鄧笑銀

（鶴山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，廣東 鶴山 529700）

0 前言

隨著社會(huì)的發(fā)展、人們生活水平的不斷提高，近年來(lái)各類基礎(chǔ)設(shè)施和民用建筑工程建設(shè)如火如荼地進(jìn)行。由于工程建設(shè)需要大量的河砂，但是過(guò)度開(kāi)采河砂會(huì)危害到生態(tài)環(huán)境，因此我國(guó)絕大多數(shù)地區(qū)已經(jīng)禁止開(kāi)采河砂。工程建設(shè)中使用海砂，因其含有大量氯離子，會(huì)銹蝕鋼筋，而且在破壞過(guò)程中，氯離子只是起到搬運(yùn)作用，會(huì)周而復(fù)始地參與反應(yīng)，從而影響建筑物的壽命和安全。報(bào)道工程建設(shè)中使用大量海砂而導(dǎo)致出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的新聞屢見(jiàn)不鮮。工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展帶來(lái)的工程質(zhì)量問(wèn)題逐漸受到關(guān)注，其中包括氯離子對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的破壞問(wèn)題。

混凝土中氯離子的來(lái)源廣泛，包括水泥、砂、水、外加劑。但是混凝土中氯離子含量并不等于這些材料中氯離子含量的總和。因此控制混凝土氯離子措施除了控制各種材料中氯離子含量，在施工階段對(duì)混凝土中氯離子含量進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)于達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的及時(shí)查找原因，防患于未然。2014年6月開(kāi)始實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)《混凝土中氯離子含量檢測(cè)技術(shù)規(guī)程（JGJ/T 322—2013）》制定了四種混凝土中氯離子含量檢測(cè)方法，本文對(duì)這四種方法進(jìn)行檢測(cè)原理、檢測(cè)方法步驟、準(zhǔn)確度、結(jié)果評(píng)定、效用性等方面進(jìn)行以下比較分析。

1 混凝土中氯離子的檢測(cè)方法

JGJ/T 322—2013標(biāo)準(zhǔn)中混凝土中氯離子的檢測(cè)方法分別是拌合物中水溶性氯離子快速測(cè)定法（氯離子選擇電極法）、拌合物中水溶性氯離子測(cè)定法（硝酸銀滴定法）、硬化混凝土中氯離子水溶法（硝酸銀滴定法）、硬化混凝土中氯離子酸溶法（電位滴定法）。為了更好地運(yùn)用這四種方法，提高其效用性，在此對(duì)其做如下分析介紹：

1.1 檢測(cè)方法步驟

1.1.1 取樣

取樣要注意代表性和均勻性，是決定樣品檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確度的關(guān)鍵步驟?；炷林新入x子的取樣步驟因其檢測(cè)對(duì)象不同而分為兩種方法：①取樣對(duì)象為預(yù)拌混凝土，用于拌合物中水溶性氯離子檢測(cè)，隨機(jī)從同一攪拌車取樣，取卸料量的中間樣品，注意記錄加水?dāng)嚢钑r(shí)間，取樣要在加水?dāng)嚢?h內(nèi)完成；②取樣對(duì)象混凝土試件，用于硬化混凝土中氯離子的檢測(cè)，注意3個(gè)試件都要均勻取樣。

1.1.2 樣品前處理

拌合物的處理有兩個(gè)步驟：加水搖勻獲取懸濁液、過(guò)濾。過(guò)濾步驟有所不同，快速法直接過(guò)濾懸濁液，硝酸銀滴定法需要先加熱懸濁液冷卻至室溫后再過(guò)濾，注意取得濾液這一步驟要在加水?dāng)嚢?h內(nèi)完成。

硬化混凝土的處理有五個(gè)步驟：研磨過(guò)篩、烘干樣品、冷卻備用、加溶液溶出氯離子、過(guò)濾。加溶液溶出氯離子步驟有所不同，水溶法加蒸餾水后煮沸，酸溶法加硝酸（1+7）溶液，都需要放置24h后才過(guò)濾，注意期間需要搖動(dòng)幾次以溶出氯離子。

1.1.3 試驗(yàn)前準(zhǔn)備

試驗(yàn)用到的儀器設(shè)備和試劑主要有氯離子快速測(cè)定儀、離子計(jì)、棕色滴定管、硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液、鉻酸鉀指示劑。注意要確保儀器設(shè)備使用狀態(tài)正常和試劑在有效期內(nèi)。拌合物氯離子快速法和硬化混凝土酸溶法都需要使用電極，但是使用的電極不同?？焖俜ㄊ褂寐入x子復(fù)合電極，并且測(cè)試前需要先活化，并依次插入各濃度的NaCl標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定以建立校準(zhǔn)曲線，校準(zhǔn)曲線的相關(guān)性系數(shù)要達(dá)到0.999以上才可以使用。酸溶法使用參比電極和氯離子電極或者銀電極，同樣需要活化，要在磁力攪拌器下使用。

1.1.4 樣品測(cè)定

快速法測(cè)定樣品時(shí)，要注意控制樣品溶液與標(biāo)準(zhǔn)溶液的溫度一致，測(cè)試并記錄溶液溫度。硝酸銀滴定法在滴定前需要調(diào)節(jié)酸堿度，滴定終點(diǎn)要掌握好，確保每次滴定終點(diǎn)顏色變化深淺一致。酸溶法電位滴定時(shí)，接近等當(dāng)量點(diǎn)時(shí)控制每次加入量為0.1mL，每次加入后要沖洗燒杯壁確保加入的硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液參與到反應(yīng)中。

1.2 結(jié)果計(jì)算

凡是水溶性氯離子含量（包括混凝土拌合物和硬化混凝土）的結(jié)果計(jì)算，都是用氯離子含量除以水泥質(zhì)量得出，而酸溶性氯離子含量的結(jié)果計(jì)算是用氯離子含量除以膠凝材料質(zhì)量得出，結(jié)果表示不一致。

1.3 結(jié)果評(píng)定

混凝土拌合物中水溶性氯離子含量的限量要求按環(huán)境條件和分類而不同，符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB 50164、GB/T 14902和JGJ 206的有關(guān)規(guī)定。硬化混凝土中酸溶性氯離子含量的限量要求按環(huán)境條件和設(shè)計(jì)使用年限而不同，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50010—2010（2015年版）的有關(guān)規(guī)定。

2 實(shí)例分析

2.1 試驗(yàn)材料與配合比

水泥：P.O基準(zhǔn)水泥，河砂：細(xì)度模數(shù)2.6；石：5~25mm；水：生活用自來(lái)水；粉煤灰：Ⅱ級(jí)；聚羧酸高性能減水劑：LonS-P（H）；每立方米混凝土中個(gè)材料的用量為：水泥328kg，砂713kg，石1111kg，水170kg，粉煤灰58kg，減水劑6.95kg。

2.2 混凝土拌合物中水溶性氯離子含量快速法和硝酸銀滴定法比對(duì)分析

2.2.1 試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表1）

表1 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

2.2.2 結(jié)果分析

由表1的試驗(yàn)結(jié)果可知，快速法的結(jié)果遠(yuǎn)大于硝酸銀滴定法，而且快速法的平行試驗(yàn)的相對(duì)偏差為5.6%，遠(yuǎn)高于硝酸銀絡(luò)合滴定法。對(duì)比兩種方法可知，造成該現(xiàn)象的原因主要是快速法對(duì)氯離子復(fù)合電極的校準(zhǔn)要求與溫度要求較高，因此快速法的不確定大。

2.3 硬化混凝土中氯離子含量?jī)煞N方法比對(duì)分析

2.3.1 試驗(yàn)結(jié)果（見(jiàn)表2）

表2 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比（28d齡期）

2.3.2 結(jié)果分析

由表2的試驗(yàn)結(jié)果可知，酸溶法測(cè)得的氯離子含量遠(yuǎn)大于水溶法測(cè)得的氯離子含量。根據(jù)理論可知，混凝土中氯離子分為自由氯離子和結(jié)合氯離子。自由氯離子在混凝土孔隙溶液中游離存在，可溶于水。結(jié)合氯離子是與水泥中的鋁酸三鈣在一定條件下結(jié)合成的不溶性“復(fù)鹽”，在混凝土堿度降低是會(huì)轉(zhuǎn)化為自由氯離子。酸溶性氯離子含量包括了上述兩種氯離子，因此酸溶法測(cè)得的結(jié)果更具說(shuō)服力，效用性比較強(qiáng)。

3 混凝土中氯離子含量檢測(cè)問(wèn)題與解決對(duì)策

綜合上述分析，混凝土中氯離子含量的檢測(cè)，仍然存在許多問(wèn)題，例如：各本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)混凝土中氯離子含量的結(jié)果表示不一致，致使同一份混凝土樣品結(jié)果判定不同；混凝土拌合物中快速試驗(yàn)方法的不確定大導(dǎo)致其效用性不大等。這些問(wèn)題都嚴(yán)重影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性和有效性。針對(duì)上述問(wèn)題，本文結(jié)合多方面文獻(xiàn)與工作經(jīng)驗(yàn)，提出一些幾點(diǎn)建議：

（1）統(tǒng)一各個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，明確結(jié)果表示方法與結(jié)果判定要求。

（2）拌合物氯離子含量快速法比較適用于加強(qiáng)對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的日常監(jiān)督工作，但因其不確定度大的局限性，需要我們不斷改進(jìn)創(chuàng)新。改進(jìn)措施建議如下：①規(guī)范檢測(cè)過(guò)程，例如：測(cè)定每個(gè)混凝土試樣前都要先使用氯離子復(fù)合電極校準(zhǔn)氯離子快速測(cè)定儀，建立符合要求的校準(zhǔn)曲線；每次測(cè)試電極必須嚴(yán)格用蒸餾水清洗并用吸水紙吸干；控制環(huán)境條件等；②加強(qiáng)對(duì)檢測(cè)人員的考核培訓(xùn)，以提高檢測(cè)人員的專業(yè)水平；③制定儀器設(shè)備的使用管理辦法，規(guī)范儀器設(shè)備的使用，正確進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保儀器設(shè)備處于正常狀態(tài)；④提高快速法的實(shí)用性，建議改進(jìn)氯離子含量快速測(cè)定儀的功能與準(zhǔn)確度。

（3）硬化混凝土中酸溶性氯離子含量的結(jié)果準(zhǔn)確度較好，可為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性提供參考。建議在混凝土配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中增加硬化混凝土氯離子含量測(cè)定這一參數(shù)，使該方法起到監(jiān)督作用。因此為加強(qiáng)硬化混凝土中酸溶性氯離子含量的準(zhǔn)確度與效用性，需要加強(qiáng)該方法質(zhì)量控制。在此結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)該方法質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行如下分析：①在取樣過(guò)程中，必須確保樣品的均勻度，測(cè)試的樣品為砂漿，因此去除混凝土中的石子，避免摻入石子造成檢測(cè)結(jié)果偏差；②加硝酸溶液浸泡時(shí)，要分幾次加入，并在每次加入后搖勻試樣，避免一次性加入導(dǎo)致反應(yīng)劇烈而溢出硝酸溶液，搖勻確保樣品中的氯離子能夠完全浸出，否則檢測(cè)結(jié)果會(huì)偏??；③樣品測(cè)試先要檢查雙鹽橋甘汞電極狀態(tài)是否正常，電極使用前均應(yīng)浸泡活化，避免電極反應(yīng)不靈敏導(dǎo)致結(jié)果偏離；④在滴定過(guò)程中，控制轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，因?yàn)檗D(zhuǎn)子攪拌過(guò)快會(huì)導(dǎo)致電勢(shì)變化不穩(wěn)定，過(guò)慢會(huì)導(dǎo)致電勢(shì)變化延遲，前后轉(zhuǎn)速不一致會(huì)導(dǎo)致結(jié)果有偏差，因此每次滴定要使用一樣大小的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速要一致，以有旋渦為宜；⑤滴定終點(diǎn)判斷，因?yàn)樵摲磻?yīng)過(guò)程中電勢(shì)變化不明顯，因此要在終點(diǎn)后多記錄幾個(gè)點(diǎn)，以防止等當(dāng)點(diǎn)選取不當(dāng)導(dǎo)致結(jié)果偏離。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性是一項(xiàng)長(zhǎng)期備受考驗(yàn)的工作。因而混凝土中氯離子含量檢測(cè)起到十分重要的作用。本文通過(guò)對(duì)一系列的探討，發(fā)現(xiàn)混凝土中氯離子含量各種檢測(cè)方法仍然存在一些問(wèn)題，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，為此需要規(guī)范檢測(cè)過(guò)程、加強(qiáng)人員培訓(xùn)、規(guī)范儀器設(shè)備使用管理、加強(qiáng)質(zhì)量控制等。除此之外，我們還必須不斷改進(jìn)創(chuàng)新，以提高各方法的準(zhǔn)確度與效用性。