普通混凝土用砂氯離子檢測方法的探討

1混凝土與氯離子含量根據(jù)jgj2-2006的一般混凝土砂、石質(zhì)量和檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，第3.1.10條。對(duì)于鋼筋混凝土的砂，氯離子含量不得超過0.06%（干砂的質(zhì)量比分率計(jì)算）。對(duì)于預(yù)制混凝土，氯離子含量不得超過0.02%（干砂的質(zhì)量比分率計(jì)算）。我們知道,混凝土的堿性環(huán)境可有效地保護(hù)鋼筋表面的氧化膜,從而使鋼筋與混凝土共同作用。當(dāng)混凝土中存在氯鹽、水、氧的情況下,就會(huì)與鋼筋發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),破壞鋼筋的保護(hù)膜,導(dǎo)致鋼筋的銹蝕,嚴(yán)重的還可引起混凝土的脹裂。在我國《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50010-2002)中,也對(duì)氯離子含量做出了專門的規(guī)定,根據(jù)結(jié)構(gòu)所處的不同環(huán)境,限制混凝土中最大氯離子含量(占水泥質(zhì)量)為0.1%～1.0%。在該《標(biāo)準(zhǔn)》中,氯離子含量已不僅針對(duì)海砂,同時(shí)也包括受氯離子侵蝕或污染的砂。對(duì)于砂中氯離子含量的試驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)給出了硝酸銀標(biāo)液滴定法,通過消耗標(biāo)準(zhǔn)濃度的硝酸銀溶液體積來計(jì)算砂中氯離子的含量,滴定時(shí),所用指示劑K2CrO4顯黃色,由于人眼辨色能力及終點(diǎn)變色不明顯,當(dāng)氯離子含量較大時(shí)影響尤其嚴(yán)重而導(dǎo)致終點(diǎn)判斷難和重現(xiàn)性較差等。而電位滴定法具有較高的準(zhǔn)確度和精密度,由于電位滴定法測量的是隨滴定劑加入而引起的電池電動(dòng)勢的變化,而不是電動(dòng)勢的絕對(duì)值,即使電極的斜率少有變化,也不影響測量結(jié)果。而其液接電位和活度系數(shù)的變化很小,等當(dāng)點(diǎn)附近電位突躍較大,容易準(zhǔn)確測定終點(diǎn)。離子選擇電極法能避免其他因素離子的干擾,而且它能連續(xù)、快速、簡便、準(zhǔn)確的測量出氯離子的含量。本研究是采用電位滴定法和離子選擇電極法檢測砂中氯離子含量,這樣能提高其準(zhǔn)確性和重復(fù)性,通過與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硝酸銀標(biāo)液滴定法的結(jié)果進(jìn)行比對(duì),獲得了滿意的結(jié)果。2本研究將12個(gè)砂樣品進(jìn)行3種方法的檢測,并對(duì)其結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。2.1jgj52-2006年《普通混凝土、巖石質(zhì)量和檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中硝酸銀標(biāo)液滴注法2.1.1容量v供熱⑴天平——稱量1000g,感量1g;⑵帶塞磨口瓶——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)鉻酸鉀指示溶液;⑻0.01mol/L的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液;⑼0.01mol/L的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液。2.1.2樣品制備取經(jīng)縮分后樣品2kg,在溫度(105±5)℃的烘箱中烘干至恒重,經(jīng)冷卻至室溫備用。2.1.3單次給藥對(duì)思考氯鹽的總安全性的測定⑴每一個(gè)稱取試樣500g(m),裝入帶塞磨口瓶中,用容量瓶取500ml蒸餾水,注入磨口瓶內(nèi),加上塞子,搖動(dòng)一次,放置2h,然后每隔5min搖動(dòng)一次,共搖3次,使氯鹽充分溶解,將磨口瓶上部已澄清的溶液過濾,然后用移液管吸取50ml溶液,注入三角瓶中,再加入濃度為5%的(W/V)鉻酸鉀指示劑1ml,用0.01mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至呈現(xiàn)磚紅色為終點(diǎn),記錄消耗的硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)(V1)。⑵空白試驗(yàn):用移液管準(zhǔn)確吸取50ml蒸餾水到三角瓶內(nèi),加入5%鉻酸鹽指示劑1ml,并用0.01mol/L硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液至呈現(xiàn)磚紅色為終點(diǎn),記錄此點(diǎn)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的毫升數(shù)(V2)。12個(gè)試樣消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)據(jù)如表1。2.1.4硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定式中:Wcl——砂中氯離子含量(%);CAgNO3——硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mol/L);V1——樣品滴定時(shí)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml);V2——空白試驗(yàn)時(shí)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml);m——試樣質(zhì)量(g)。2.2氯化銀的合成用電位滴定法,以銀電極或氯電極為指示電極,其電勢隨Ag+濃度而變化。以甘汞電極為參比電極,用電位計(jì)或酸度計(jì)測定兩電極在溶液中組成原電池的電勢,銀離子與氯離子反應(yīng)生成溶解度很小的氯化銀白色沉淀。在等當(dāng)點(diǎn)前滴入硝酸銀生成氯化銀沉淀,兩電極間電勢變化緩慢,等當(dāng)點(diǎn)時(shí)氯離子全部生成氯化銀沉淀,這時(shí)滴入少量硝酸銀即引起電勢急劇變化,指示出滴定終點(diǎn)。2.2.1標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制⑴天平——稱量1000g,感量1g;⑵帶塞磨口瓶——容量1L;⑶燒杯——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的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液;⑻0.01mol/L的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液;⑼硝酸(1+1)溶液;⑽雷磁ZD-2自動(dòng)電位滴定儀。2.2.2樣品制備制備與2.1.2一致。2.2.3空白試驗(yàn)的結(jié)果⑴用移液管準(zhǔn)確吸取50ml2.1.3步驟里面過濾好濾液放入250ml燒杯中,加蒸餾水至200ml,再加1ml硝酸(1+1),使溶液呈酸性。⑵用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,燒杯內(nèi)加入電磁攪拌子,將燒杯放在電位滴定儀的電磁攪拌器上,開動(dòng)攪拌器并插入銀電極及甘汞電極,兩電極與電位計(jì)相連接,滴定前設(shè)置好終點(diǎn)電位及預(yù)控點(diǎn)電位(每一臺(tái)自動(dòng)電位滴定儀和不同的電極稍微有點(diǎn)差異,因具體而定),把“滴定選擇”開關(guān)撥到“自動(dòng)滴定”檔,按一下“滴定開始”按鈕,滴定管中的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液開始滴入被滴溶液中,電勢隨著滴定的進(jìn)行慢慢變化,到了預(yù)控點(diǎn)的電位時(shí),電位滴定儀滴定變得緩慢,直到電位到達(dá)終點(diǎn)電位時(shí),電位滴定儀滴定停止,記錄此時(shí)滴定儀上的滴定管消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,得到第一個(gè)終點(diǎn)時(shí)的硝酸銀溶液消耗的體積V1。⑶在同一溶液中,用移液管再加入0.0100mol/L氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液(此時(shí)溶液電勢降低),繼續(xù)按一下“滴定開始”按鈕,直至第二次滴定終點(diǎn)出現(xiàn),記錄此時(shí)滴定儀上的滴定管消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積,得到第二個(gè)終點(diǎn)時(shí)的硝酸銀溶液消耗的體積V2。⑷空白試驗(yàn):在干凈的燒杯中加入200ml蒸餾水和1ml硝酸(1+1),用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,在不加入試樣的情況下,在電磁攪拌下,按一下“滴定開始”按鈕,滴定管中的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液開始滴入被滴溶液中,直至第一個(gè)終點(diǎn)出現(xiàn),電位滴定儀滴定停止,記錄此時(shí)滴定儀上的滴定管消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V01。在同一溶液中,再用移液管加入10ml0.0100mol/L的氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液,繼續(xù)按一下“滴定開始”按鈕,直至第二次滴定終點(diǎn)出現(xiàn),記錄此時(shí)滴定儀上的滴定管消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V02。12個(gè)試樣消耗硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積數(shù)據(jù)如表2。2.2.4硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液⑴滴定消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液體積V計(jì)算式中:V1——試樣溶液加10ml0.0100mol/L氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的硝酸銀溶液體積,ml;V2——試樣溶液加20ml0.0100mol/L氯化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液所消耗的硝酸銀溶液體積,ml。⑵砂中氯離子含量wcl的計(jì)算式中:wcl——砂中氯離子含量(%);CAgNO3——硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度(mol/L);V——滴定時(shí)消耗的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(ml);2.3采用電極法測定氯離子含量2.3.1離子濃度計(jì)/離子濃度計(jì)⑶燒杯——容量50ml或100ml;⑷氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液——濃度0、0.0050、0.0100、0.1000、0.500、1.000mg/ml;⑸奧立龍ORIONCHN86802精密PH計(jì)/離子濃度計(jì);⑹氯離子電極。2.3.2樣品制備制備與2.1.2一致。2.3.3試樣的標(biāo)定、干燥和儀器⑴使用氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)離子濃度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。通常由低濃度開始,使測量試樣濾液的氯離子濃度在2個(gè)標(biāo)定濃度之間。⑵取2.1.3步驟里面過濾好濾液約100ml放入燒杯中,將已經(jīng)標(biāo)定好的離子濃度計(jì)的氯離子電極插入到燒杯中。等儀器出現(xiàn)“READY”后就可以讀出該試樣濾液的濃度C1。⑶空白試驗(yàn):取蒸餾水約100ml于燒杯中,用0mg/ml和0.010mg/ml的氯離子標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定離子濃度計(jì),標(biāo)定后將氯離子電極插入到蒸餾水中,等儀器出現(xiàn)“READY”后就可以讀出該蒸餾水的濃度C0。12個(gè)試樣濾液的濃度數(shù)據(jù)如表3。2.3.4空白試驗(yàn)濃度式中:wcl——砂中氯離子含量(%);C0——空白試驗(yàn)濃度(mg/ml);C1——試樣濾液濃度(mg/ml);m——試樣質(zhì)量(g)。3低濃度和高濃度對(duì)測定結(jié)果的影響三種檢測方法的計(jì)算結(jié)果,為容易進(jìn)行比較,故保留多一位數(shù)值。根據(jù)表4的氯離子含量結(jié)果來看,極差最大值為0.0004%,無論是在低濃度還是在高濃度其結(jié)果相對(duì)偏差不大。若按JGJ52-2006《普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的要求精確至0.001%,上述所有結(jié)果是完全一致的,也可以得出今次討論的重點(diǎn):電位滴定法和離子選擇電極法檢測砂中氯離子含量可以得到J