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【昆明水泥制品厂】氯离子水泥和混凝土的三大危害

来源:/news/136.html       发布时间:2019-01-22

通用硅酸盐水泥国家标准GB175自2007年修订以来,最明显的变化就是增加了对水泥中CL-的限量。还有一个变化也与控制CL-有关,就是将助磨剂在水泥中的掺加量由≤1.0%调整为≤0.5%。

氯盐是廉价而易得的工业原料,它在水泥生产中具有明显的经济价值。可以作为熟料煅烧的矿化剂降低烧成温度,有利于节能高产;还是有效的水泥早强剂,不仅可使水泥3天强度提高50%以上,而且可以降低混凝土中水的冰点温度,防止混凝土早期受冻。

这么有用的东西,国家为什么要严格控制呢?在我国,混凝土的破坏主要是冻融和钢筋锈蚀,而氯离子在混凝土中的作用就是增加了冻融和钢筋锈蚀的重要因素。冻融和钢筋锈蚀已经成为当前最突出的工程问题之一,引起了社会和国家的关注,所以水泥新标准中才增加了水泥中的氯离子限值要求。

关于Cl-的危害1,对最终用户建筑物的危害

水泥中CL-的存在,会导致混凝土的冻融和混凝土中的钢筋锈蚀,影响到混凝土建筑物的寿命和安全。

氯离子对最终建筑物的危害,是国家下决心控制水泥中CL-含量的主要原因。这必将导致建筑物市场、特别是一些重点工程 项目对水泥中CL-的严格控制,势必会影响到CL-含量高的水泥在市场上的销售。

钢筋在混凝土结构中的锈蚀,是在有水分子参与的条件下发生的湿腐蚀。钢筋锈蚀过程可表示为:

Fe+1/2O2+H2O→Fe(OH)2; Fe(OH)2+1/2H2O+1/4O2→Fe(OH)3。

在O2和H2O共同存在的条件下,由于电化学反应使钢筋表面的铁不断失去电子而溶于水,从而逐渐被腐蚀,在钢筋表面形成红铁锈,体积膨胀数倍,使混凝土的强度降低,当铁锈的厚度超过0.1mm时,就会引起混凝土表面开裂。

氯离子引起的钢筋锈蚀最为严重,由于氯离子浓度的增加,使钢筋与氯离子之间产生较大的电极电位,诱导着锈蚀电化学反应,促进钢筋锈蚀,但在反应中氯离子并不被消耗。

通常规定混凝土中氯离子浓度不得高于0.2%。在氯盐环境下,横向宏观裂缝处的钢筋截面受氯盐侵蚀可形成很深的坑蚀,会严重削弱钢筋的承载力和可延性,破坏混凝土的强度。

2,对混凝土生产商施工过程的危害

从早强的角度来讲氯离子有效有益的,但也正是它的早强机理,会导致水泥的需水量增大、塌落度损失加快、塑性效果变差。这既影响了混凝土的效益、又增加了施工难度。

优质的混凝土既要保持它有较高的强度,又要具有良好的施工特性,主要是减小需水量和塌落度损失,这主要靠一些特定的混凝土外加剂来完成。而氯离子的作用恰恰相反,会增大水泥的需水量和加快塌落度损失。

要在一定程度上弥补氯离子造成的影响,就要加大混凝土外加剂的用量,外加剂的成本比水泥要高得多,这势必会提高混凝土的成本、影响到混凝土生产商的效益,最终影响到水泥企业在市场上的产品竞争力。

氯盐曾经被作为有效的水泥早强剂,早强的机理主要是氯离子与水泥中的C3A作用生成不溶于水的水化氯铝酸盐,由此加速了水泥中的C3A水化。

氯离子与水泥水化所得的氢氧化钙生成难溶于水的氯酸钙,降低液相中氢氧化钙的浓度,加速C3S的水化,并且生成的复盐增加了水泥浆中固相的比例,形成坚强的骨架,有助于水泥石结构的形成。

由于氯化物多为易溶盐类,具有盐效应,可加大硅酸盐水泥熟料矿物的溶解度,加快水化反应进程,从而加速水泥及混凝土的硬化。

3,对制造者生产过程的危害

主要是CL-在烧成系统中生成的CaCL2和RCL具有极高的挥发性,在回转窑内几乎全部挥发,形成氯碱循环富集,最终导致预热器中的生料的氯化物提高近百倍,使其危害性大幅度放大。

特别是KCL的存在,强烈的促进了硅方解石2C2S·CaCO3矿物的形成,在预热器内逐层粘挂形成结皮。而且这种矿物在900~950℃之间具有很高的强度,又使得这种结皮很难清理,最终导致通风不良和预热器堵塞。

很遗憾,到目前为止,关于CL-的控制,还只能从原材料入手,不是万不得已,尽量不要选择CL-含量高的原材料。加美乐素在为客户配制混凝土外加剂的过程中,也极少使用氯盐作为早强剂。其中加美乐素开发了Le-su 314早强型减水剂,专门为预制构件生产企业等对早期强度要求很高的混凝土生产商设计生产。

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