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现场预拌混凝土氯离子含量检测技术

发表时间：2021/4/20 来源：《基层建设》2020年第33期作者：郭周海

[导读] 摘要：在现代工程建设中，混凝土作为一种常见而至关重要的建筑材料，其质量易受到很多因素的影响，其中一种比较常见因素的便是氯离子含量。

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        摘要：在现代工程建设中，混凝土作为一种常见而至关重要的建筑材料，其质量易受到很多因素的影响，其中一种比较常见因素的便是氯离子含量。如果混凝土中氯离子含量超过相关标准要求值，它会极大损害混凝土的强度、耐磨性和耐久性，进而导致工程的使用年限缩短。基于此，本文在分析混凝土中氯离子含量的基础上，研究了其作用机理，并介绍了三种检测氯离子含量的方法。我们将比较和检查最适合检测混凝土中氯离子含量的技术，例如铬酸钾法，电位滴定法和氯离子化法。希望为相关专业技术人员提供一些参考。
        关键词：混凝土；氯离子；检测方法
        引言
        混凝土在现代工程建设中是不可或缺的建筑材料，其质量直接影响到建设工程的质量。而氯离子会降低混凝土的强度、耐磨性和耐久性，因此如何控制氯离子在混凝土中的含量以及如何使用更科学的方法检测确定氯离子的含量已成为当今建筑业的热门话题。
        1.氯离子含量检测的必要性
        如果混凝土中氯离子含量太高，混凝土组分的性能将随着时间的流逝而降低，最后将成为主要的安全隐患。因此加强对混凝土中氯离子含量的检测就显得愈发重要。
        2.氯离子对混凝土质量的危害
        2.1降低混凝土强度
        在混凝土水化过程中，氯离子会与混凝土中丰富的钙离子结合生成氯化钙，氯化钙是一种无粘结强度的粉末状物质。混凝土固化后，混杂在混凝土内部的无粘结强度的氯化钙将损害混凝土的整体稳定性，从而导致混凝土的强度极大降低。
        2.2锈蚀钢筋
        混凝土中氯离子对钢筋混凝土造成结构破坏的情况要从其机理说起。当氯离子渗透到混凝土中时，它们与混凝土中的钢筋产生较大的电极电位，从而发生电化学反应，破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀，产生铁锈。铁锈对钢筋腐蚀过程具有催化作用，加剧钢筋腐蚀的进程，使钢筋与混凝土有效接触面积减少、粘结性减弱，致使混凝土剥落，钢筋混凝土结构强度及承载能力降低，严重危害结构的安全性和稳定性。
        2.3影响工程耐久性
        过高的氯离子含量一方面会导致混凝土的耐化学性及其固有强度相应降低，另一方面将加快钢筋腐蚀进度，使钢筋混凝土构件降低耐用性并显著缩短使用寿命。氯离子含量对混凝土的两方面作用下，导致工程整体承载能力及安全性降低，工程在设计使用年限内，无法保证工程最重要的安全性和稳定性，那么这将为整个工程埋下安全隐患。因此，混凝土氯离子含量的检测在建设工程安全预防和控制中就显得尤为重要。
        3.混凝土中氯离子的检测方法
        下面是对混凝土中氯离子含量测定的详细介绍。第一种方法是铬酸钾法。这种方法有其优点，但缺点也更加明显。其次是电位滴定法，与选择性氯离子电极法相比，它具有明显的缺点，这将在下面讨论。
        3.1用铬酸钾法对混凝土中氯离子进行检测
        如果pH为中性或弱碱性，此时可以使用铬酸钾法。首先将硝酸银用作氯滴定的标准溶液，因为溶解度的关系首先会导致氯离子的形成。在整个检测过程中会先出现白色沉淀，之后，沉淀出红砖色的铬酸银。这意味着银离子的量太高，整个检测过程就全部完成。但是，这种检测方法具有一些缺点。在测试溶液中，氯化银含量与滴定剂量成正比，如果两种物质含量继续增加，溶液将逐渐变浑浊。另外，铬酸钾的颜色变深，用肉眼不容易判断。除非在说明书中获得良好的颜色对比效果，否则将很难进行实际观察。如果用肉眼观察，会导致较大的误差，如果样品量较大，也会导致测试仪疲劳。另外，指示试剂的滴定终点也难以确定。
        3.2用电位滴定法对混凝土中氯离子进行检测
        电位滴定法旨在测量电池电动势的变化并确定滴定终点。是否达到滴定的终点很大程度上取决于电极电位的突然跳跃。

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当达到或接近滴定终点时，液滴中被测离子的浓度通常会发生巨大变化，从而导致电位跳变。关于被测成分的含量，主要使用AgNO3进行计算。具体步骤是通过将电极插入样品溶液中并测量其电动势来人为地创建工作电池。银离子和氯离子反应形成溶解度低的白色氯化银沉淀，并加入少量硝酸盐以达到指定的终点。同时，在整个滴定过程中，必须记录所有数据并进行详细分类，以准确计算AgNO3消耗量。但是，该方法也具有一些缺点，例如，由于银电极的不稳定结构，会影响可再现性，并且与其他方法相比，电极的维修过程更加复杂并且操作更加困难。
        3.3用选择性氯离子电极法对混凝土中氯离子进行检测
        选择性氯离子电极方法包括将两种类型的沉淀物混合并压缩成薄片，即AgCl和Ag2S，然后将其固定以使其稳定在塑料管的一端，然后使用固体材料组装它们。封装，使其成为没有内部参比溶液的全固态电极。该方法的优点是其构造相对简单，在实际使用中会更加方便。在条件允许的情况下，该方法通常用于检测混凝土中的氯离子。
        4.混凝土中氯离子三种检测方法的对比
        4.1铬酸钾法与电位滴定法之间的对比
        通过检查已建立的研究报告，发现为了比较上述两种方法，分别通过电位滴定法和铬酸钾法测试相同的混凝土样本。在样品测试结果中获得以下结果，使用电位滴定法时当达到指定的终点时，颜色会快速变化，这在减小误差方面更加令人满意。但是，在使用铬酸钾法检测时有些样本在达到指定的终点时显示出较慢的颜色变化，并且与上述样本相比，检测结果的误差太大。同时对于少量样品，使用铬酸钾法进行测试时，呈现的结果数据小于电位滴定法的测试结果。因此我们可以得出结论，通常，使用电位滴定法检测混凝土中的氯离子比铬酸钾法具有更高的准确度。
        4.2氯离子电离法与电位滴定法之间的对比
        在这两种方法的对比实验中，都采用了相同的混凝土样本，并对仪器和试剂都进行了预处理，并通过氯离子电离法和电位滴定法进行了检测。结论：这两种方法在检测氯离子的含量时均显示出其准确性，并且通过这两种方法获得的结果是相似的，这意味着在正常条件下氯离子的检测选择氯离子电离法和电位滴定法的效果是相同的，差别不大，但是从操作性来看选择氯离子电离法操作时更简便。
        4.3铬酸钾法与氯离子电离法之间的对比
        这两种方法的对比实验均基于相关的实验数据。相关实验表明，氯离子电离法的选择性优于铬酸钾法。尽管铬酸钾法被用于特定的实验中与氯离子电离法相比，有更准确的数据，但由于氯离子电离法受实验条件的限制较小，并且该实验快速，高效，实用，可用于混凝土中的氯离子现场测试。这对于施工质量的提升非常有帮助。作为一种检测方法，氯离子电离法具有广阔的发展前景。而另两种检测方法则更加适用于实验室测试和各种理论分析中。
        结语
        本文简要讨论了氯离子在混凝土中的作用机理和检测技术，并比较了三种检测技术，并阐明了它们的应用机理和相关的优缺点。从三种检测方法的比较分析结果可以看出，混凝土中氯离子含量的检测应根据具体条件选择合适的方法。本文中的比较可为各位专业技术检测人员提供参考，实际方法和检测注意事项需要检测工作时灵活处理。如何使得混凝土中的氯离子含量减少需要从原材等多个方面入手，而对混凝土中氯离子含量的检测是确保混凝土质量可靠，确保混凝土结构安全性和稳定性的重要方法，为保障人民生命财产安全发挥着十分积极和重要的作用。
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