粉煤灰中氯離子含量檢測分析

李 娟

(河北交規(guī)院瑞志交通技術咨詢有限公司 石家莊市 050000)

0 引言

工程建設中，由于鋼筋混凝土不僅抗壓強度很高，而且耐久性強、成本低，所以得到了十分廣泛的應用。然而，鋼筋混凝土實際使用時，鋼筋銹蝕方面的問題經(jīng)常發(fā)生。導致混凝土中鋼筋發(fā)生銹蝕的主要原因是混凝土中含有氯離子，氯離子的存在會使混凝土自身堿性明顯降低，使混凝土對鋼筋具有的保護作用降低，甚至使鋼筋表面鈍化膜被破壞，產(chǎn)生銹蝕，或使已有的銹蝕加速發(fā)展。鋼筋產(chǎn)生銹蝕后體積膨脹，產(chǎn)生一定膨脹應力，導致混凝土產(chǎn)生脫落或開裂等問題。由此可見，施工中必須對原材料中含有的氯離子予以嚴格控制，由于混凝土配制所需原材料類型很多，所以氯離子來源亦較多，水泥(包括替代物，如礦渣粉和粉煤灰等)作為膠凝材料，它是氯離子重要來源。對膠凝材料含有的氯離子進行檢測，通常采用標準提出的磷酸蒸餾—汞鹽滴定法。最終檢測結果是否準確，直接影響后續(xù)計算與判定。

1 氯離子含量檢測方法

(1)在50mL容量錐形瓶中加入3mL左右水，然后添加濃度為0.5mol/L的硝酸約五滴，之后將錐形瓶放到冷凝管的下端，將下端硅膠插入到瓶中溶液內[1]。

(2)用精度不低于0.1mg的分析天平準確稱取0.3g樣品，然后將其放到烘干后的蒸餾管管底。

(3)在蒸餾管中添加質量分數(shù)為30%的過氧化氫溶液約五滴，輕微搖晃蒸餾管以確?；旌暇鶆颍偬砑?mL左右磷酸，然后將塞子塞緊搖晃蒸餾瓶，待樣品開始分解，并釋放二氧化碳后，將蒸餾管放到固定架上，同時將其放到溫度在250～260℃范圍內的爐膛當中，快速使用硅膠管對蒸餾管進出口進行連接，最后蓋好爐蓋。

(4)開啟氣泵，將流速控制在100～200mL/min以內，隨即開始蒸餾，在蒸餾持續(xù)10～15min的時間后，將氣泵關閉，并拆除連接管，并將蒸餾管取出[2]。

(5)用體積分數(shù)為95%的乙醇對冷凝管及其下端進行吹洗，用錐形瓶對吹洗液予以收集。將錐形瓶取出，并向瓶內添加濃度為2g/L的溴酚藍指示劑約兩滴，再用濃度為0.5mol/L的氫氧化鈉使溶液變?yōu)樗{色，然后用濃度相同的硝酸使溶液剛好變成黃色，接著添加一滴硝酸，再添加濃度為10g/L的二苯偶氮碳酰肼約十滴，由硝酸汞開始滴定，使溶液變?yōu)樽霞t色后，完成滴定，對所需硝酸汞具體數(shù)量進行準確記錄。

(6)按上部步驟實施空白試驗，對空白試驗過程中使用的硝酸汞數(shù)量進行記錄。

(7)以滴定蒸餾液所需硝酸汞數(shù)量(體積)、空白試驗所用硝酸汞數(shù)量(體積)、硝酸汞濃度及樣品質量為依據(jù)，通過計算確定樣品氯離子含量[3]。測氯蒸餾裝置如圖1所示。

1—吹氣泵；2—轉子流量計；3—洗氣瓶；4—溫控儀；5—電爐；6—蒸餾管；7—爐膛保溫罩；8—冷凝管；9—錐形瓶；10—固定架圖1 測氯蒸餾裝置

2 氯離子含量檢測過程及注意事項

(1)檢測時使用的試劑必須達到分析純以上，在標準溶液標定及配制過程中使用的試劑，需要為基準試劑；檢測時使用的水應達到三級水標準。

(2)將標準溶液配制完成后，應先進行標定，完成標定后才能在滴定過程中使用。對標準溶液進行標定的過程中，應安排兩名試驗人員在完全一致的條件下分別進行四次平行試驗，將平均值作為最終的濃度。每人進行的平行試驗，其結果極差和濃度平均值之比都不能超過重復性臨界極差和平均值之比0.15%。若不滿足以上要求，則要重新進行標定，直至滿足要求[4]。保證標準溶液的標定達到準確是確保測定結果真實準確的重要基礎，必須引起相關人員的高度重視。

(3)所有指示劑都采用乙醇作為溶劑(包括溴酚藍與二苯偶氮碳酰肼)，這是因為乙醇能使指示劑達到充分溶解，確保測試終點有著敏銳的顯色反應?；诖耍谂渲浦甘緞┑倪^程中，應確保指示劑完全溶解在乙醇當中，防止由于指示劑濃度較低導致滴定達到終點后未能敏銳顯色，使滴定的誤差增大，對最終測試結果真實性與準確性造成很大的影響。

(4)石英管使用前要進行烘干處理，并在向石英管中倒入樣品時應格外小心，避免樣品和管壁之間發(fā)生粘附，一旦粘附，則粘附在管壁上的樣品將無法參與或無法充分參與到反應當中，導致最終的測試結果不準確[5]。

(5)在樣品中添加過氧化氫溶液以后應適當搖晃石英管，確保樣品充分溶解到過氧化氫溶液當中。之后添加磷酸，同樣要適當搖晃，在樣品開始分解，并釋放出二氧化碳氣體以后，方可開始蒸餾。若蒸餾時依然有二氧化碳氣體產(chǎn)生，則部分樣品將被帶走，導致最終的測試結果比真實情況低。

(6)對石英管和硅膠管進行連接的過程中，應按照先出氣管然后進氣管的順序進行，同時注意進出氣管切不可接反，否則將導致倒吸，造成安全事故。

(7)在樣品分析過程中，要做好空白試驗，即不添加樣品的試驗，嚴格按照以上提出的步驟試驗，除樣品外其它參數(shù)必須完全一致，包括試劑量、氣流速度、溫度和蒸餾時間等，通過空白試驗，能對最終測定結果進行良好的校正。

(8)樣品分析中，還要進行對比測試，采用標準物質，以此檢測確定設備是否存在異常，保證最終檢測結果準確性與可靠性。如果對比測試結果有異常產(chǎn)生，則應立即查找原因，常見原因包括：指示劑已經(jīng)配制了很長時間而失效；硝酸銀溶液反復使用了太多次等。

(9)當氯離子含量在0.2%以內時，需使用濃度為0.001mol/L的標準溶液實施滴定，連續(xù)蒸餾10～15min的時間；當氯離子含量為0.2%～1.0%時，需使用濃度為0.005mol/L的標準溶液實施滴定，連續(xù)蒸餾15～20min的時間。嚴格按照以上要求進行測試，保證測試結果準確性，避免產(chǎn)生太大的誤差[6]。

(10)在蒸餾過程中，氣體流速應處在100～200mL/min范圍內，使錐形瓶中能夠連續(xù)冒出氣泡。若無氣泡連續(xù)冒出，則要對設備氣密性進行檢查，特別是洗瓶上的膠塞是否塞緊和硅膠管是否嚴重老化等。實際蒸餾時氣體的流速不能過快，否則將導致氯離子吸收無法達到完全，導致最終的測試結果比真實情況低。

(11)蒸餾過程中，溫度要按照250～160℃的范圍嚴格控制，若溫度過低，將使蒸餾不完善，導致最終的測定結果比真實情況低；而若溫度過高，將使磷酸產(chǎn)生反應，生成偏磷酸與焦磷酸等產(chǎn)物，對試驗操作不利。

(12)試驗時，空白試驗、對比試驗與樣品測試達到終點時，滴定的顏色必須完全一致，以免產(chǎn)生誤差，保證測試結果真實性與準確性[7]。

(13)試驗次數(shù)一般不能少于兩次，將兩次試驗的平均結果作為測定結果；如果氯離子的含量在0.10%以內(包括0.01%)，則重復性誤差不能超過0.003%；如果氯離子的含量超過0.10%，則重復性誤差不能超過0.010%。若實際誤差超出以上限值，則要及時開始第三次試驗檢測，其測定結果如果和前兩次試驗或其中一次試驗的結果的差值處在以上限值范圍內，則可直接取平均值作為測試結果，否則應立即查找原因，并重新予以分析檢測。

(14)對標準溶液進行配制、標定與滴定，以及對樣品進行稱量時，環(huán)境溫度必須保持在20℃±2℃范圍內，如果環(huán)境溫度產(chǎn)生較大的波動，則會給最終試驗結果造成很大影響。

3 結語

綜上所述，在實際的氯離子含量檢測工作中，應嚴格按照相關標準提出的步驟操作，消除不同因素對檢測結果造成的影響，確保檢測結果的真實性與準確性，為氯離子含量計算與綜合判定提供參考依據(jù)，為有效消除和避免鋼筋銹蝕提供基礎保障，從根本上保證鋼筋混凝土結構質量與安全。