除冰盐对混凝土的破坏、特征及防护措施

哈 尔 滨 地 区 混 凝 土 路 面 抗 盐 冻 破 坏 措 施
修 昱
（ 鸡西 大学 理工系 ， 龙江 鸡西 黑 １８ ０ ） ５ １０
摘 要 ： 尔 滨地 区路 面 除 冰 盐 的 使 用 ， 哈 引起 混 凝 土 路 面 的严 重 剥蚀 开 裂 和 钢 筋锈 蚀 。 主 要 论 述 了 影 响 混凝 土路 面抗 盐 冻 性 的 主 要 因素 及 提 高 混 凝 土路 面 抗 盐 冻 性 的措 施 。 关 键 词 ： 路 混 凝 土 ； 盐 冻 道 抗 中 图分 类 号 ：Ｕ ５ ． Ｔ ７５７ 文献标识码 ： Ａ
面就 会 加 剧 破 坏 。 ３ 水 灰 比及 含 气 。 ．
２ 破坏是 从表 面逐层 向 内部 发展 ， ． 表层 砂浆层 经过 几 次 冻 融 循 环 逐 渐 剥 落 ， 料 暴 露 ， 道 路 表 面 凸 凹 不 骨 使 平。 ３ 在 受 除 冰 盐 侵 蚀 的混 凝 土 底 部 出 现 白 色 Ｎ Ｃ 结 ． ａ１ 晶， 并且 Ｎ Ｃ 结 晶经过 遇湿 受潮 再结 晶而不 断 聚集 ， ａ１ 因 此 即使 停止使用除冰盐 ， 这种结 晶压 还会 产生 盐冻 剥蚀 破坏， 直至混凝土层破坏 为止。 二 除 冰 盐 破 坏 机 理 １ 混凝 土孑 隙 中水 结冰 体 积膨 胀 ９ 造 成结 冰 压。 ． Ｌ ％ 因为盐 具有保水性和 吸湿性 ， 凝 土的初 始饱 水度 在使 混 用 除 冰 盐 时 明 显 提 高 ， 而 含 有 更 多 的可 冻 水 。受 冻 时 ， 从 混凝 土会产生更高的结冰压 。 ２ 混 凝 土 冻 结 时 ， 毛 细 孑 中 水 的 离 子 浓 度 随 着 水 ． 大 Ｌ 的结冰 而提 高 ， 而蒸汽压却下 降 ， 这时小毛 细孔 中未 结冰 的水 就会向大毛细孔 中渗透 而形 成渗 透压 ， 当渗透 压大 于混凝 土的抗拉强度时 ， 混凝 土就会开裂破坏 。 当使用 除冰盐时 ， 受冻 时盐 溶液 浓度 差引起 更 高的 渗 透 压 。 如 果 水 中溶 解 有 盐 ， 当孔 隙 内 的 水 开 始 结 冰 ， 孔 内的盐 浓度就会升高 ， 盐浓 度在 整个 水泥 石 中的均衡 分 布被 打破 ， 这时为 了降低 盐浓 度 ， 建立新 的平 衡 ， 更小 的 毛 细 孔 中未 结 冰 的 自 由 水 就 会 流 向 此 处 ， 而 产 生 不 断 从 增 加 的 渗透 压 力 ， 致 水 泥 浆 体 的 内 部 开 裂 ， 成 了 混 凝 导 造 土 最 终 的盐 冻破 坏 。 ３ 混 凝 土 的温 度 由 于 除 冰 盐 融 化 冰 雪 的 过 程 中 吸 收 ． 大量热而急剧 降低 ， 造成过冷水 ， 对混凝土 引起低温 冲击 应 力 ， 剧 混 凝 土 的冻 融 破 坏 。 加 ４ 使用 除冰盐 会使 混凝 土 内部盐浓 度分 布不 均匀 ， ． 那 么 各 层 的结 冰程 度 也 就 存 在 差 异 ， 混 凝 土 层 层 结 冰 当 时形成应力 差导致 出现渗 透压 ， 而 引起 内部应力 。这 从 样 的结冰现象在 某些情 况下 还可 能会 阻断水 的渗 流 ， 在

氯盐对混凝土结构耐久性的危害分析及对策文档资料可直接使用，可编辑，欢迎下载— 50年进展》的报告中指出:“ 当今世界 , 混凝土破坏的原因 , 按重要性递降顺序排列是 :钢筋锈蚀、寒冷气候下的冻害、侵蚀环境的物理化学作用 [2]。

在 2001年“ 土建结构工程的安全性与耐久性” 工程科技论坛上 , 有关专家也明确指出我国混凝土破坏的主要原因是“ 南锈北冻”。

我国从 70年代末开始大量建造混凝土路面道路和立交桥 , 80年代末开始建造高速公路。

在北方地区 , 为保证冬季交通畅行 , 向道路、桥梁及城市立交桥等撒除冰盐 , 大量使用的氯化钠 (NaCl 和氯化钙 (CaCl 2, 氯盐具有很强的腐蚀性 , 会造成金属结构、混凝土中钢筋、排水装置以及地下管线等加速腐蚀 , 使得氯离子渗入混凝土 , 引起钢筋锈蚀。

我国有超过 1万 km 的海岸线 , 大规模的基本建设集中于沿海地区 , 而海边的混凝土工程由于长期受氯离子侵蚀 , 混凝土中的钢筋锈蚀现象非常严重 , 已建的海港码头等工程多数都达不到设计寿命的要求。

因此使用防冰盐和海洋环境中的氯离子 , 是造成钢筋锈蚀的主要原因。

鉴于此 , 本文主要以氯离子对钢筋混凝土结构侵蚀破坏来进行分析 , 作为混凝土结构耐久性的一个重要部分。

氯盐对混凝土结构耐久性的危害分析及对策 Chlorine salt to concrete structure durable harm analysis and countermeasure 高永航解耀魁 (西安建筑科技大学土木工程学院 , 陕西西安 710055摘要 :钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的最主要原因 , 而氯盐又是影响钢筋锈蚀的主要因素之一。

因此 , 本文以氯盐对钢筋混凝土结构腐蚀破坏为研究对象 , 指出了钢筋锈蚀的机理 , 钢筋锈蚀对结构性能的影响等 , 并对防氯盐侵蚀破坏提出了几点措施。

关键词 :钢筋混凝土结构 ; 氯盐 ; 耐久性 ; 钢筋锈蚀 ; 机理Abstract :Reinforcementcorrosion affects durability of concrete structures as most primary cause. And the chlorine saltalso affects one of steel bar corrosion primary factors. Therefore, the paper take the chlorine salt to the reinforced con -crete structure corrosion and destroy as the object of study, points out the steel bar corrosion the mechanism, Steel bar corrosion to structure performance influence and so on., and proposed several measures to against chlorine salt corrosion destruction.Key words :reinforced concrete structure; chloride salt; durability; reinforcement corrosion; mechanism中图分类号 :TU528.33;TU511.3+2文件标识码 :B 文章编号 :1003-8965(2021 01-0013-05水泥与混凝土 13图 1氯离子侵蚀钢筋锈蚀机理2.1氯离子侵蚀钢筋锈蚀机理已有的结果表明 , 混凝土空隙中是碱度很高的 Ca(OH2饱和溶液 , PH 值在 12.5左右。

除冰盐大家看一下除冰盐对混凝土的影响：1 洒除冰盐对混凝土的剥蚀破坏特征从混凝土盐冻破坏试验来看，除冰盐导致混凝土表现剥落破坏的特征主要表现如下几个方面：(1)表面裂纹扩展迅速，破坏速度加快，一般情况下，耐水冻破坏100次冻融循环的普通混凝土，耐盐冻不到20次，且表面均成斑状剥落。

(2)破坏逐层发展，暴露骨料。

经过10次左右冻融循环的普通混凝土，开始从砂浆层剥落，露出骨料后逐步向内部发展，造成一层层疏松层，导致表面凸凹不平。

(3)剥蚀出现在表层，NaCl结晶聚集在混凝土底部，遇湿或受潮后NaCl溶解再度进入混凝土，干燥后又重新结晶，此产生的结晶压要远远大于混凝土中的骨料与水泥砂浆界面层的粘结力，如此反复，即使停止使用除冰盐，盐冻剥蚀破坏仍将产生，直至受盐污染的混凝土层破坏为止。

这一点，对北方的市政工程如立交桥、道路混凝土等是极为不利的。

2 除冰盐对混凝土的破坏机理(1)提高混凝土饱水度。

众所周知，盐(NaCl或CaCl)可以降低水冰点，可将水冻结时的冰膨胀率降低到9%以下，但它却提高了混凝土饱水度，当混凝土饱水度达到或超过临界饱水度(理论上为91%)时，混凝土就受到拉应力作用，并因冻融循环增加而不断加剧，直到混凝土开裂和破坏。

同济大学杨全兵、朱蓓蓉、黄士元等学者，通过毛细管吸水试验证明。

试件中盐含量愈高，达到平衡时间愈短，饱水愈快，并得出结论。

当使用除冰盐时，由于盐吸湿性和保水性，含盐混凝土中的初始饱水度明显比不加入除冰盐的高，因此，当混凝土受冻时，混凝土中就会产生比无除冰盐中高出几倍甚至几十倍的结冰压.(2)产生高渗透压。

由于除冰盐在洒落时是不均匀的，2001－2003年哈尔滨市洒落的除冰盐为堆状、岛状，然后靠车轮碾压与带走而摊开。

这就导致在雪水中盐的浓度不均匀而产生浓度差，受冻时混凝土中将产生更高的渗透压，以及因分层结冰而产生更大的压力差，造成叠加破坏，此种破坏的拉应力将是均匀冻胀中的几十倍，而加剧混凝土剥落。

氯盐类融雪剂对水泥混凝土构造物的危害分析
我省气候寒冷，冬季多雪。

很多道路养护部门使用除冰盐（或融雪剂）除雪。

目前不论国外还是国内，融雪剂主要分为两大类，一类是以醋酸钾为主要成分的有机融雪剂，虽然这一类融雪剂融雪效果好，没有什么腐蚀损害，但它的价格太高，一般只适用于机场等地。

而另一类则是氯盐类融雪剂，包括氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾等，通称作“化冰盐”。

它的优点是便宜，价格仅相当于有机类融雪剂的1/10，但它对大型公共基础设施的腐蚀是很严重的。

氯化钠、氯化钙、氯化镁作为路面除雪剂，其主要是利用融雪作用的物质来降低水分的结冰温度，在降雪过程中融化新雪，防止积雪结冰。

由于融雪剂的冰点较低，直接酒在路面的冰雪上，可以使冰冻的冰层积雪消冻成水。

但凡是氯离子与钠、钙、镁、钾，及其他金属化合物，统称氯盐，对工程都有腐蚀性，称之为“盐害”。

有研究显示，当混凝土中氯离子含量达到一定的临界值时，氯盐浸入深度可超过80mm，体积膨胀2-6倍，造成构造物表面开裂，保护层脱落，钢筋或骨料外露，使工程处于危险状态，这是几十年来，国内外的精典论点，勿庸置疑。

因此，建议在使用融雪剂前，一定要认真辨别其成分中是否含有氯盐，一定要做到实事求是。

在桥面上，应以机械除雪为主，避免或少量使用融雪剂。

当然，除了融雪剂对水泥混凝土构造物的侵蚀外，路表脱皮损害还和混凝土配合比、含气量、气候、行车条件及施工质量控制等因素有关。