探討水泥中化學(xué)分析檢測(cè)方法與操作問(wèn)題

孫向華

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(yīng)用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學(xué)成分對(duì)混凝土的影響非常大，因此水泥的化學(xué)分析具有重要意義。

關(guān)鍵詞：水泥；化學(xué)分析；檢測(cè)

水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂漿或混凝土，堅(jiān)固耐久，廣泛應(yīng)用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學(xué)成分對(duì)混凝土的影響非常大。如在化學(xué)分析時(shí)操作不當(dāng)將對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成很大偏差，現(xiàn)將試驗(yàn)中易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析總結(jié)，對(duì)容易產(chǎn)生問(wèn)題的步驟給出相應(yīng)的操作要點(diǎn)，以提高測(cè)定的準(zhǔn)確度，減少試驗(yàn)過(guò)程中的人為誤差。

1 水泥化學(xué)分析檢測(cè)的必要性

（1）水泥中氯離子超過(guò)一定的含量會(huì)對(duì)混凝土中的鋼筋產(chǎn)生銹蝕，對(duì)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(xiàng)技術(shù)指標(biāo)中最重要的質(zhì)量指標(biāo)。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(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生膨脹破壞，造成嚴(yán)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(biāo)，二是水泥中含有過(guò)量的三氧化硫。

我國(guó)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(cè)定方法和操作要點(diǎn)

關(guān)于水泥中氯離子的測(cè)定方法，《水泥化學(xué)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(cè)試需注意以下幾個(gè)方面：（1）稱取試樣時(shí)要注意，勿使試料粘附于管壁，否則粘附于管壁的試料將無(wú)法發(fā)生反應(yīng)，使測(cè)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(shí)錐形瓶中應(yīng)有連續(xù)的氣泡產(chǎn)生，若沒(méi)有，應(yīng)檢查錐形瓶的氣密性，保證蒸餾出來(lái)的氯化氫氣體被吸收液充分吸收，氣體流速對(duì)測(cè)定結(jié)果會(huì)有一定的影響；（4）蒸餾液中乙醇的體積分?jǐn)?shù)占75%以上，其目的是增大指示劑的溶解度，使測(cè)試終點(diǎn)敏銳；（5）在硝酸汞標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的配制過(guò)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(qiáng)，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(shí)要佩戴手套以免沾手；（6）配制二苯偶氮碳酰肼溶液時(shí)，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否則會(huì)因?yàn)橹甘緞舛炔粔蚨绊懫潇`敏度；（7）溴酚藍(lán)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(huì)因?yàn)橐掖紦]發(fā)而改變指示劑溶液的濃度，使終點(diǎn)顏色變色不敏銳，影響結(jié)果滴定；（8）pH值調(diào)節(jié)，溴酚藍(lán)指示劑變色范圍在3.0～4.6，用氫氧化鈉調(diào)至藍(lán)色，再用硝酸調(diào)成剛好黃色并過(guò)量一滴，此時(shí)pH值剛好在3.5左右。

3 水泥中氧化鎂含量的測(cè)定方法和操作要點(diǎn)

3.1 水泥中氧化鎂含量的測(cè)定

目前廣泛應(yīng)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(shí)，以酸性鉻藍(lán)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(shí)，測(cè)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(cè)定的操作要點(diǎn)

氧化鎂測(cè)定的操作要點(diǎn)為以下幾個(gè)方面：（1）用酸熔方法制備溶液時(shí)，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(biāo)滴定終點(diǎn)綠色熒光消失并呈現(xiàn)紅色的最佳背景應(yīng)是黑色試驗(yàn)臺(tái)；（3）pH值的調(diào)節(jié)是影響實(shí)驗(yàn)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(shí)必須慢慢地加，并且邊加邊攪拌。測(cè)氧化鈣時(shí)，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(diǎn)，測(cè)鈣、鎂時(shí)，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(diǎn)；（5）由于EDTA與鎂離子配位反應(yīng)緩慢，所以在臨近終點(diǎn)時(shí)，必須充分?jǐn)嚢?，并放慢滴定速度，如果滴定速度快，則容易使測(cè)定結(jié)果偏高。

4 水泥中三氧化硫的測(cè)定方法和操作要點(diǎn)

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

4.1 硫酸鋇重量法的測(cè)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(guò)稱量得到硫酸鋇的質(zhì)量，從而計(jì)算出水泥中硫酸根離子的含量（結(jié)果以三氧化硫計(jì)）。

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(guò)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?zé)崽庫(kù)o置至少4h。用慢速濾紙過(guò)濾，溫水洗滌至無(wú)氯離子（用硝酸銀溶液檢驗(yàn)）。

4.3 操作要點(diǎn)

操作要點(diǎn)主要為：（1）加入鹽酸前，應(yīng)將水泥試樣用玻璃攪拌散，加入鹽酸后要仔細(xì)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(guò)濾用的漏斗最好采用長(zhǎng)頸漏斗，且過(guò)濾前使漏斗頸充滿水，即做成水柱，以加快過(guò)濾速度；（3）洗滌時(shí)，第一次洗液濾完后，再進(jìn)行第二次洗滌，第二次洗液濾完后，再進(jìn)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(shí)應(yīng)緩慢地加入且應(yīng)不斷攪拌，以防止“局部過(guò)濃”的現(xiàn)象，另外，沉淀過(guò)程應(yīng)當(dāng)在熱溶液中進(jìn)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(yǔ)

總之，水泥化學(xué)分析是水泥重要指標(biāo)，要在試驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程中嚴(yán)格控制。檢測(cè)結(jié)果不僅與量的本身有關(guān)，而且與測(cè)量程序、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量環(huán)境以及測(cè)量人員有關(guān)。所以在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，一定要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的程序進(jìn)行操作。在充分理解各檢驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)定原理的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)確把握影響測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，精心操作，就能減小實(shí)驗(yàn)誤差，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB175-2007.通用硅酸鹽水泥[S].

[2]GB/T176-2008.水泥化學(xué)分析方法[S].