由于钢筋混凝土具备价格低廉、综合性能良好等优点,其成为最主要的建筑材料。在干燥环境条件下,钢筋混凝土的耐久性能良好,但是当钢筋混凝土处于潮湿、冻融或离子侵蚀环境中时,钢筋混凝土的耐久性将受到环境因素的影响,当周围环境中侵入混凝土结构中的离子含量达到临界浓度时,将使得混凝土中的钢筋发生锈蚀,钢筋锈蚀会引起膨胀,使得混凝土结构开裂,进一步加剧离子的侵蚀,使得混凝土结构的长期服役性能受到威胁,对建筑的安全性不利。因此,为了提升钢筋混凝土的耐久性,延长其内侵蚀离子达到临界浓度的时间,需对混凝土本身带有的离子含量进行控制,混凝土结构验收标准均对混凝土中的氯离子含量、碱含量以及总三氧化硫含量作出了限值规定。为了做到对混凝土中离子的前段控制,通常在混凝土配合比设计阶段通过所使用的原材料中相应组分和配合比计算得到混凝土的总氯离子含量、碱含量以及总三氧化硫含量,本文对上述三种成分的计算公式进行说明。
1、混凝土中氯离子含量计算方法
混凝土中各种原材料的氯离子含量之和与胶凝材料重量的比值,得出混凝土氯离子含量。混凝土中每种原材料的氯离子含量=该材料的氯离子含量×每立方米混凝土中该材料的使用量,因此混凝土总氯离子含量=(水泥中氯离子+粉煤灰中氯离子+矿粉中氯离子+砂中氯离子+碎石中氯离子+外加剂中氯离子+拌合用水中氯离子)×%÷胶凝材料总量。
混凝土结构所处服役环境2、混凝土中碱含量计算方法
混凝土中各种原材料的碱含量之和,得出混凝土的碱含量。其中,矿物掺合料的碱含量以可溶性碱量计算。以粉煤灰碱含量测定值的1/6计为粉煤灰的可溶性碱量;以磨细矿渣粉碱含量测定值的1/2计为磨细矿渣粉的可溶性碱量;以硅灰碱含量测定值的1/2计为硅灰的可溶性碱量。混凝土中每种原材料的碱含量=该材料的碱含量×每立方米混凝土中该材料的使用量×可溶性碱含量的因子,故混凝土碱含量=水泥碱含量+粉煤灰碱含量+矿粉碱含量+外加剂碱含量+拌合用水碱含量(粗、细骨料中不含潜在碱活性物质,故未计算在内)。
3、混凝土中三氧化硫含量计算方法
混凝土中各种原材料的三氧化硫含量之和与胶凝材料的重量之比,得出混凝土三氧化硫含量。混凝土中每种原材料的三氧化硫含量=该材料的三氧化硫或硫酸盐含量×每立方米混凝土中该材料的使用量,故混凝土总三氧化硫含量=(水泥中三氧化硫+粉煤灰中三氧化硫+矿粉中三氧化硫+砂中三氧化硫+碎石中三氧化硫+外加剂中三氧化硫+拌合用水中三氧化硫)×%÷胶凝材料总量。
通过掌握混凝土中总氯离子含量、碱含量以及总三氧化硫的计算方法,可以在原材料选材和混凝土配合比设计阶段即对混凝土中的氯离子含量、碱含量和三氧化硫含量作出前段控制,可为后续拌合物氯离子、硬化混凝土的氯离子、钻芯取样混凝土的氯离子控制、碱含量的控制打好基础。