普通混凝土用砂氯离子检测方法的探讨

普通混凝土用砂氯离子检测方法的探讨

1混凝土与氯离子含量根据jgj2-2006的一般混凝土砂、石质量和检验方法标准，第3.1.10条。对于钢筋混凝土的砂，氯离子含量不得超过0.06%（干砂的质量比分率计算）。对于预制混凝土，氯离子含量不得超过0.02%（干砂的质量比分率计算）。我们知道,混凝土的碱性环境可有效地保护钢筋表面的氧化膜,从而使钢筋与混凝土共同作用。当混凝土中存在氯盐、水、氧的情况下,就会与钢筋发生电化学反应,破坏钢筋的保护膜,导致钢筋的锈蚀,严重的还可引起混凝土的胀裂。在我国《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中,也对氯离子含量做出了专门的规定,根据结构所处的不同环境,限制混凝土中最大氯离子含量(占水泥质量)为0.1%～1.0%。在该《标准》中,氯离子含量已不仅针对海砂,同时也包括受氯离子侵蚀或污染的砂。对于砂中氯离子含量的试验,标准给出了硝酸银标液滴定法,通过消耗标准浓度的硝酸银溶液体积来计算砂中氯离子的含量,滴定时,所用指示剂K2CrO4显黄色,由于人眼辨色能力及终点变色不明显,当氯离子含量较大时影响尤其严重而导致终点判断难和重现性较差等。而电位滴定法具有较高的准确度和精密度,由于电位滴定法测量的是随滴定剂加入而引起的电池电动势的变化,而不是电动势的绝对值,即使电极的斜率少有变化,也不影响测量结果。而其液接电位和活度系数的变化很小,等当点附近电位突跃较大,容易准确测定终点。离子选择电极法能避免其他因素离子的干扰,而且它能连续、快速、简便、准确的测量出氯离子的含量。本研究是采用电位滴定法和离子选择电极法检测砂中氯离子含量,这样能提高其准确性和重复性,通过与行业标准的硝酸银标液滴定法的结果进行比对,获得了满意的结果。2本研究将12个砂样品进行3种方法的检测,并对其结果进行对比分析。2.1jgj52-2006年《普通混凝土、岩石质量和检验方法标准》中硝酸银标液滴注法2.1.1容量v供热⑴天平——称量1000g,感量1g;⑵带塞磨口瓶——容量1L;⑶三角瓶——容量300ml;⑷滴定管——容量10ml或25ml;⑸容量瓶——容量500ml;⑹移液管——容量2ml,50ml;⑺5%(W/V)铬酸钾指示溶液;⑻0.01mol/L的氯化钠标准溶液;⑼0.01mol/L的硝酸银标准溶液。2.1.2样品制备取经缩分后样品2kg,在温度(105±5)℃的烘箱中烘干至恒重,经冷却至室温备用。2.1.3单次给药对思考氯盐的总安全性的测定⑴每一个称取试样500g(m),装入带塞磨口瓶中,用容量瓶取500ml蒸馏水,注入磨口瓶内,加上塞子,摇动一次,放置2h,然后每隔5min摇动一次,共摇3次,使氯盐充分溶解,将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤,然后用移液管吸取50ml溶液,注入三角瓶中,再加入浓度为5%的(W/V)铬酸钾指示剂1ml,用0.01mol/L硝酸银标准溶液滴定至呈现砖红色为终点,记录消耗的硝酸盐标准溶液的毫升数(V1)。⑵空白试验:用移液管准确吸取50ml蒸馏水到三角瓶内,加入5%铬酸盐指示剂1ml,并用0.01mol/L硝酸银标准溶液滴定溶液至呈现砖红色为终点,记录此点消耗的硝酸银标准溶液的毫升数(V2)。12个试样消耗硝酸银标准溶液的体积数据如表1。2.1.4硝酸银标准溶液的标定式中:Wcl——砂中氯离子含量(%);CAgNO3——硝酸银标准溶液浓度(mol/L);V1——样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积(ml);V2——空白试验时消耗的硝酸银标准溶液的体积(ml);m——试样质量(g)。2.2氯化银的合成用电位滴定法,以银电极或氯电极为指示电极,其电势随Ag+浓度而变化。以甘汞电极为参比电极,用电位计或酸度计测定两电极在溶液中组成原电池的电势,银离子与氯离子反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀。在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀,两电极间电势变化缓慢,等当点时氯离子全部生成氯化银沉淀,这时滴入少量硝酸银即引起电势急剧变化,指示出滴定终点。2.2.1标准溶液的配制⑴天平——称量1000g,感量1g;⑵带塞磨口瓶——容量1L;⑶烧杯——容量250ml;⑷滴定管——容量10ml或25ml;⑸容量瓶——容量500ml;⑹移液管——容量2ml,50ml;⑺0.01mol/L的氯化钠标准溶液;⑻0.01mol/L的硝酸银标准溶液;⑼硝酸(1+1)溶液;⑽雷磁ZD-2自动电位滴定仪。2.2.2样品制备制备与2.1.2一致。2.2.3空白试验的结果⑴用移液管准确吸取50ml2.1.3步骤里面过滤好滤液放入250ml烧杯中,加蒸馏水至200ml,再加1ml硝酸(1+1),使溶液呈酸性。⑵用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化钠标准溶液,烧杯内加入电磁搅拌子,将烧杯放在电位滴定仪的电磁搅拌器上,开动搅拌器并插入银电极及甘汞电极,两电极与电位计相连接,滴定前设置好终点电位及预控点电位(每一台自动电位滴定仪和不同的电极稍微有点差异,因具体而定),把“滴定选择”开关拨到“自动滴定”档,按一下“滴定开始”按钮,滴定管中的硝酸银标准溶液开始滴入被滴溶液中,电势随着滴定的进行慢慢变化,到了预控点的电位时,电位滴定仪滴定变得缓慢,直到电位到达终点电位时,电位滴定仪滴定停止,记录此时滴定仪上的滴定管消耗的硝酸银标准溶液体积,得到第一个终点时的硝酸银溶液消耗的体积V1。⑶在同一溶液中,用移液管再加入0.0100mol/L氯化钠标准溶液(此时溶液电势降低),继续按一下“滴定开始”按钮,直至第二次滴定终点出现,记录此时滴定仪上的滴定管消耗的硝酸银标准溶液体积,得到第二个终点时的硝酸银溶液消耗的体积V2。⑷空白试验:在干净的烧杯中加入200ml蒸馏水和1ml硝酸(1+1),用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化钠标准溶液,在不加入试样的情况下,在电磁搅拌下,按一下“滴定开始”按钮,滴定管中的硝酸银标准溶液开始滴入被滴溶液中,直至第一个终点出现,电位滴定仪滴定停止,记录此时滴定仪上的滴定管消耗的硝酸银标准溶液体积V01。在同一溶液中,再用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化钠标准溶液,继续按一下“滴定开始”按钮,直至第二次滴定终点出现,记录此时滴定仪上的滴定管消耗的硝酸银标准溶液体积V02。12个试样消耗硝酸银标准溶液的体积数据如表2。2.2.4硝酸银标准溶液⑴滴定消耗的硝酸银标准溶液体积V计算式中:V1——试样溶液加10ml0.0100mol/L氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液体积,ml;V2——试样溶液加20ml0.0100mol/L氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银溶液体积,ml。⑵砂中氯离子含量wcl的计算式中:wcl——砂中氯离子含量(%);CAgNO3——硝酸银标准溶液浓度(mol/L);V——滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积(ml);2.3采用电极法测定氯离子含量2.3.1离子浓度计/离子浓度计⑶烧杯——容量50ml或100ml;⑷氯离子标准溶液——浓度0、0.0050、0.0100、0.1000、0.500、1.000mg/ml;⑸奥立龙ORIONCHN86802精密PH计/离子浓度计;⑹氯离子电极。2.3.2样品制备制备与2.1.2一致。2.3.3试样的标定、干燥和仪器⑴使用氯离子标准溶液对离子浓度计进行标定。通常由低浓度开始,使测量试样滤液的氯离子浓度在2个标定浓度之间。⑵取2.1.3步骤里面过滤好滤液约100ml放入烧杯中,将已经标定好的离子浓度计的氯离子电极插入到烧杯中。等仪器出现“READY”后就可以读出该试样滤液的浓度C1。⑶空白试验:取蒸馏水约100ml于烧杯中,用0mg/ml和0.010mg/ml的氯离子标准溶液标定离子浓度计,标定后将氯离子电极插入到蒸馏水中,等仪器出现“READY”后就可以读出该蒸馏水的浓度C0。12个试样滤液的浓度数据如表3。2.3.4空白试验浓度式中:wcl——砂中氯离子含量(%);C0——空白试验浓度(mg/ml);C1——试样滤液浓度(mg/ml);m——试样质量(g)。3低浓度和高浓度对测定结果的影响三种检测方法的计算结果,为容易进行比较,故保留多一位数值。根据表4的氯离子含量结果来看,极差最大值为0.0004%,无论是在低浓度还是在高浓度其结果相对偏差不大。若按JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》的要求精确至0.001%,上述所有结果是完全一致的,也可以得出今次讨论的重点:电位滴定法和离子选择电极法检测砂中氯离子含量可以得到J