混凝土氯離子含量檢測(cè)的不確定度評(píng)定

陳 永 城

(佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測(cè)中心，廣東 佛山 528300)

混凝土氯離子含量檢測(cè)的不確定度評(píng)定

陳 永 城

(佛山市順德區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督檢測(cè)中心，廣東 佛山 528300)

對(duì)GB/T 50344-2004建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定混凝土氯離子含量的過(guò)程進(jìn)行研究，系統(tǒng)分析了整個(gè)測(cè)試過(guò)程的不確定度來(lái)源，對(duì)各因素的不確定度分量進(jìn)行了量化和分析，結(jié)果表明：混凝土中氯離子含量檢測(cè)的不確定度主要集中在試樣分析過(guò)程中的滴定體積，其他不確定度基本可以忽略。

混凝土氯離子，不確定度，檢測(cè)

鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)通常在暴露的環(huán)境中使用,因而受各種介質(zhì)的侵蝕較多，其中氯化物是一種最危險(xiǎn)的侵蝕介質(zhì)。一般硅酸鹽水泥本身就含有少量的氯化物。但在混凝土拌制中由于加入了含氯化物的減水劑和使用淡化海砂等，這就可能增加混凝土中的氯化物含量。混凝土中氯離子含量直接影響混凝土的耐久性，本文通過(guò)對(duì)GB/T 50344-2004混凝土氯離子檢測(cè)的過(guò)程進(jìn)行分析，得出混凝土氯離子檢測(cè)的不確定度。

1 概述

1)原理。本方法用硝酸銀來(lái)滴定混凝土中的氯離子，以216型銀電極作指示電極，217型雙鹽橋飽和甘汞電極作參比電極，并按二級(jí)微商法確定硝酸銀溶液所用的體積。

2)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)。GB/T 50344-2004建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3)數(shù)學(xué)模型。混凝土中氯離子含量：

硝酸銀溶液的濃度：

將兩式合并：

其中，WCl-為混凝土中氯離子含量，%；m(NaCl)為氯化鈉的質(zhì)量，g；V1為滴定樣品消耗的硝酸銀溶液，mL；V2為移液管吸取的濾液體積，取50.00 mL；V3為浸泡樣品的水體積，取250.0 mL；V4為吸取氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積，取25.00 mL；V5為標(biāo)定時(shí)消耗的硝酸銀溶液，mL；V6為氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的定容體積，取1 000.00 mL；ms為混凝土試樣的質(zhì)量，g。

2 測(cè)量不確定度來(lái)源分析

從實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)學(xué)模型分析用電位滴定法測(cè)定混凝土中氯離子含量過(guò)程的不確定度，主要有:1)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：氯化鈉的質(zhì)量m(NaCl)(天平稱(chēng)量、氯化鈉純度)。2)標(biāo)準(zhǔn)溶液定容體積V6。3)移液管稱(chēng)體積V2，V3，V4。4)滴定體積V1，V5。5)混凝土試樣的質(zhì)量ms。

3 不確定度分量的量化

用實(shí)例來(lái)分析混凝土中氯離子檢測(cè)的不確定度，硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度0.010 18 mol/L，滴定樣品消耗的硝酸銀溶液體積0.95 mL，樣品質(zhì)量5.102 4 g，經(jīng)計(jì)算混凝土中的氯離子含量為0.034%。

3.1 氯化鈉的質(zhì)量m(NaCl)

由萬(wàn)分之一天平檢定證書(shū)得到，稱(chēng)量的允許誤差為±0.001 g，按均勻分布考慮，則稱(chēng)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

由基準(zhǔn)氯化鈉產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)得基準(zhǔn)氯化鈉的純度為99.995±0.005%，考慮基準(zhǔn)氯化鈉的純度符合正態(tài)分布，置信水平p=95%，k取1.96，則基準(zhǔn)氯化鈉純度的標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)不確定度為：

ur(m(NaCl))2=0.005/1.96=0.002 55%。

根據(jù)合成不確定度的計(jì)算，得到氯化鈉的質(zhì)量m(NaCl)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

3.2 標(biāo)準(zhǔn)溶液定容體積V6

由1 000 mL的容量瓶給出的允許差為±0.40 mL，按均勻分布考慮，容量瓶帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V6)2=3×2.1×10-4×1 000=0.630 mL。

定容操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.3 移液管體積V2

50 mL移液管證書(shū)給出的允許差為±0.05 mL，按均勻分布考慮，移液管帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V2)2=3×2.1×10-4×50=0.031 5 mL。

移液操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.4 量筒體積V3

250 mL量筒證書(shū)給出的允許差為±1.00 mL，按均勻分布考慮，量筒帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V3)2=3×2.1×10-4×250=0.158 mL。

移液操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.5 T移液管稱(chēng)體積V4

25 mL移液管證書(shū)給出的允許差為±0.02 mL，按均勻分布考慮，移液管帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V4)2=3×2.1×10-4×25=0.015 8 mL。

移液操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.6 滴定體積V1

25 mL滴定管證書(shū)給出的允許差為±0.05 mL，按均勻分布考慮，滴定管帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V1)2=3×2.1×10-4×25=0.015 8 mL。

滴定操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.7 滴定體積V5

50 mL滴定管證書(shū)給出的允許差為±0.05 mL，按均勻分布考慮，滴定管帶來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

設(shè)實(shí)際使用溫度與校準(zhǔn)溫度的變化范圍為±3 ℃，則溫度變化帶來(lái)的不確定度為：

u(V5)2=3×2.1×10-4×50=0.031 5 mL。

滴定操作的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

相對(duì)不確定度為：

3.8 混凝土試樣的質(zhì)量ms

由萬(wàn)分之一天平檢定證書(shū)得到，稱(chēng)量的允許誤差為±0.001 g，按均勻分布考慮，則稱(chēng)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

混凝土試樣的質(zhì)量ms的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：

4 結(jié)果與討論

4.1 計(jì)算合成不確定度

根據(jù)上述的不確定度分量，可得到混凝土氯離子含量測(cè)定過(guò)程的總合成不確定度：

4.2 結(jié)果表示

當(dāng)置信度p=95%，k=2時(shí)，ur(WCl-)=3.47%×2=6.94%，U=0.034%×6.94%=0.002%，則檢測(cè)結(jié)果表示為:

ur(WCl-)=0.034±0.002% (k=2)。

4.3 討論

各測(cè)量不確定度分量的方圖如圖1所示。

從圖1可知，混凝土中氯離子含量檢測(cè)的不確定度主要集中在試樣分析過(guò)程中的滴定體積，其他不確定度基本可以忽略，因此在實(shí)際檢測(cè)工作中應(yīng)采用更高精度的滴定管，減少樣品滴定體積的不確定度，從而提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

[1] GB/T 50344-2004，建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2] 葉德培.測(cè)量不確定度理解、評(píng)定與應(yīng)用[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2007.

[3] 中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì).化學(xué)分析中不確定度的評(píng)估指南[Z].2006.

[4] 陳永城.室內(nèi)環(huán)境苯濃度檢測(cè)的不確定度分析[J].廣東化工,2009(6)：94-96.

Evaluationofmeasurementuncertaintyfordeterminationofchlorideioncontentinconcrete

CHENYong-cheng
(TestCenterforShundeRegionConstructionQuality,SafetyandSupervisioninFoshan,Foshan528300,China)

A study was made on determination of chloride ion in concrete, which using method in GB/T 50344-2004TechnicalStandardforInspectionofBuildingStructure, a systematic analysis of the uncertainty of the whole testing process of source, the factors of uncertainty components were quantified and analyzed, the results showed that: the detection of chloride ion in concrete uncertainty mainly concentrated in the sample analysis the titration volume process, other uncertainty can be ignored.

chloride ion in concrete, uncertainty， detection

1009-6825(2014)14-0045-02

2014-03-04

陳永城(1982- )，男，工程師

TU528.0

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