混凝土拌合物中氯离子含量测定方法分析

发表时间:2021/4/23   来源:《建筑实践》2020年39卷35期   作者:张雁玲
[导读] 本文首先对被测量混凝土拌合物的原材料种类和配合比简要概括,
        张雁玲
        广州增城正源建设工程质量检测中心

        摘要:本文首先对被测量混凝土拌合物的原材料种类和配合比简要概括,然后分别从水溶性氯离子含量测定、标准溶液制备方法、硝酸银滴定法、氯离子选择电极法、速测条法、水溶性氯离子含量计算等方面阐述混凝土拌合物中氯离子含量测定方法,最后分析氯离子含量测定方法之间的差异。
        关键词:混凝土拌合物;氯离子含量;测定方法

        引言:混凝土结构的质量与其内部成分具有直接关系,如果混凝土拌合物中含量大量的盐碱物质则混凝土结构会受到不同程度的腐蚀,从而降低混凝土结构的使用寿命,最终导致建筑质量出现严重问题威胁周围人们的生命安全。因此,混凝土浇筑之前必须通过技术手段对其氯离子含量进行测定,保证混凝土拌合物浇筑之后能够达到规定要求。
一、混凝土拌合物材料分析
(一)原材料种类
        本文测定的混凝土拌合物原材料主要包括水泥、掺合料、细骨料、粗骨料、减水剂、拌合水、氯化钠、蒸馏水八种,其中水泥材料的3d抗折强度为4.3MPa、28d抗折强度为8.7MPa,水泥3d抗压强度为24.9MPa、28d抗压强度为50.8MPa,水泥的初步凝结时间为170min、最终凝结时间为260min,氯离子含量为0.009%;掺合料主要包括煤灰和矿粉两类,煤灰的7d活性指数为70、28d活性指数为76,矿粉的7d活性指数为82、28d活性指数为108;细骨料和粗骨料的表观密度分别为2610、2680kg/m3,含泥量分别为0.2%和0.3%,而细骨料的细度模数为2.5;减水剂的减水率为22%,拌合用水直接采用自来水,氯化钠纯度大于99.95%[1]。
(二)原材料配合比
        本文测定的混凝土拌合料中分别掺入的外料中只有氯化钠和自来水中含有一定含量的氯离子,而氯化钠中的氯离子含量固定为0.5%,而自来水中的氯离子含量存在一定的差异,最终本文选择拌合自来水氯离子含量为0.05%、0.1%、0.3%三种情况进行掺合,而其他不含有氯离子的拌合料用量基本不发生变化[2]。
二、混凝土拌合物中氯离子含量测定方法
(一)水溶性氯离子含量测定
        混凝土拌合物中氯离子含量测定必须符合混凝土试验相关规范,在实际检验过程中可以先使用磨口瓶对混凝土拌合物进行取样,取样之后加入蒸馏水摇匀静置,然后再静置两个小时后再重复摇匀静置过程但静置间隔时间大大缩短,最后加入氯化钠让混凝土拌合物充分溶解后将溶液中的上层清液过滤出来。混凝土拌合物中氯离子含量直接对该过滤液的氯离子含量进行检测,将掺合料和氯化纳中的氯离子含量去除即可得到混凝土拌合物中氯离子含量的真实测定结果。
(二)氯化钠标准溶液制备方法
        混凝土拌合物中氯离子含量测定实验中标准溶液的制备需要按照氯离子浓度分别配置出不同的低浓度标准溶液和高浓度标准溶液,其中低浓度标准溶液主要制备原料为氯化钠和蒸馏水。最终制备成的低浓度标准溶液浓度为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%五种,制备成的高浓度标准溶液浓度为0.15%、0.20%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%六种,制备溶液选择大容量玻璃瓶即可。
(三)硝酸银滴定法
        混凝土拌合物中氯离子含量测定硝酸银滴定法需要使用天平、滴定管、容量瓶、试验筛、移液管、三角烧瓶、烧杯、滤纸等仪器设备,需要使用硝酸分析纯、乙醇、硝酸银化学纯、铬酸钾化学纯、酚酞、氯化钠分析纯试剂。

实验取样结束后应将两个100m以上水溶性溶液放在石棉网上置于试验电炉进行加热,煮沸后持续加热5分钟左右冷却静置后使用定量滤纸进行过滤,然后将滤液导入三角烧瓶中用酚酞滴定、硝酸中和,最后加入铬酸钾指示剂后再采用硝酸银标准准进行滴定,直到桃红和黄色混合色不消失位置。
(四)氯离子选择电极法
        氯离子选择电极法测定混凝土拌合物中氯离子含量时需要使用氯离子选择电极、参比电极、电位测量仪器等设备,需要使用氯化钠活化液、氯化钠标准液、等试剂。氯离子选择电极法主要分为两个阶段,试验准备阶段需要先活动氯离子选择电极,然后建立当前的电位-氯离子浓度关系曲线,最后调整氯化钠标准液的温度对曲线矫正;试验阶段同样需要先对氯离子选择电极进行活化,然后使用定量滤纸对摇匀静置后的混凝土拌合物水溶液进行过滤,最后测量过滤溶液中电位后将氯离子选择电极通入其中再次测得点位置信息。氯离子选择电极法最终可以得到混凝土拌合物的电位-氯离子浓度关系曲线,根据该曲线即可对混凝土拌合物中的氯离子含量进行计算,为了保证氯离子选择电极法测得的实验结果足够精确,可以多进行几组重复实验取混凝土拌合物氯离子含量计算结果的平均值作为最终实验测定结果。
(五)速测条法
        速测条法测定混凝土拌合物中氯离子含量时主要将混凝土氯离子速测条作为主要测量工具,速测条能够直接根据变色结果对氯离子浓度进行换算,无需进行复杂计算。但是速测条法测定氯离子含量对混凝土拌合物样本预处理要求比较高,实验开始之前必须采用专业设备将混凝土拌合物中水分挤出,然后才能使用速测条让其颜色发生变化,氯离子含量不同则速测条的颜色变化程度也不尽相同,最后根据颜色和浓度换算表可以直观地看出对应的氯离子浓度数值。但是混凝土拌合物中胶凝材料中会含有一定含量的氯离子,因此实验人员还需要根据氯离子与胶凝材料之间的关系消除氯离子含量测定结果中的误差。
(六)水溶性氯离子含量计算
        以硝酸银滴定法为例对水溶性氯离子含量进行计算,首先应该根据硝酸银标准溶液和氯化钠标准溶液的用量以及氯化钠标准溶液的浓度三个数值对硝酸银标准溶液的浓度进行计算,然后再根据硝酸银标准溶液浓度、硝酸银标准液滴定用量、混凝土拌合物样品质量、混凝土拌合物溶解的蒸馏水用量、硝酸银滴定的滤液用量计算出氯离子与砂浆质量之间的关系,最后再根据氯离子与砂浆质量的关系和混凝土拌合物中胶凝材料用量、砂用量、水用量、水泥用量即可得到氯离子含量结果。
三、混凝土拌合物中氯离子含量测定结果
(一)标准溶液中氯离子含量测定结果
        氯化钠标准溶液的浓度低或高对氯离子含量测定的结果影响不大,硝酸银滴定法、氯离子选择电极法、速测条法三种测定方法得到的结果误差在10%左右,因此混凝土拌合物中氯离子含量测定时使用高或低浓度的氯化钠标准液对实验结果不会造成影响。
(二)混凝土中氯离子含量测定结果
        混凝土拌合物中的掺合料不同则最终氯离子含量的测定结果误差不同,其中硝酸银滴定法、氯离子选择电极法测定氯离子含量误差最大为20%,而速测条法测定氯离子含量误差大约为10%。
(三)氯离子含量测定方法的差异
        硝酸银滴定法的实验流程大致可以分为十个步骤,氯离子选择电极法的实验流程大致可以分为九个步骤,而速测条法的实验流程大致可以分为4个步骤,但是三者的实验结果比较接近,因此实验步骤越少的实用性越高。
        结论:综上所述,混凝土拌合物氯离子含量测定主要有硝酸银滴定法、氯离子选择电极法、速测条法三种,其中速测条法的测定时间非常短,而硝酸银滴定法和氯离子选择电极法所用时间非常长,在施工现场对混凝土拌合物进行氯离子含量选择比较适合采用速测条法。而且速测条法相比硝酸银滴定法和氯离子选择电极法的氯离子含量测定结果并没有明显差距,因此采用速测条法精度也符合要求。
参考文献:
[1]赵雅琼.混凝土及其原材料中氯离子含量测定综述[J].水泥,2020(S1):8-10.
[2]李红亮,常子栋,白玉洁.混凝土氯离子含量快速测定仪的校准方法[J].工业计量,2020,30(03):27-28.
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