李 娟

(河北交規(guī)院瑞志交通技術(shù)咨詢有限公司 石家莊市 050000)

0 引言

工程建設(shè)中，由于鋼筋混凝土不僅抗壓強(qiáng)度很高，而且耐久性強(qiáng)、成本低，所以得到了十分廣泛的應(yīng)用。然而，鋼筋混凝土實(shí)際使用時(shí)，鋼筋銹蝕方面的問題經(jīng)常發(fā)生。導(dǎo)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(huì)使混凝土自身堿性明顯降低，使混凝土對(duì)鋼筋具有的保護(hù)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(yīng)力，導(dǎo)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(duì)原材料中含有的氯離子予以嚴(yán)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(duì)膠凝材料含有的氯離子進(jìn)行檢測(cè)，通常采用標(biāo)準(zhǔn)提出的磷酸蒸餾—汞鹽滴定法。最終檢測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確，直接影響后續(xù)計(jì)算與判定。

1 氯離子含量檢測(cè)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(nèi)[1]。

(2)用精度不低于0.1mg的分析天平準(zhǔn)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(zhì)量分?jǐn)?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(shí)將其放到溫度在250～260℃范圍內(nèi)的爐膛當(dāng)中，快速使用硅膠管對(duì)蒸餾管進(jìn)出口進(jìn)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(nèi)，隨即開始蒸餾，在蒸餾持續(xù)10～15min的時(shí)間后，將氣泵關(guān)閉，并拆除連接管，并將蒸餾管取出[2]。

(5)用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇對(duì)冷凝管及其下端進(jìn)行吹洗，用錐形瓶對(duì)吹洗液予以收集。將錐形瓶取出，并向瓶?jī)?nèi)添加濃度為2g/L的溴酚藍(lán)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{(lán)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(duì)所需硝酸汞具體數(shù)量進(jìn)行準(zhǔn)確記錄。

(6)按上部步驟實(shí)施空白試驗(yàn)，對(duì)空白試驗(yàn)過程中使用的硝酸汞數(shù)量進(jìn)行記錄。

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

1—吹氣泵；2—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；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(cè)氯蒸餾裝置

2 氯離子含量檢測(cè)過程及注意事項(xiàng)

(1)檢測(cè)時(shí)使用的試劑必須達(dá)到分析純以上，在標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定及配制過程中使用的試劑，需要為基準(zhǔn)試劑；檢測(cè)時(shí)使用的水應(yīng)達(dá)到三級(jí)水標(biāo)準(zhǔn)。

(2)將標(biāo)準(zhǔn)溶液配制完成后，應(yīng)先進(jìn)行標(biāo)定，完成標(biāo)定后才能在滴定過程中使用。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行標(biāo)定的過程中，應(yīng)安排兩名試驗(yàn)人員在完全一致的條件下分別進(jìn)行四次平行試驗(yàn)，將平均值作為最終的濃度。每人進(jìn)行的平行試驗(yàn)，其結(jié)果極差和濃度平均值之比都不能超過重復(fù)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(jìn)行標(biāo)定，直至滿足要求[4]。保證標(biāo)準(zhǔn)溶液的標(biāo)定達(dá)到準(zhǔn)確是確保測(cè)定結(jié)果真實(shí)準(zhǔn)確的重要基礎(chǔ)，必須引起相關(guān)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(lán)與二苯偶氮碳酰肼)，這是因?yàn)橐掖寄苁怪甘緞┻_(dá)到充分溶解，確保測(cè)試終點(diǎn)有著敏銳的顯色反應(yīng)?；诖耍谂渲浦甘緞┑倪^程中，應(yīng)確保指示劑完全溶解在乙醇當(dāng)中，防止由于指示劑濃度較低導(dǎo)致滴定達(dá)到終點(diǎn)后未能敏銳顯色，使滴定的誤差增大，對(duì)最終測(cè)試結(jié)果真實(shí)性與準(zhǔn)確性造成很大的影響。

(4)石英管使用前要進(jìn)行烘干處理，并在向石英管中倒入樣品時(shí)應(yīng)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(yīng)當(dāng)中，導(dǎo)致最終的測(cè)試結(jié)果不準(zhǔn)確[5]。

(5)在樣品中添加過氧化氫溶液以后應(yīng)適當(dāng)搖晃石英管，確保樣品充分溶解到過氧化氫溶液當(dāng)中。之后添加磷酸，同樣要適當(dāng)搖晃，在樣品開始分解，并釋放出二氧化碳?xì)怏w以后，方可開始蒸餾。若蒸餾時(shí)依然有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生，則部分樣品將被帶走，導(dǎo)致最終的測(cè)試結(jié)果比真實(shí)情況低。

(6)對(duì)石英管和硅膠管進(jìn)行連接的過程中，應(yīng)按照先出氣管然后進(jìn)氣管的順序進(jìn)行，同時(shí)注意進(jìn)出氣管切不可接反，否則將導(dǎo)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(yàn)，即不添加樣品的試驗(yàn)，嚴(yán)格按照以上提出的步驟試驗(yàn)，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(shí)間等，通過空白試驗(yàn)，能對(duì)最終測(cè)定結(jié)果進(jìn)行良好的校正。

(8)樣品分析中，還要進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，以此檢測(cè)確定設(shè)備是否存在異常，保證最終檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性與可靠性。如果對(duì)比測(cè)試結(jié)果有異常產(chǎn)生，則應(yīng)立即查找原因，常見原因包括：指示劑已經(jīng)配制了很長(zhǎng)時(shí)間而失效；硝酸銀溶液反復(fù)使用了太多次等。

(9)當(dāng)氯離子含量在0.2%以內(nèi)時(shí)，需使用濃度為0.001mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)施滴定，連續(xù)蒸餾10～15min的時(shí)間；當(dāng)氯離子含量為0.2%～1.0%時(shí)，需使用濃度為0.005mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)施滴定，連續(xù)蒸餾15～20min的時(shí)間。嚴(yán)格按照以上要求進(jìn)行測(cè)試，保證測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)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(yīng)處在100～200mL/min范圍內(nèi)，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(duì)設(shè)備氣密性進(jìn)行檢查，特別是洗瓶上的膠塞是否塞緊和硅膠管是否嚴(yán)重老化等。實(shí)際蒸餾時(shí)氣體的流速不能過快，否則將導(dǎo)致氯離子吸收無法達(dá)到完全，導(dǎo)致最終的測(cè)試結(jié)果比真實(shí)情況低。

(11)蒸餾過程中，溫度要按照250～160℃的范圍嚴(yán)格控制，若溫度過低，將使蒸餾不完善，導(dǎo)致最終的測(cè)定結(jié)果比真實(shí)情況低；而若溫度過高，將使磷酸產(chǎn)生反應(yīng)，生成偏磷酸與焦磷酸等產(chǎn)物，對(duì)試驗(yàn)操作不利。

(12)試驗(yàn)時(shí)，空白試驗(yàn)、對(duì)比試驗(yàn)與樣品測(cè)試達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，滴定的顏色必須完全一致，以免產(chǎn)生誤差，保證測(cè)試結(jié)果真實(shí)性與準(zhǔn)確性[7]。

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

(14)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行配制、標(biāo)定與滴定，以及對(duì)樣品進(jìn)行稱量時(shí)，環(huán)境溫度必須保持在20℃±2℃范圍內(nèi)，如果環(huán)境溫度產(chǎn)生較大的波動(dòng)，則會(huì)給最終試驗(yàn)結(jié)果造成很大影響。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在實(shí)際的氯離子含量檢測(cè)工作中，應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提出的步驟操作，消除不同因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成的影響，確保檢測(cè)結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性，為氯離子含量計(jì)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(chǔ)保障，從根本上保證鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量與安全。