用化學(xué)分析法測(cè)定混凝土拌合物中水溶性氯離子含量

余柏新

（江門市盈基混凝土發(fā)展有限公司，廣東 江門 529080）

用化學(xué)分析法測(cè)定混凝土拌合物中水溶性氯離子含量

余柏新

（江門市盈基混凝土發(fā)展有限公司，廣東 江門 529080）

本文通過試驗(yàn)對(duì)比分析混凝土拌合物水溶性氯離子含量試驗(yàn)方法，發(fā)現(xiàn)可以直接從混凝土中提取拌合水進(jìn)行過濾，用化學(xué)分析方法測(cè)定出拌合水中的氯離子濃度，然后按 GB/T 14902—2012 的要求和 JTJ 270—98 提供的計(jì)算方法，測(cè)出混凝土拌合物中水溶性氯離子含量。該方法簡(jiǎn)單實(shí)用、精確度高、復(fù)演性好，推薦混凝土企業(yè)和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)使用該方法。

化學(xué)分析法；混凝土拌合水；氯離子濃度

0　前言

為嚴(yán)格控制水溶性氯離子對(duì)混凝土的危害，GB/T 14902—2012《預(yù)拌混凝土》中 6.5 提出：混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量實(shí)測(cè)值應(yīng)符合表 1 的規(guī)定（單位為水泥用量的質(zhì)量百分比）。

表1　混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量

GB/T 14902—2012 中 8.4 規(guī)定：混凝土拌合物中水溶性氯離子含量應(yīng)按 JTJ 270—1998《水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)范》中混凝土拌合物中水溶性氯離子含量快速測(cè)定方法或其他精確度更高的方法進(jìn)行測(cè)定。

JTJ 270—1998 中混凝土拌合物中水溶性氯離子含量快速測(cè)定方法是：用氯離子選擇電極和甘汞電極置于液相中，測(cè)得的電極電位 E，與液相中氯離子濃度 C 的對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系，根據(jù)測(cè)得的電極電位值，來推算出氯離子的濃度 CCl-。然后根據(jù)公式 (1) 計(jì)算。

式中：

PC——混凝土拌合物中水溶性氯離子含量，以水泥用量的百分比計(jì)算，%；

CCl-——被測(cè)混凝土拌合水中氯離子濃度，mol/L；

B——混凝土的水灰比。

但混凝土企業(yè)在使用該快速法測(cè)定混凝土拌合水中氯化離子濃度時(shí)，由于儀器使用的技術(shù)要求較高，如果對(duì)氯離子選擇電極和甘汞電極的保養(yǎng)和使用稍有不當(dāng)，容易造成儀器故障，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性造成較大的影響。在此介紹一種簡(jiǎn)單實(shí)用的化學(xué)分析方法對(duì)混凝土拌合水中氯化離子濃度進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)筆者大量試驗(yàn)證明，該方法測(cè)定混凝土拌合水中氯離子濃度結(jié)果的精確度很高。

1　測(cè)定的原理

將拌合水從混凝土拌合物中分離出來，快速過濾，用已知濃度的 AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)濾液進(jìn)行滴定，測(cè)定出濾液中的氯離子濃度（即混凝土拌合物中的拌合水的氯化離子濃度CCl-）。Ag+＋ Cl-= AgCl↓（白色沉淀），滴定終點(diǎn)時(shí) Ag+＋Cr2O4

2-=Ag2Cr2O4↓（磚紅色沉淀）。則：

式中：

CAgNO3——AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L；

VAgNO3——滴定時(shí)消耗 AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；

V——濾液（拌合水）的體積，mL。

2　指示劑和標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

2.1配制濃度約 5% 的鉻酸鉀指示劑

稱取 5g 鉻酸鉀溶于 30mL 蒸餾水中，加入少量硝酸銀溶液使出現(xiàn)微紅色，搖勻不褪色，放置 12 小時(shí)后過濾，用少量蒸餾水沖洗濾紙，將濾液移入 100mL 的容量瓶中，加蒸餾水至刻度線。

2.2配制濃度約 0.5% 的酚酞指示劑

稱取 0.5g 酚酞，溶于 75mL 乙醇后再加入 25mL 蒸餾水。

2.3配制稀硫酸溶液

以 1 份體積硫酸倒入 20 份體積的蒸餾水中。

2.4配制 0.02 mol/L 氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液

用感量 0.0001g 的分析天平稱取分析純氯化鈉 1.2g 左右（精確至 0.0001g），用蒸餾水溶解后移入 1000mL 的容量瓶中，并稀釋至刻度線。

氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度按公式 (3) 計(jì)算：

式中：

CNaCl——氯化鈉溶液的標(biāo)準(zhǔn)濃度，mol/L；

G——氯化鈉的質(zhì)量，g。

2.50.02mol/L 硝酸銀溶液的配制

稱取硝酸銀 3.5g 左右溶于蒸餾水中并稀釋至 1000mL，置于棕色瓶中搖勻保存。用移液管吸取氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液 20mL（V1）于三角燒瓶中，加入 10 滴鉻酸鉀指示劑，用已配制的硝酸銀溶液滴定至溶液呈磚紅色。記錄所消耗的硝酸銀毫升數(shù)（V2）。

硝酸銀溶液標(biāo)準(zhǔn)濃度按式 (4) 計(jì)算：

式中：

V1——氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)，mL；

V2——標(biāo)定時(shí)消耗 AgNO3溶液的體積，mL。

3　試驗(yàn)方法

3.1方法一

（1）用 10 升的容器取混凝土拌合物 5 升，置于振動(dòng)臺(tái)上強(qiáng)力振動(dòng)，讓拌合水泌出于混凝土的表面，吸取泌出的拌合水。

（2）用快速濾紙對(duì)拌合水進(jìn)行過濾。

（3）用移液管吸取濾液 20mL 置于在三角燒瓶中，加入2 滴酚酞使溶液呈微紅色，再用稀硫酸中和至無色后，加入10 滴鉻酸鉀指示劑，立即用硝酸銀溶液滴至磚紅色。記錄所消耗的硝酸銀毫升數(shù)（VAgNO3）。

3.2方法二

（1）從攪拌均勻的混凝土中取出混凝土拌合物裝滿5升的容器中，用鐵棒搗插壓實(shí)刮平。

（2）將這 5 升混凝土拌合物倒入 10 升的容器中。

（3）根據(jù)混凝土的配合比計(jì)算出這 5 升混凝土中的拌合水量，稱取等量的蒸餾水，將 5 升的容器的內(nèi)壁沖洗干凈。清洗物全部倒入 10 升的容器的混凝土中。

（4）用鐵棒將 10 升的容器中加了等量蒸餾水的混凝土攪拌均勻，置于振動(dòng)臺(tái)上強(qiáng)力振動(dòng)，讓拌合水泌出于混凝土的表面，吸取泌出的拌合水。

（5）用快速濾紙對(duì)吸取的拌合水進(jìn)行過濾。

（6）用移液管吸取濾液 40mL 置于在三角燒瓶中，加入4 滴酚酞使溶液呈微紅色，再用稀硫酸中和至無色后，加入20 滴鉻酸鉀指示劑，立即用硝酸銀溶液滴至磚紅色。記錄所消耗的硝酸銀毫升數(shù)（VAgNO3）。

4　注意事項(xiàng)

（1）盡量采用方法一，如果直接振動(dòng)無法使拌合水泌出混凝土表面時(shí)，才采用方法二。

（2）采用方法二時(shí)，要特別注意取樣的代表性，所取的樣品一定要符合混凝土配合比的要求。如果所取的樣品骨料過多，則檢測(cè)結(jié)果偏低；如果骨料過少，則檢測(cè)結(jié)果偏高。

（3）采用方法二時(shí)，用鐵棒將 5 升容器里的混凝土搗插壓實(shí)刮平，確保體積計(jì)量的準(zhǔn)確性。因?yàn)榉Q取等量的蒸餾水時(shí)是以這 5 升混凝土為基數(shù)，根據(jù)混凝土的配合比計(jì)算出來的。

5　計(jì)算公式

拌合水的氯化離子濃度 CCl- 按式 (5) 計(jì)算

則混凝土拌合物中水溶性氯離子含量按式 (1) 計(jì)算。

6　不同測(cè)定方法的檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

（1）用三種檢測(cè)方法對(duì)各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土中水溶性離子含量的檢測(cè)結(jié)果見表 2。

表2　三種檢測(cè)方法對(duì)各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土中水溶性離子含量的檢測(cè)結(jié)果

表3　三種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果誤差分析

（2）三種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果誤差分析見表 3。

最大的相對(duì)誤差為 1.5%，說明同一樣品的三種檢測(cè)方法的檢測(cè)結(jié)果很吻合。

7　結(jié)束語(yǔ)

用化學(xué)分析方法能精確測(cè)量混凝土中拌合水的氯離子濃度CCl-，從而準(zhǔn)確計(jì)算出混凝土拌合物中水溶性氯離子的含量。此方法簡(jiǎn)單實(shí)用、精確度高、復(fù)演性好，適合混凝土企業(yè)和質(zhì)檢機(jī)構(gòu)使用。

[1] GB/T 14902—2012．預(yù)拌混凝土[S]．

[2] JTJ 270—98．水運(yùn)工程混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S]．

［通訊地址］廣東省江門市江海區(qū)金溪一路 36 號(hào)（529080）

余柏新（1966—），男，從事水泥、混凝土行業(yè)的教學(xué)和質(zhì)量管理工作。