淺談外加劑中氯離子化學分析方法的探討

2013-01-23 10:59:46黃友明張小玉

黃友明，張小玉

(貴州省質安交通工程監控檢測中心有限責任公司)

1 探討背景

近年來，混凝土橋梁發展迅速，尤其是大型橋梁、大體積混凝土的澆筑更需要重視裂縫問題。混凝土一旦開裂便可能影響結構的穩定性，影響使用、是工期延長、增加投資等一系列的問題。引起裂縫的原因有如下:荷載引起的裂縫、溫度變化引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、施工材料引起的裂縫。

上世紀50到70年代，我國海港工程混凝土與鋼筋混凝土的耐久性問題十分嚴重。經調查，明確北方地區混凝士破壞主要是由于凍融作用，而南方地區則主要是由于海水Cl-滲入引起鋼筋銹蝕。

大量事實表明，鋼筋銹蝕都是嚴重威脅鋼筋混凝土結構耐久性的最主要、最普遍的因素，而在引起鋼筋銹蝕的因素之中，混凝土碳化與Cl-侵蝕作用最為顯著。其實，在海洋環境或大氣環境下有Cl-侵入時，由Cl-侵蝕誘發的鋼筋銹蝕要遠快于碳化引起的鋼筋銹蝕。

當鋼筋與混凝土界面存在Cl-時，在化學反應作用下，Cl-將不斷向陽極區遷移、富集，與Fe2+生成易溶的FeCl2，從陽極區向外擴散，與本體溶液或陰極區的OH-生成褐銹Fe(OH)2。反應式如下所示:

FeCl2生成Fe(OH)2后，同時放出的Cl-又向陽極區遷移，帶出更多的Fe2+。由于Cl-不構成最終的腐蝕產物，在反應中也未被消耗，因此少量的Cl-就可以對鋼筋腐蝕起催化作用，造成嚴重后果。

外加劑中氯離子的來源主要是原材料，水、化學原料等。

(1)電位(E)與體積(V)方法，是以加入滴定劑體積V為橫坐標，以與其對應的電位計讀數E為縱坐標，得到一條S型的E-V曲線。曲線拐點所對應的體積即為滴定終點。如圖1。

圖1

該方法操作簡單，數據處理容易。但是人為誤差較大。

(2)一階微商法，△E/△V表示滴定單位體積變化引起電動勢的變化值，是以△E/△V為縱坐標，以相鄰兩次加入滴定劑體積的算術平均值為橫坐標，得到一條峰狀△E/△V-體積算術平均值，峰狀最高點對應的滴定終點。如圖2。

圖2

該方法直觀，對應的滴定終點容易確定。

(3)二階微商法，△2E/△V2表示滴定劑單位體積變化引起的△E/△V的變化值，即

△(△E/△V)/△V。是以△2E/△V2為縱坐標，以體積V為橫坐標，得到一條具有兩個極值的△2E/△V2-V曲線。△2E/△V2=0時對應得體積即為滴定終點。如圖3。

圖3

該方法精度最高，對電極、電位計的要求很高高，而且數據處理比較繁瑣。

三種數據處理方法及曲線圖連接一起，可以看出三種數據處理得到滴定終點都在同一點上。

綜合以上試驗數據處理，我個人認為一階微商法在試驗數據結果處理比較簡單，滴定終點一目了然，該法運用起來對試驗結果更有準確性，最大程度消除認為誤差。

[1] 喬冰.氯離子對鋼筋腐蝕行為的影響及其緩蝕劑的研究[D].廈門大學，2009.

[2] 史波.氯鹽環境下基于概率和性能的混凝土結構耐久性研究[D].大連理工大學，2009.

[3] 混凝土外加劑勻質性試驗方法(GB/T8077-2000)[S].

[4] 孫國臣.對混凝土橋梁裂縫多種成因的簡要探討.