水泥中化學分析檢測方法與操作問題探討

石慧英

摘 要：水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂漿或混凝土廣泛應用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學成分對混凝土的影響非常大，因此水泥的化學分析具有重要意義。

關(guān)鍵詞：水泥；化學分析；檢測

水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂漿或混凝土，堅固耐久，廣泛應用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學成分對混凝土的影響非常大。如在化學分析時操作不當將對試驗結(jié)果造成很大偏差，現(xiàn)將試驗中易出現(xiàn)的問題進行了分析總結(jié)，對容易產(chǎn)生問題的步驟給出相應的操作要點，以提高測定的準確度，減少試驗過程中的人為誤差。

1 水泥化學分析檢測的必要性

（1）水泥中氯離子超過一定的含量會對混凝土中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕，對混凝土的結(jié)構(gòu)造成很大的破壞。

（2）水泥的安定性是水泥幾項技術(shù)指標中最重要的質(zhì)量指標。安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的均勻性，若水泥硬化后體積變化不穩(wěn)定和均勻，即是安定性不良，會導致混凝土產(chǎn)生膨脹破壞，造成嚴重的工程質(zhì)量事故。而影響水泥安定性不良的原因有：一是水泥熟料中氧化鎂含量超標，二是水泥中含有過量的三氧化硫。

我國新修訂的《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）中規(guī)定了水泥中氯離子、 氧化鎂和三氧化硫的限量。

2 水泥中氯離子的測定方法和操作要點

關(guān)于水泥中氯離子的測定方法，《水泥化學分析方法》（GB/T176-2008）給出了硫氰酸銨容量法和磷酸蒸餾-汞鹽滴定法兩種方法， 目前被廣泛使用的是磷酸蒸餾-汞鹽滴定法。

磷酸蒸餾-汞鹽滴定法測試需注意以下幾個方面：（1）稱取試樣時要注意，勿使試料粘附于管壁，否則粘附于管壁的試料將無法發(fā)生反應，使測試結(jié)果偏低；（2）冷凝管的下端與錐形瓶的液面要很好地接觸；（3）控制好氣體流速，此時錐形瓶中應有連續(xù)的氣泡產(chǎn)生，若沒有，應檢查錐形瓶的氣密性，保證蒸餾出來的氯化氫氣體被吸收液充分吸收，氣體流速對測定結(jié)果會有一定的影響；（4）蒸餾液中乙醇的體積分數(shù)占75%以上，其目的是增大指示劑的溶解度，使測試終點敏銳；（5）在硝酸汞標準滴定溶液的配制過程中，為了防止硝酸汞水解形成沉淀，一定先將硝酸汞固體用硝酸溶解完全后再加水稀釋。固體硝酸汞的吸水性很強，稱量完畢后要馬上密封保存，硝酸汞溶液屬于有毒的重金屬溶液，配制時要佩戴手套以免沾手；（6）配制二苯偶氮碳酰肼溶液時，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否則會因為指示劑濃度不夠而影響其靈敏度；（7）溴酚藍及二苯偶氮碳酰肼兩種指示劑都溶于乙醇，所以不要一次性配制很多，否則會因為乙醇揮發(fā)而改變指示劑溶液的濃度，使終點顏色變色不敏銳，影響結(jié)果滴定；（8）pH值調(diào)節(jié)，溴酚藍指示劑變色范圍在3.0～4.6，用氫氧化鈉調(diào)至藍色，再用硝酸調(diào)成剛好黃色并過量一滴，此時pH值剛好在3.5左右。

3 水泥中氧化鎂含量的測定方法和操作要點

3.1 水泥中氧化鎂含量的測定

目前廣泛應用的是EDTA滴定差減法（代用法）。通常采用將硅、鐵、鋁等與鈣、鎂分離，在pH=10時，以酸性鉻藍K-萘酚綠B為指示劑，用EDTA滴定溶液中的鈣、鎂含量，在pH>12.5時，測得鈣含量，用鈣、鎂含量減去鈣的量，即可求得氧化鎂的含量。

3.2 氧化鎂測定的操作要點

氧化鎂測定的操作要點為以下幾個方面：（1）用酸熔方法制備溶液時，向試樣中加水必須邊加水邊攪拌，否則水泥很容易凝固；（2）明顯判定氧化鈣指標滴定終點綠色熒光消失并呈現(xiàn)紅色的最佳背景應是黑色試驗臺；（3）pH值的調(diào)節(jié)是影響實驗結(jié)果關(guān)鍵的一步；（4）指示劑的加入量很關(guān)鍵，加指示劑時必須慢慢地加，并且邊加邊攪拌。測氧化鈣時，CMP混合指示劑加到溶液呈淡黃色即可，如果加多了，呈深黃色就很難找到滴定的終點，測鈣、鎂時，KB混合指示劑需加到溶液呈紅色，如果加少了，呈很淡的紅色也很難找到滴定的終點；（5）由于EDTA與鎂離子配位反應緩慢，所以在臨近終點時，必須充分攪拌，并放慢滴定速度，如果滴定速度快，則容易使測定結(jié)果偏高。

4 水泥中三氧化硫的測定方法和操作要點

硫酸鋇重量法是測定三氧化硫的經(jīng)典方法，該方法準確度高、 適用范圍廣。

4.1 硫酸鋇重量法的測試原理

用鹽酸將水泥中的硫酸根離子溶解，加入氯化鋇溶液。使硫酸根離子與鋇離子形成硫酸鋇沉淀，通過稱量得到硫酸鋇的質(zhì)量，從而計算出水泥中硫酸根離子的含量（結(jié)果以三氧化硫計）。

4.2 分析步驟

稱取約0.5g水泥，置于燒杯中，加30ml～40ml的水，加10ml鹽酸，加熱煮沸并保持微沸5min左右。中速濾紙過濾，用熱水洗滌10次～12次，調(diào)整溶液體積為200ml左右，煮沸，邊攪拌邊滴加氯化鋇溶液（100g/l）10ml，在常溫下靜置12h～24h或溫熱處靜置至少4h。用慢速濾紙過濾，溫水洗滌至無氯離子（用硝酸銀溶液檢驗）。

4.3 操作要點

操作要點主要為：（1）加入鹽酸前，應將水泥試樣用玻璃攪拌散，加入鹽酸后要仔細攪拌，不得有大塊水泥試樣存在，以便使水泥試樣充分溶解；（2）過濾用的漏斗最好采用長頸漏斗，且過濾前使漏斗頸充滿水，即做成水柱，以加快過濾速度；（3）洗滌時，第一次洗液濾完后，再進行第二次洗滌，第二次洗液濾完后，再進行第三次洗滌，以此類推；（4）硫酸鋇是晶狀沉淀，為了獲得較純凈的硫酸鋇沉淀，滴加氯化鋇溶液時應緩慢地加入且應不斷攪拌，以防止“局部過濃”的現(xiàn)象，另外，沉淀過程應當在熱溶液中進行，即將溶液煮沸，最好氯化鋇溶液也在加熱后使用。

5 結(jié)束語

總之，水泥化學分析是水泥重要指標，要在試驗檢測過程中嚴格控制。檢測結(jié)果不僅與量的本身有關(guān)，而且與測量程序、測量儀器、測量環(huán)境以及測量人員有關(guān)。所以在實驗過程中，一定要嚴格按照標準規(guī)定的程序進行操作。在充分理解各檢驗項目測定原理的基礎(chǔ)上，準確把握影響測定結(jié)果準確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精心操作，就能減小實驗誤差，提高檢測結(jié)果的準確性。

參考文獻

[1]GB175-2007.通用硅酸鹽水泥[S].

[2]GB/T176-2008.水泥化學分析方法[S].