使用氯离子测定法来测定氯离子含量

1)概述

水泥水化的强碱性环境使混凝土内钢筋表面产生一层致密的钝化膜。 该钝化膜中含有Si-O 键,它对钢筋有很强的保护能力。 然而该钝化膜只有在强碱性环境中才是稳定的,当pH值小于11.5 时,这层钝化膜就开始变得不稳定;当pH 值小于9.88 时,已经生成的钝化膜逐渐被破坏,新的钝化膜也很难生成。 氯离子是一种很强的去钝化剂,当进入混凝土到达钢筋表面吸附于局部钝化膜处时,可使该处的pH 值迅速降至4 以下,从而破坏钝化膜。 氯离子不仅促成钢筋表面腐蚀电池的形成,而且强化离子通路、加速电池的作用。 氯离子与阳极反应生成的铁离子结合生成氯化铁,将阳极产物及时带走,使阳极反应加速进行。 而氯化铁是可溶的,遇到氢氧根就能生成氢氧化亚铁,将氯离子置换出来。 由于不是消耗掉,凡是进入混凝土中的氯离子将长期存在于混凝土中,周而复始地起到破坏作用,危害极大。 因此,混凝土中的氯离子可诱发并加速钢筋锈蚀,测量混凝土中氯离子含量可间接评判钢筋锈蚀活化的可能性。

2)仪具与材料技术要求

①钻芯机:钻芯机应具有足够的刚度、操作灵活、固定和移动方便,并应有水冷却系统。

②金刚石或人造金刚石薄壁钻头:钻头胎体不得有肉眼可见得裂缝、缺边、少角、倾斜及喇叭口变形。 钻头胎体对钢体的同心偏差不得大于0. 3 mm,钻头的径向跳动不大于1.5 mm。

③钢筋定位仪。

④天平:配置天平两台,其中一台称量宜为2 000 g、感量应为0.01 g;另一台称量宜为200 g、感量应为0.000 1 g。

⑤试验试剂:化学纯—硝酸银、分析纯—氯化钠等。

⑥其他:试验电炉、电位测量仪器滴定管、容量瓶、移液管、烧杯等。

3)方法与步骤

(1)取样方法

①钻取混凝土芯样检测氯离子含量时,相同混凝土配合比的芯样应为一组,每组芯样的取样数量不应少于3 个。 当结构部位已经出现钢筋锈蚀、顺筋裂缝等明显裂化现象时,每组芯样的取样数量应增加一倍,同一结构部位的芯样应为同一组。

②氯离子含量检测的取样深度不应小于钢筋保护层厚度。(www.xing528.com)

③取得的样品应密封保存和运输,不得被其他物质污染。

④检测应从同一组混凝土芯样中取样。 应从每个芯样内部各取不少于200 g、等质量的混凝土试样,去除混凝土试样中的石子后,应将3 个试样的砂浆砸碎后混合均匀,并应研磨至全部通过筛孔公称直径为0.15 mm 的筛,用磁铁吸出研磨后的砂浆粉末试样中的金属铁屑,然后置于(105 ±5)℃烘箱中烘2 h,取出后应放入干燥器冷却至室温备用。

(2)检测方法

①针对不同的桥梁结构类型和检测评定目标,确定混凝土氯离子含量的重点检测部位;对桥梁结构构件钢筋锈蚀电位评定标度值为3、4、5 的主要构件或主要受力部位,也应布置测区测定混凝土中氯离子含量及其分布。

②确定测区数量:每一被测构件测区数量不应少于3 个。

③对在结构构件上钻取的不同深度的混凝土粉末样品,采用化学分析测定混凝土中的氯离子含量。

④化学分析测定方法按照《混凝土中氯离子含量检测技术规程》(JGJ/T 322—2013)的方法进行检测,也可以采用氯离子含量测定仪进行检测。

4)结果判定

根据混凝土中钢筋处氯离子含量,按表11.11 评判其诱发钢筋锈蚀的可能性,并应按照测区最高氯离子含量值,确定混凝土氯离子含量评定标度。

表11.11　混凝土氯离子含量评定标准

5)报告

报告应包含取样的位置、芯样的质量、氯离子含量等测量数据,以及钢筋锈蚀的可能性描述。