离子色谱法测定混凝土外加剂中氯含量的研究

1、收稿日期 2004-04-29基金项目 湖南省经济贸易委员会基金资助项目离子色谱法测定混凝土外加剂中氯含量的研究文海初(湖南建材高等专科学校 , 湖南 衡阳 421008摘 要 研究开发了一种离子色谱法用于测定混凝土外加剂中 的微量氯 , 所研 究开发的方法具 有灵敏 、 高 效 、 无干扰 和准确的 特点 。对影响其色谱测量的各种因素进行了较为详细的研究 , 确定了试验的最佳测定条件 。 结果表明 , 该法准确 、 快速 、 简 便 , 应用 于混凝土外加剂中氯离子的测定 , 结果满意 。关键词 混凝土外加剂 ; 氯 ; 离子色谱法中图分类号 TU 528101 文献标识码 A 文章编号 1

2、002-3550(2004 09-0071-02Determination of chlorine in additives of concrete testing by ion chromatographyW EN H ai -chu(Hunan Building M aterials Colleg e, Hengyang 421008, Hunan, ChinaAbstract: A rapid, efficient and interference-fr ee ion chromatogr aphy for determination of chlorine in additives o

3、f con -crete was described. T he various factors affecting deter mination were examined in details. T he optimum conditions for the deter -mination w as tested and discussed. T his metho d is accurate, quick-acquir ed and convenient. It is used in the determination oftrace chlor ine in additives of

4、concr ete with the satisfied result.Key words: additiv es o f concrete; chlorine; ion chromatography0 前言离子色谱 (I C 作为一种新的仪器分析技术 , 是二十年以 来 发展转快的无机分析技术之一 , 具有快速、 灵敏、 选择性好和 干 扰少等 优点 , 易于 进行 多元素 分析 , 且 检出限 低 , 应用 十分 广泛 1-3。离子色谱应 用于 无机 阴离 子的 测定 最广 泛和 最成 功的是对液体样品中的阴离子的测定 , 对于固体 样品的测定报道 不多 , 国外有关离子色谱在混凝土外加剂

5、中的 应用文献鲜有报 道 , 国内尚未见报道。混凝土外加剂是材料科学与工程的一个分支 , 已经成为混 凝土中不可缺少的一个组成部分 , 它的应用可 能会对钢筋混凝 土中的钢筋产生锈蚀影响。 混凝土 结构由于 钢筋锈 蚀而过 早 的破坏 , 已成为世界性问题。造成混凝土中钢筋锈蚀的一个 主 要原因 是 有 害离 子 Cl -的 过 量 引 入。混 凝 土外 加 剂 中 微 量 Cl -是一个重要指标 , 准确测 定氯离 子的含量 直接关 系到混 凝 土配比的确定及浇灌后的 质量。部 颁及行业 标准中 是采用 电 化学滴定法 和蒸馏 法来 测定混 凝土 外加剂 中的 微量 Cl -4, 5,电化学

6、滴定法由于外加剂中有机添加剂会形成共扼酸碱体系 , 对测定干扰大 ; 蒸馏法 则是 将与 Cl -干 扰分 离出来 , 用 硝酸 汞 滴定法进行测定 , 在分析过程中常常需要严格 控制溶液的各项 反应条件 , 操作较为复杂、 繁琐。这两种方法灵敏度有限 , 且 测 定周期长 , 方法难掌握 , 尤其是对 Cl -含量 很低的样 品 , 测定 误 差更大。本 文研究了一种简 单快速 灵敏的离 子色谱 法测定 混 凝土外 加剂中 微量 氯 , 经回收 验证 及比较 , 证 明本 法简 便、 灵 敏、 快速。1 试验部分111 仪器和试剂ZI -Ò型离子色谱仪 (YSA -4型阴离子 分离

7、柱 , YS2型 阳离子 抑制柱 , 电导检测器 。美国 M llipore 公司超纯水机 (Mll-i Q 。标准溶液 :Cl -标准 溶液 (1000mg/L 由 NaCl 配 制而 成 , 然后根据不同元素测定的需要 , 配 制成适当浓度的标准溶液。淋 洗 液 :410mmol/L N a 2CO 3。 HN O 3、 H 3PO 4、 Na 2CO 3、 NaHCO 3、 N aCl (NaCl 为优级纯 , 其余试剂为分析纯 。 112 色谱条件淋洗 液 410mmol/L N a 2CO 3, 流 速 214mL /min, 进 样 量 50L L , 纸速 214mm/min 。

8、标准品及样品色谱见图 1。图 1 Cl -的色谱图2004年 第 9期 (总第 179期 Number 9in 2004(Total No. 179混 凝土Concrete全 国 建 筑 科 学 核 心 期 刊 China Building S cience Core Periodical113样品处理准确称取 200mg 样 品 于 150mL 三 角烧 瓶 中 , 加入 40mL 超纯水 , 用超声波振荡器提取 30min, 提取液经 0145L m 滤膜抽 滤 , 以超纯水洗涤 , 定容至 50mL 。2结果与讨论211测定方法精密吸取上述供 试样 品溶 液与标 准样 品溶液 各 50L

9、 L , 分 别注入离子色谱仪 , 量取色谱峰面积 , 以外标法计算样品含量。 212色谱条件的选择国内外文献多采用 N a 2CO 3/N aHCO 3或 N a 2CO 3/N aOH 淋 洗液体系 , 本文采用 N a 2CO 3体系为 淋洗液 体系 , Na 2CO 3体 系 为中等强度淋洗体系 , 通过不同浓度的改进和 与不同淋洗体系 的比较试验表明 , 410mmo l/L N a 2CO 3淋洗液 体系分 离效果 较 好 , 且峰形尖锐 , 对称性好 ; 增加淋洗液流速可以缩短洗脱周 期 而对峰高无影响 , 但会使柱压增大 , 系统压力增大 , 考虑到既 要 缩短分析周 期 ,

10、又要兼顾 柱子的 寿命和 分析泵 的磨损 , 选定 洗 脱液流速为 214mL/min; 由 于混 凝土 外加 剂的 成分 组成 较 为 复杂 , 在提取 液中 有可 能带 出部 分 CO 32-、 HCO 3-和 PO 43-从 而 出现杂质峰 , 但均不影响氯的测定。213空白试验按制备工艺制得不含 Cl -的空白试样 , 取空白试样 210mL, 按 211所述 法对空白试样进行测定 , 结果表明在标准品相应 位 置无干扰。214线性关系用本色谱法 , 测定了 024mg/L Cl -标准溶 液色谱 峰峰 面 积 , 以峰面积对应的 标准溶 液浓 度做 图。结果 表明 Cl -的线 性

11、关系显著 , Cl -的 回归 方 程 :Y =01139X +01049, r =01998; 其 中 :Y 为 Cl -的含量 (mg /L , X 为 Cl -的峰面积。215检出限和精密度分别称取 11份空白试剂 , 按试验操作步骤处理 和测定 Cl -的含量 , 以 测 定结 果 的 三 倍标 准 偏 差 计算 出 Cl -的 检 出 限 为 219L g/g 。精密吸取同一标准混 合溶液 50L L, 连 续进 样 6次 测定 峰 面积 , Cl -的变异系数为 0183%。216准确度试验在确定的色谱条件下 , 用离子色谱法测定 了三个标准样品 中的 Cl -含量 , 结 果见表

12、 1。表 1标准物质分析结果 W B /10-6标准物质 GSR -5GSS -6GSD -12实测值 45106155标准值 40100163217对比试验用本法与 离子选择 性电极法对 两个混凝土 外加剂样 品中 Cl -含量进行分析 , 结果见 表 2。表 2不同方法的比较样品离子选择性电极法/(W B /10-6离子色谱法/(W B /10-6两种方法误差 /24346010003从表 2可以看出 , 本法与离子选择性电极法对 同一样品中 Cl -含量测定结果基本相同。3结论建立了同时、 快速、 精确测定混凝土外加剂 中 Cl -含量 的离 子色谱法 , 此法

13、简便、 准确、 重现性好。参考文献 1H , Belevi, H. M onch. S i multaneous determination of fluorine, chlori ne and sulfur in incinerator residues by oxidative high pressure digestion and i on chromatographyJ. Analusis, 2000, 28(10 :988-994. 2Ramajeevan Ganeshjeevan, Raghavan Chandrasekar. Determ i nation of hexavale

14、nt chromium by on -li ne dialysis ion chromatography in a matrix of strong colourants and trivalent chromi um J . J Chromatogr A, 2003, 988(1 :151-159.3Yan Liu, Edw ard Kaiser, Neboj sa Avdalovic. Determination of Trace -Level Anions in High -Purity Water Samples by Ion Chromatography with a Autom a

15、ted On -Line Eluent Generation System J . M icrochem J, 1999, 61(1 :58-68.4陆建雯 . 中华人民 共和国行 业标准 JGJ56-84混凝 土减水 剂质量 标 准和试验方 法、 Cl -含 量试 验 方 法 S . 北 京 , 中 国 标 准 出 版 社 , 1984, 3.5康萃文 . 中华人民共和 国城乡建 设环境保 护部标准 JC/T420-91水 泥原料中 Cl -的化学分析法 S. 北京 , 中国标准出版社 , 1991, 1.作者简介 文海初 , 1966年 生人 , 男 , 试验 师 , 主要 从事于 水泥及 混 凝土的研究与应用。单位地址 湖南省衡阳市雷公塘 14号 (421008联系电话 E -mail:w enhc0201281631com第六届中国国际水泥 、 混凝土 、 石灰 、 石膏工业展览会改期通知各参展商及代表 :感谢您关注并参加 /第六届中国国际水泥 、 混凝土、 石灰、 石膏工业展览会 0。本届展览会原定于 2004年 10月 1416日在北京展览馆举办 , 因多数国 内外参展商