混凝土中氯离子浓度测定方法.pdf

文章编 号 ：1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 0 ) 0 卜0 0 2 5 0 3 j 瘫用研事 混凝土中氯离子浓度测定方法 S t u d y o f De t e r mi n a t i o n M e t h o d o f Ch l o r i d e I o n Co n c e n t r a t i o n i n Co n c r e t e 庄其昌，金祖权 ( 青 岛理T大学 土木工程学院，青岛 2 6 6 0 3 3 ) 摘要：鉴于氯离子对混凝土的危害，快速、准确地测定混凝土中氯离子的含量十分必要。但氯 离子含量的测定中，常因方法 不一、试验过程不严密等，而出现对含量的检测结果不一致。通过对粉末细度、粉末重量、粉液比、浸泡时间、滴定 溶液浓度等五个因素对化学滴定方法的影响研究，得 出了相应的影响规律。 关 键词 ：混凝 土 ；氯 离子 ；粉末 ；滴定溶液 浓度 中图 分 类号 ：TU5 2 8 5 文 献标 识 码 ：A Abs t r a c t ：Due t o t he d ama g e o f t he c hl or i de i o n t o c o n c r e t e，f a s t a n d a c c ur a t e d e t e r mi na t i o n o f t he c on t e n t of c h l o r i de i o n i n c o n c r e t e i s ne c e s s a r y Ho we v e r ， be c a u s e d i f f e r e nt me t h o ds o f de t e r mi n a t i on ，i mp r e c i s e t e s t pr o c e s s e t c we r e a p pl i ed i n p r o c e s s o f me a s u r e me n t ，t he r e s u l t s of t e s t a r e of t e n di f f e r e nt Thi s pa p e r s t u di e s t ha t e f f e c t s of p owde r f i n e ne s s ， po wde r we i g ht ， po wde r l i q ui d r a t i o， s o a ki n g t i me ，t i t r a t i n g s o l u t i o n co n c e n t r a t i on e t c o n t es t r e s ul t a nd a cq u i r e s t he c o r r e s p on di ng i n flu e nc e l a w Ke y wor ds ： c o nc r e t e ；c hl o r i d e i o n； po wde r ； t i t r a t i n g s o l ut i o n c on c e n t r a t i on 0前 言 钢筋混凝土结构在使用寿命期间可能遇到的各种危害， 氯化物是一种最危险的侵蚀介质，它的危害是多方面的。 现代建筑业的发展需要快速、准确地测定混凝土中氯离子 的含量，以实现对混凝土耐久性的有效评价和钢筋腐蚀的 适时防护与有效修复 。在氯离子含量的测定中，常因方 法不一，试验过程不严密等，而出现其含量的检测结果不 一 致的现象 。本文对粉末细度、粉液比、粉末重量、浸 泡时间、滴定溶液浓度等五个因素对实验结果的影响进行 了研究，并得出了相应的影响规律。 1实 验 1 1原材料 水泥，山东山水水泥集团， P I 5 2 5水泥；粗集料，青 岛磊鑫集团公司，5 2 0 mm的连续级配碎石；细集料， 青岛大沽河砂场的中砂，细度模数 2 7 ；粉煤灰，青岛鲁 青粉煤灰， 细度 ( 4 5 m筛余) 1 0 6 ， 烧失量3 6 5 ； 矿 粉，青岛家梁足球工贸有限公司新型建材厂生产的矿粉， 比表面积 3 7 9 m k g ，烧失量 0 3 7 ，C 1 一 含量0 0 0 7 ；减 水剂， 深圳市路通建材公司生产的混凝土减水剂，型号为 s p p - 9 p 。 实验制备了 2个系列的混凝土，其中 F l ，T u中分 别加入氯化钠 ( N a C 1 )量为：0 0 4 、0 0 7 、0 1 0。 配合比见表 1 。将混凝土试块在标准养护条件下养护 6 0 d 后，取出进行实验。 表 1 混凝土配合比 k g m3 1 2 实验 方法 速度型磨盘磨取 1 c m深度处粉末约 1 5 0 g ，然后编号 置于夹链袋中密封保存，用莫尔法测试粉末中自由氯离子 的含量。 ( 1 ) 对掺 0 0 7 氯化钠 ( N a C 1 )的 F 1 组粉末分为 0 1 6 m m筛，0 6 4 m m筛，以及不筛三种；其余的粉末过 0 1 6 m m筛。称取不同细度粉末 5 g ，浸泡到 1 0 0 m L的蒸 馏水中，测试其自由氯离子含量，研究细度对实验结果的 影响。 ( 2 ) 称取掺0 0 4 、0 0 7 、0 1 0 氯化钠 ( N a C 1 )的 F 1 、T u粉末 5 g ，浸泡蒸馏水分别为 3 0 、5 0 、1 0 0 、1 5 0 、 2 0 0 t n L ，研究粉液比对实验结果的影响。 1 2 0 1 0 粉煤灰 2 5 ( 3 ) 对掺O 0 4 氯化钠 ( N a C 1 )的F l 、 T u组粉末 称取 1 5 、3 、5 、7 g ，按液 粉比为 2 0浸泡在蒸馏水中， 研究粉末质量对实验结果的影响。 ( 4 ) 对掺 0 0 4 氯化钠 ( N a C I )的 F 1 、T u组粉末 称取 5 g ，浸泡到 1 0 0 m L蒸馏水中，浸泡时间分别为8 h ， 1 6 h 、2 4 h 、 3 2 h 、 4 8 h ， 研究浸泡时间对实验结果的影响。 ( 5 )对掺0 0 4 氯化钠 ( N a C 1 ) 的 F 1 、T u组粉末 各称取5 g ，浸泡到1 0 0 m L 蒸馏水中， 采用硝酸银 ( A g N O ， ) 浓度分别为 0 0 5 ，0 1 0 ，0 1 5 以及0 2 0 进行滴定， 研究滴定溶液浓度对实验结果的影响。 2实验结果 2 1细度影响规律研究 混凝土中掺加 0 0 7 的氯化钠 ( N a C 1 )，标准养护 6 0 d ，对混凝土表面磨取粉末。将磨取的混凝土粉末过 O 6 4 m m筛，0 1 6 m m筛以及不过筛，将三种粉末浸泡到 蒸馏水中，测试其自由氯离子浓度，其结果如图 1 所示。 图 1 细度影响规律 由图1 可知：细度对混凝土氯离子浓度化学滴定方法有 明显的影响。当颗粒粒径在大约0 5 0 m m处，自由氯离子 含量达到峰值，随后降低。其原因是：粉末由蒸馏水浸泡 时，蒸馏水与粉末颗粒表面接触，自由氯离子游离到水中。 当浸泡的粉末由不筛到过0 1 6的筛， 粉末粒径减小，与蒸 馏水接触的粉末颗粒总表面积增大，氯离子更易溶于水中， 因此测得的自由氯离子含量随粉末颗粒粒径减小而增大。 2 2液粉 比影响规律研 究 将浸泡的蒸馏水与混凝土粉末比例设定为 6 4 0 ，测 试不同液粉比下溶液中的氯离子浓度，其结果如图2 所示。 2 6 液粉比 图 2 液粉比影响规律 coAL ASH 1 2 01 0 由图2可知：各系列混凝土自由氯离子含量随液粉比 增大而增大，可见液粉比对该实验方法影响较大。其中 0 0 7 F 1 系列在 1 0 m m处自由氯离子含量增大幅度大， 使得自由氯离子含量随液粉比增大而波动性很大。0 1 0 F l 的增长趋势最稳定，其余 0 0 4 F 1 、O 0 4 T U、O 0 7 T U这 3 种配比则趋势较稳定，只有轻微的波动。O 0 4 F 1 、0 1 0 F 1 、0 0 4 T U、0 0 7 T U这四种配比的混凝土 实验结果符合线性规律。所得拟合方程如下： 0 0 4 F1 y = 0 0 0 7 1 9 + 0 0 0 5 2 X 0 1 0 F1 y = 0 0 2 0 31 + 0 0 0 6 2 2 X 0 0 4 TU y = 0 0 01 8 8 + 0 0 0 6 4 X 0 0 7 T U y = 0 01 8 3 1 + 0 0 0 6 3 4 x 其中Y 为自由氯离子含量，x为液粉比。 2 3 粉末质量影响规律研究 考察粉末质量的影响规律，使液粉比不变，取为 2 0 ， 改变浸泡粉末的质量，分别取 1 5 、3 、5 、7进行实验， 所得结果如图 3 所示。 0 _2 4 0 2 0 o 1 6 如 0 1 2 褪 髫 0 0 8 皿 0 0 4 00 0 图 3 浸泡不 同质量粉末影响规律 由图 3 可知：实验测得的0 0 4 F 1 、0 0 4 T U两系 列的自由氯离子含量随浸泡粉末质量增加而减小，说明浸 泡粉末越多，氯离子越不易溶于水中，滴定实验结果因浸 泡粉末质量不同而造成较大偏差。这两系列的趋势几近一 致，只在浸泡粉末质量为 5 g时有少许的差值。 2 4浸泡时间影响规律研究 将浸泡时问设为 8 、1 6 、2 4 、3 2 、4 2 h ，到规定时间 分别过滤滴定其自由氯离子含量，所得结果如图 4 所示。 蛐 删 缸 褪 - 田 血 浸泡时间 h 图 4 浸泡时间影响规律 高的集料； 3 k g m 。 在调整坍落度时一次加减拌合水不宜超过 参考文献 ( 3 )配制清水高性能混凝土时，聚羧酸系减水剂的含 气量应控制在 3 0 0 以内，必要时需加入消泡剂以有效控 制麻面的产生。 ( 4) 配制清水高性能混凝土需掺入优质的掺合料使 混凝土具有良好的工作性，同时掺合料的填充效应及火山 效应，使混凝土结构的密实性得到改善，提高混凝土耐久 性能。 1 张轶 清水混凝土的发展与应用 J 】 中国建材，2 0 0 5 ( 4 ) ： 3 9 - 4 1 2 吴中伟， 廉慧珍 高性能混凝土 M 北京： 中国铁道出版社，1 9 9 9 作者简介：王顺强 ( 1 9 7 7 )，男，工程师 ，实验 室主任 ；王俊杰 ， 1 9 7 9 ，男，工程师，经理。 单位地址：郑州市航海东路 2 9 1 号河南省 一 建商品混凝土供应( 4 5 0 0 0 9 ) ， E - ma i l ：w s q b o y s s i n a t o m 收稿 日期： 2 0 0 9年 7月 2 7日 ( 上接第2 6 页) 由图4可知：这两个系列所测得的实验结果即自由氯 离子含量随浸泡时间增加而呈稳定趋势。在 2 0 h以上的浸 泡时间，实验结果稳定，由此可证明，自由氯离子含量化 学滴定方法中使用 2 4 h的浸泡时间是合理的。 2 5 滴定溶液浓度影响规律研究 由不同浓度硝酸银 ( A g N O ， ) 溶液来滴定测得自由氯 离子含量，硝酸银 ( A g N O ， ) 溶液浓度分别设定为 0 0 5 、 0 1 0 、0 1 5 、0 2 0 ，实验结果如图5所示。 咖 奇 扫 匣 娠 田 皿 图 5 滴定溶液浓度影响规律 由图5 可知：随滴定溶液浓度的改变，自由氯离子含 量呈稳定趋势。说明滴定溶液浓度对化学滴定方法无影响。 3结 论 混凝土中氯离子浓度测定方法受众多因素影响，本实 验通过对细度、粉液比、粉末质量、浸泡时间、滴定溶液 浓度等五个因素对化学滴定方法的影响进行了研究，得出 以下结论 ： ( 1 ) 细度对自由氯离子含量化学滴定方法影响较大， 随着细度的减小，测得的自由氯离子含量增大，但此规律 在一定范围内。当粉末颗粒粒径为0 5 0 m m时所得的自由 氯离子含量最大。 ( 2 )自由氯离子含量随液粉比增大而增大，符合线 性规律。 ( 3 ) 在一定的液粉比下，增加浸泡粉末质量，测得 的自由氯离子含量减小。 ( 4 ) 浸泡时间少于 2 0 h时所测得自由氯离子含量有 少许波动，在浸泡时间达到 2 0 h以上时所测得自由氯离 子含量达到稳定。 ( 5) 随滴定溶液浓度改变，自由氯离子含量呈稳定 状态，说明滴定溶液浓度对化学滴定方法无影响。 参考文献 1 金伟良，赵羽习混凝土结构耐久性 M】 北京：科学出版社，2 0 0 2 2 洪定海混凝土中钢筋的腐蚀与保护 M】 北京：中国铁道出版社 1 9 9 8 3 成立混凝土中氯离子含量的测定 J 】 荆门职业技术学院学报， 2 0 0 6 ，2 1 ( 6 ) ：5 - 7 作者简介： 庄其昌，男，青岛理工大学土木工程学院 材料学专业，在读硕 士研究生，从事混凝土耐久性、高性能混凝土方向的研究通讯地址：青 岛市四方区抚顺路 1 6 号 0 0 7 信箱 邮编：2 6 6 0 3 3电子邮箱：z h u a n g q i c h a n g 1 2 6 t o m 收稿 日期： 2 0 0 9年 9月 1 3日 1 2 0 1 0 粉煤灰 3 3