王 偉 袁廣州

（深圳市福田建設(shè)工程質(zhì)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(shè)中存在使用海砂拌制混凝土的情況。對于海砂的應(yīng)用，我國建設(shè)部于2004年8月13日發(fā)布了《關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見》（建標(biāo)[2004]143號(hào)）一文，在此之前海砂的使用是處于沒有監(jiān)管的狀態(tài)。2010年12月1日，我國發(fā)布了關(guān)于規(guī)范海砂使用的標(biāo)準(zhǔn)，即《海砂混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（JGJ206-2010）。此后，我國工程建設(shè)中使用海砂有了規(guī)范依據(jù)。

深圳原特區(qū)內(nèi)許多樓齡超過20年的建筑出現(xiàn)了鋼筋銹蝕和裂縫等問題。深圳建筑主管部門經(jīng)常收到業(yè)主關(guān)于海砂房的投訴，如何判斷這些建筑在建設(shè)過程中是否按照規(guī)定使用海砂等問題亟待解決，找到一個(gè)科學(xué)快速的方法對既有建筑混凝土氯離子含量進(jìn)行檢測是解決這個(gè)問題的關(guān)鍵。

1 海砂對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的危害

在我國沿海地區(qū)，工程建設(shè)中存在不少使用海砂拌制混凝土的情況。按照國家規(guī)定，目前是允許使用經(jīng)過凈化處理且處理結(jié)果達(dá)到要求的海砂。資料顯示，海砂在沒有經(jīng)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(yuǎn)超過規(guī)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(huì)在表面形成一層保護(hù)膜。海砂對鋼筋混凝土構(gòu)件的危害就是因?yàn)槁入x子破壞鋼筋表面的鈍化膜，從而使鋼筋發(fā)生銹蝕。鋼筋銹蝕是一個(gè)電化學(xué)過程：水和空氣通過混凝土構(gòu)件中的空隙滲入到內(nèi)部，在鋼筋表面形成腐蝕電池，從而使鋼筋銹蝕[2]。

現(xiàn)有研究資料表明，鋼筋發(fā)生銹蝕后對混凝土構(gòu)件的危害主要有以下幾個(gè)方面：①鋼筋發(fā)生銹蝕后會(huì)造成由于有效受力面積變小，造成其抗拉強(qiáng)度、延性和伸長率等力學(xué)性能降低的情況。②鋼筋銹蝕后會(huì)在表面形成氯化物的復(fù)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(nèi)應(yīng)力使得混凝土保護(hù)層破壞，產(chǎn)生裂縫。最后，因?yàn)殇摻钿P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(gòu)件結(jié)構(gòu)性能下降[2]。

2 氯離子含量排查方法介紹

2.1 相關(guān)檢測依據(jù)規(guī)范

依據(jù)的規(guī)范主要有《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）、《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50784-2013）和《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2004）。

2.2 現(xiàn)場檢測

本文研究對象主要是框架結(jié)構(gòu)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(jìn)行拍照并記錄結(jié)果。接著，檢測人員從構(gòu)件上抽取混凝土芯樣，在每個(gè)樓層的梁、柱、板或樓梯位置，先用鋼筋掃描儀測量鋼筋保護(hù)層厚度，再按檢測方案鉆取相應(yīng)數(shù)量的混凝土芯樣，芯樣直徑75mm，長度100～150mm，現(xiàn)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(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50784-2013）中第6.2節(jié)和《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50344-2004）附錄C“混凝土中的氯離子含量測定”的方法進(jìn)行。根據(jù)氯離子含量檢驗(yàn)報(bào)告，以及混凝土的配合比數(shù)據(jù)，計(jì)算出氯離子占膠凝材料的百分比含量。

2.1 結(jié)果判定

（1）根據(jù)初步排查結(jié)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(fā)現(xiàn)、輕微、比較嚴(yán)重、特別嚴(yán)重”四種情況；

（2）對鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況屬于“比較嚴(yán)重”或“特別嚴(yán)重”且混凝土強(qiáng)度偏低的建筑，初步判定為疑似建設(shè)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(yán)判定的原則進(jìn)行判定，即若該棟建筑有一個(gè)或者一個(gè)以上的芯樣為氯離子含量超標(biāo)，就判定整棟建筑的氯離子含量不符合規(guī)范要求。對于單個(gè)芯樣混凝土中氯離子含量的檢測結(jié)果，依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》GB/T50476-2008附錄B的要求進(jìn)行判定；即合格標(biāo)準(zhǔn)為：Ⅰ-A類、Ⅰ-B類、Ⅰ-C類環(huán)境最大氯離子含量分別為0.30%、0.20%、0.15%。

3 檢測結(jié)果分析

3.1 檢測結(jié)果匯總

本文統(tǒng)計(jì)分析了近200棟的檢測數(shù)據(jù)，其檢測過程均是按照本文介紹的排查方法進(jìn)行的。從結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了以下情況：

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

（2）按照本文檢測方法中從嚴(yán)判定原則，判定為混凝土中氯離子含量超標(biāo)的建筑占全部統(tǒng)計(jì)樣本數(shù)量的20%。

3.2 檢測結(jié)果分析判斷

3.2.1 氯離子含量超標(biāo)不是導(dǎo)致鋼筋銹蝕的唯一因素

工作人員在檢測過程中同時(shí)檢測了混凝土強(qiáng)度、鋼筋保護(hù)層厚度、碳化深度等相關(guān)參數(shù)。經(jīng)過對檢測結(jié)果分析認(rèn)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(qiáng)度偏低、鋼筋保護(hù)層厚度不滿足規(guī)范要求、混凝土的碳化深度過大等現(xiàn)象，這些因素同樣會(huì)導(dǎo)致鋼筋銹蝕和混凝土裂縫?；炷林械穆入x子濃度必須要達(dá)到一定程度才會(huì)破壞鋼筋保護(hù)膜，導(dǎo)致鋼筋銹蝕和混凝土開裂，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T50476-2008）規(guī)定：在 I-A 類、I-B 類、I-C 類環(huán)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(fā)生銹蝕的必要條件是水和氧氣，只要沒有水和氧氣同時(shí)存在鋼筋就不會(huì)銹蝕。因此，完全干燥的鋼筋不會(huì)生銹，完全置入水中的鋼筋也不會(huì)生銹。

3.2.2 建筑所處環(huán)境對鋼筋銹蝕和混凝土開裂的影響

對于處于干燥環(huán)境的建筑，雖然其混凝土中氯離子含量檢測結(jié)果超出了規(guī)范允許范圍，但鋼筋銹蝕和混凝土裂縫情況并不嚴(yán)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(yán)重，其中部分建筑氯離子含量檢測結(jié)果并未超過規(guī)范允許范圍。

4 結(jié)論與建議

4.1 既有建筑混凝土中氯離子含量結(jié)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(guī)范要求時(shí)依照的是從嚴(yán)原則，即有一個(gè)及以上樣本結(jié)果超標(biāo)就判定為工程建設(shè)中疑似使用了不符合規(guī)范要求的海砂。從安全這個(gè)角度來講，這個(gè)判定原則為政府對老舊建筑的管理提供了理論依據(jù)，也為業(yè)主和物業(yè)管理部門后期的維護(hù)使用提供了指導(dǎo)，保障了業(yè)主的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，排查方法中對結(jié)果按照從嚴(yán)判定的原則是可行的。

4.2 海砂使用的建議

建設(shè)部在2004年8月13日發(fā)布《關(guān)于嚴(yán)格建筑用海砂管理的意見》，文件中規(guī)定“建筑工程中采用的海砂必須是經(jīng)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(yán)禁不合格的海砂進(jìn)入建筑工程”，該文件明確規(guī)定了工程建設(shè)中可以使用海砂，但是海砂必須經(jīng)過淡化處理合格后才能使用。建設(shè)行政主管部門應(yīng)嚴(yán)格控制海砂開采，對銷售和使用海砂的企業(yè)進(jìn)行抽檢，發(fā)現(xiàn)違法行為應(yīng)嚴(yán)肅處理。對使用海砂進(jìn)行混凝土生產(chǎn)的攪拌站，要嚴(yán)格執(zhí)行見證取樣制度，對海砂從進(jìn)場開始的全過程進(jìn)行監(jiān)控，從混凝土生產(chǎn)源頭上杜絕不合格海砂的使用。

4.3 日常維護(hù)和保養(yǎng)應(yīng)注意的問題

業(yè)主或物業(yè)管理部門要經(jīng)常檢查屋面、廚房和衛(wèi)生間等容易滲水或漏水的部位，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)處理，防止鋼筋銹蝕進(jìn)一步擴(kuò)大導(dǎo)致混凝土開裂。

另外，建議物業(yè)管理部門要改進(jìn)物業(yè)清潔工作方式。根據(jù)調(diào)查結(jié)果可以判定出現(xiàn)鋼筋銹蝕和混凝土裂縫現(xiàn)象的樓梯，大部分是由于用水沖洗樓梯間，使樓梯混凝土構(gòu)件表面抹灰鼓包、掉皮所致。當(dāng)混凝土構(gòu)件表面處于潮濕狀態(tài)時(shí)，在混凝土中氯離子的作用下鋼筋就容易被銹蝕，進(jìn)而造成混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。因此，物業(yè)管理部門應(yīng)適當(dāng)改進(jìn)清潔作業(yè)方式，這樣才能維護(hù)保養(yǎng)好建筑，保證其正常使用年限。

4.4 對氯離子含量超標(biāo)建筑的處理建議

對于構(gòu)件損傷程度輕微的建筑可以通過鋼筋除銹和表面修補(bǔ)等方式處理，同時(shí)保持房屋干燥并加強(qiáng)日常維護(hù)。對于構(gòu)件損傷程度比較嚴(yán)重的建筑則須通過局部改造或加固來處理，保證在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)的安全。對于構(gòu)件損傷程度特別嚴(yán)重的建筑，構(gòu)件修復(fù)比較困難，建議主管部門或業(yè)主結(jié)合城市更新改造來處理，特別是對已經(jīng)存在安全隱患的建筑，應(yīng)及時(shí)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(qū)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(jié)構(gòu)的危害及工程管理對策[J].福建建筑，2013（12）：32～34.