南通市海泰建设工程质量检测有限公司 江苏省南通市 226100
摘要：建筑材料是建筑工程的重要组成部分，建筑材料质量直接影响建筑工程质量。建筑用砂作为最重要建筑材料之一，可作为填充材料填充粗骨料之间的空隙，也可起到调配并节约水泥的作用。氯离子含量作为建筑用砂重要的指标之一，其含量的大小直接影响建筑工程质量；含量过大会影响钢筋锈蚀，较为严重情况下影响建筑耐久性。建筑用砂氯离子含量一般的检测方法为硝酸银滴定法，介绍了硝酸银滴定法及其他检测方法如离子选择电极法、电位滴定法、离子色谱法等方法，并对检测过程处理进行讨论，为建筑用砂质量控制及行业标准修订提供参考。
关键词：建筑用砂；氯离子含量；检测；过程处理
1氯离子检测方法
1.1硝酸银滴定法
硝酸银滴定法主要原理是以铬酸钾为指示剂，用硝酸银作为滴定液滴定待测溶液，根据待测液及空白液消耗的硝酸银体积及硝酸银浓度求得氯离子浓度。该方法是JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》、GB/T14684—2011《建筑用砂》、JG/T494—2016《建筑及市政工程用净化海沙》等标准规范指定的检测方法，经过众多检测同行多年的广泛使用已获得业界认可。
采用快速滴定法检测建筑用砂氯离子，以氯离子含量为考察目标，考察搅拌速度、搅拌时间、静置时间对氯离子含量影响。试验结果表明：影响氯离子首要因素为搅拌速度，其次为搅拌时间，最后为搅拌后静置澄清时间。
1.2电位滴定法
电位滴定法从某种意义说是在常规的滴定法发展起来的一种方法。电位滴定法主要原理是利用滴定分析中计量点附近的电位突跃确定滴定终点。其主要过程是在滴定过程中，滴定容器内浸入指示电极和参比电极，随着滴定剂的加入，待测离子浓度发生改变，于是指示电极的电位发生变化，在化学计量点附近可以观察到电位突变，进而根据电极电位突跃确定滴定终点即可计算得到氯离子浓度。
采用电位滴定法检测海沙中氯离子并研究了砂水比、海水氯离子含量、海砂含水率及颗粒粒径等因素对海砂中氯离子含量的影响。结果表明：海砂中氯离子含量分别与海水氯离子含量及海砂含水率显著线性相关；堆积状态下的海砂，其含水率沿堆积高度呈递减规律，含水率稳定值对应的临界高度约为40cm；海水氯离子含量、海砂含水率及颗粒粒径等因素对海砂氯离子含量的影响规律均可用相应的数学关系来表征。电位滴定法排除了颜色的干扰和肉眼主观性判断带来的误差，试验结果较常规的硝酸银滴定法精确。
1.3离子选择电极法
离子选择电极法检测建筑用砂氯离子含量可以说是一种较为方便的方法。主要原理是采用复合电极检测已知浓度氯化钠的电位，绘制电位与浓度拟合标准曲线。根据待测溶液电位值从拟合标准曲线求得氯离子浓度，进而计算氯离子含量。对样品进行搅拌后采用离子选择电极法检测海沙中氯离子含量。多次试验结果表明：离子选择电极法检测海砂中氯离子含量结果准确、可靠。
采用快速检测仪–离子选择电极法检测建筑用砂氯离子含量，通过与国标规定的硝酸银标准溶液滴定法的结果进行对比后，发现了一种可以对建筑用砂中氯离子含量进行快速检测的方法，并且研究了影响快速检测法的影响因素。结果表明，离子选择电极法可以替代国标中规定的标准测试方法，得到的检测结果误差小，精度高，而且操作简单。
1.4离子色谱法
离子色谱法是利用离子交换原理和液相色谱技术检测溶液中阴离子和阳离子的一种分析方法，是液相色谱法的一种。其主要工作原理：将一系列氯离子浓度标准溶液和待测溶液分别注入离子色谱仪进样系统，记录峰高及峰面积，通过离子色谱工作站软件控制进样、数据采集，并进行定量分析，即可直接计算出氯离子浓度。
采用超声萃取–离子色谱法检测建设用砂中氯离子含量，并在两个浓度水平上对方法的精密度作了考核，试验结果表明：该方法的检出限为0.01mg/L，测得其相对标准偏差（n=6）均小于1%，用标准加入法，以实样为基体作回收试验，测得回收率在95.0%～105.2%之间。
采用离子色谱法检测建设用砂中氯化物含量。试验结果表明：两次试验结果相差的绝对值在检测值的10%以内，可以得到较为精确结果。
2建筑用砂氯离子含量检测过程处理
2.1国家标准、行业标准检测过程处理
现行国家标准GB/T14684—2011《建筑用砂》、JGJ52—2006行业标准《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》砂中氯离子含量检测过程处理方法概括起来有以下几个步骤：缩分–烘干至恒重–冷却至室温–浸泡–过滤–滴定。国标、行标氯离子检测前处理过程简单且所需的仪器设备绝大部分的检测试验室均能满足要求，不失为一种较好的过程处理方法。但该过程的烘干至恒重、冷却至室温、浸泡等具体步骤所需时间至少为4h，一定程度上大幅增加了砂氯离子含量检测的时间，对于注重效率的建筑工程的施工现场来说不适合大范围推广使用。此外，标准规定的过程处理方法与实际工程使用的不相符，即实际工程使用时难于做到烘干后再投入使用。研究[16]表明干砂制样和湿砂制样会对氯离子的检测值产生较大影响，干砂制样的试验结果会低于实际氯离子含量20%～30%。
2.2改进的过程处理方法
为了能够提高检测建筑用砂氯离子含量的效率，有关试验室、学者以及科技工作者检测氯离子含量的过程处理方法进行研究。使用高温电炉将砂子快速炒干，叶轮搅拌机快速搅拌均匀使砂子中的氯离子快速溶解，采用离子选择电极法检测砂中氯离子。试验结果表明：采用高温电炉、搅拌机对建筑用砂进行前处理，整个试验过程耗时约为30min，且与硝酸银滴定法的检验结果基本一致。
3结束语
综合上述，建筑用砂检测方法，无论早期的硝酸银滴定法，还是后期的离子色谱法，其检测氯离子含量样品前处理过程均是参考国标或者行标，主要过程为缩分–烘干至恒重–冷却至室温–浸泡–过滤–滴定。一定程度上大大增加了砂氯离子含量检测时间。此外，其方法自身也有不足之处，主要体现在以下几点。
（1）硝酸银滴定法最大问题是显示剂铬酸钾溶液自身颜色较深，滴定终点为溶液中略带桃红的黄色不消失，颜色变化不明显，难以判断。（2）电位滴定法滴定过程形成絮状沉淀，易沉积在银电极和双盐桥电极的测量端，对结果造成干扰。（3）离子选择电极法测量结果容易受溶液或悬浊液组分、液体接界电势、温度等多种因素变化的影响，在实际检测工作中需要经常校正。（4）离子色谱法所用设备价格较为昂贵，操作要求高，对于一般检测室难以承受。
虽然每一种方法均存在不足之处，但不能全盘否定，对此，笔者结合自身工作经验提出以下几点建议。（1）继续将硝酸银滴定法作为标准方法使用，通过提高试验人员的理论水平、操作水平来弥补自身方法不足。（2）对国标及行标规定的样品前处理过程加以研究，探索对检测结果更为准确的过程处理方法。（3）对国标及行标规定的样品前处理过程加以研究，探索更为高效的过程处理方法。（4）结合工程实际应用，采用湿砂制样测得氯离子含量作为限定值或继续保留氯离子含量限定值并且通过适当降低氯离子含量限值弥补制样方法对氯离子含量影响。（5）国标以及行标修订中，增加电位滴定法、离子选择电极法、离子色谱法等检测氯离子方法，以满足检测试验室及工程实际需要。
参考文献：
[1]秦宪明，颜超，赵娟，等.提高海工结构混凝土耐久性的原理和方法[J].建筑技术，2012，43（1）：18–20.
[2]江映，胡宏波.建设用砂氯离子的快速检测方法-离子选择性电极法.混凝土世界，2012（8）：78–83.
[3]董玉丹，杨燕霞，江燕.莫尔法与自动电位滴定法检测砂中氯离子含量比较[J].科技刨新导报，2014，11（13）：211–213.