0.30%~1.00%，柱混凝土實際強度在C25左 右；混凝土柱、梁、板保護層大多不符合GB50010—2002規(guī)范要求，Cl-含量大部分超過限值。

　　Cl-引起混凝土 中鋼筋銹蝕，需要同時具備3個條件：一是混凝土中鋼筋周圍的Cl-積聚達到一定臨界值，即足以引起鋼筋表面鈍化膜破壞時，鋼筋才有可能產(chǎn)生銹蝕；二是滲入 氧氣；三是要有水分存在。具備這些條件時，Cl-導致鋼筋銹蝕的電化學過程便可形成。對于2層的混凝土構(gòu)件，由于處于冬季施工，使用現(xiàn)場攪拌、摻有防凍劑 的混凝土料澆筑：柱的混凝土強度等級偏低，密實度較差，混凝土保護層不足，之后，為粘貼裝飾石材，在柱四周又澆筑了1層混凝土，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)該部分混凝土的質(zhì) 量更差。柱混凝土中防凍劑含有氯鹽，存在一定的氧氣通路，裝飾石材后，在恒溫21℃的室內(nèi)環(huán)境，柱混凝土中水分蒸發(fā)緩慢，其中鋼筋銹蝕、混凝土沿鋼筋方向 出現(xiàn)裂縫也必然形成。吊頂內(nèi)的柱端、梁、樓板未加裝飾的鋼筋銹蝕現(xiàn)象較輕，其原因是相對裹有裝飾層的混凝土柱，這些部位的水分蒸發(fā)要快得多。 對于存在的SO42-，它可以和混凝土中的氫氧化鈣發(fā)生反應，生成石膏，其在混凝土孔隙中結(jié)晶并產(chǎn)生體積膨脹，使混凝土破壞：另外，石膏與其牛的水化鋁 酸鈣起作用，生成含有大量結(jié)晶水的水化硫鋁酸鈣(即鈣礬石)，其體積可增大至原有水化鋁酸鈣體積的2.5倍左右，這種結(jié)晶膨脹具有非常嚴重的破壞作用。硫 酸鹽類的侵蝕取決于水中SO42-的濃度，但是也與水中Cl-的含量有關，Cl-可以提高水化硫鋁酸鈣的溶解度，阻止鈣礬石晶體的生成與長大，以至減輕結(jié) 晶膨脹破壞作用。 上述分析表明，2層柱裂縫主要是由于柱內(nèi)鋼筋銹蝕引起，引起鋼筋銹蝕的主要原因是由于2層柱混凝土中Cl-含量過高。

　　3 引起鋼筋銹蝕的原因分析

　　3.1 混凝土結(jié)構(gòu)設計依據(jù)的缺失問題

　　混凝土強度等級、混凝土保護層厚度等因素，是混凝土耐久性設計的內(nèi)容：混凝土強度與混凝土的密實性密切相關，決定了混凝土碳化、氯離子侵蝕等劣化混凝土條件的侵入快慢；混凝土保護層的平方正比于氯離子侵蝕的速度。

　　該工程設計時的規(guī)范無明確的耐久性設計規(guī)定，而現(xiàn)行規(guī)范則就混凝土結(jié)構(gòu)作出了在不同環(huán)境類別情況最大水灰比、最小水泥用量、最低混凝土強度等級、 最高氯離子含量、最大堿含量、混凝土保護層厚度等方面的限值規(guī)定。由此可見，設計依據(jù)的缺失是該工程鋼筋銹蝕的原因之一。

　　3.2 混凝土組成材料的選配問題

　　由于存在水泥與外加劑、外加劑之間、摻合料與外加劑或水泥之間等的不相容，新拌混凝土可能出現(xiàn)坍落度損失大、引氣量減少、早期硬化異常和影響其它性能， 若早期硬化使得混凝土密實困難，混凝土強度的發(fā)展會受到限制。因此，外加劑作為混凝土的重要組成部分，在選用時必須進行試驗，證明其性能以及與水泥的相容 性，并確定適宜的摻量、摻加工藝以及用水量等。 氯化物可以通過外加劑、集料、膠凝材料和拌和水等不同的組分引入混凝土，恰是混凝土中氯離子來源的復雜性，要對任一組分的氯離子含量提出一個合理的限量比較困難，為混凝土設定一個可以接受的氯化物限量，需要考慮結(jié)構(gòu)的設計類型和使用期間的環(huán)境狀況。 關于混凝土：中氯離子的含量限值，規(guī)范作出了明確規(guī)定。在要求外加劑等單一材料氯離子含量檢測指標滿足相關規(guī)范要求外，更要求混凝土中氯離子的含量滿足規(guī)范要求。

　　3.3 混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量控制問題

　　對于摻用外加劑的混凝土，在耐久性設計條件滿足的情況下，混凝土施工質(zhì)量必須得到保證，其內(nèi)容涉及混凝土配合比、水灰比、混凝土強度、混凝土保護層等， 還有混凝土表觀的蜂窩、麻面等；若這些內(nèi)容不能得到質(zhì)量保證，氯離子含量即使達不到設計限值，但氯離子濃度一旦達到引起鋼筋銹蝕的最低點，在鋼筋或鋼筋不 同部位之間會形成原電池，產(chǎn)生銹蝕的電化學反應。