浅谈外加剂中氯离子化学分析方法的探讨

黄友明，张小玉

(贵州省质安交通工程监控检测中心有限责任公司)

1 探讨背景

近年来，混凝土桥梁发展迅速，尤其是大型桥梁、大体积混凝土的浇筑更需要重视裂缝问题。混凝土一旦开裂便可能影响结构的稳定性，影响使用、是工期延长、增加投资等一系列的问题。引起裂缝的原因有如下:荷载引起的裂缝、温度变化引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、施工材料引起的裂缝。

上世纪50到70年代，我国海港工程混凝土与钢筋混凝土的耐久性问题十分严重。经调查，明确北方地区混凝士破坏主要是由于冻融作用，而南方地区则主要是由于海水Cl-渗入引起钢筋锈蚀。

大量事实表明，钢筋锈蚀都是严重威胁钢筋混凝土结构耐久性的最主要、最普遍的因素，而在引起钢筋锈蚀的因素之中，混凝土碳化与Cl-侵蚀作用最为显著。其实，在海洋环境或大气环境下有Cl-侵入时，由Cl-侵蚀诱发的钢筋锈蚀要远快于碳化引起的钢筋锈蚀。

当钢筋与混凝土界面存在Cl-时，在化学反应作用下，Cl-将不断向阳极区迁移、富集，与Fe2+生成易溶的FeCl2，从阳极区向外扩散，与本体溶液或阴极区的OH-生成褐锈Fe(OH)2。反应式如下所示:

FeCl2生成Fe(OH)2后，同时放出的Cl-又向阳极区迁移，带出更多的Fe2+。由于Cl-不构成最终的腐蚀产物，在反应中也未被消耗，因此少量的Cl-就可以对钢筋腐蚀起催化作用，造成严重后果。

2 外加剂中氯离子的来源

外加剂中氯离子的来源主要是原材料，水、化学原料等。

3 外加剂中氯离子测定方法的探讨

(1)电位(E)与体积(V)方法，是以加入滴定剂体积V为横坐标，以与其对应的电位计读数E为纵坐标，得到一条S型的E-V曲线。曲线拐点所对应的体积即为滴定终点。如图1。

图1

该方法操作简单，数据处理容易。但是人为误差较大。

(2)一阶微商法，△E/△V表示滴定单位体积变化引起电动势的变化值，是以△E/△V为纵坐标，以相邻两次加入滴定剂体积的算术平均值为横坐标，得到一条峰状△E/△V-体积算术平均值，峰状最高点对应的滴定终点。如图2。

图2

该方法直观，对应的滴定终点容易确定。

(3)二阶微商法，△2E/△V2表示滴定剂单位体积变化引起的△E/△V的变化值，即

△(△E/△V)/△V。是以△2E/△V2为纵坐标，以体积V为横坐标，得到一条具有两个极值的△2E/△V2-V曲线。△2E/△V2=0时对应得体积即为滴定终点。如图3。

图3

该方法精度最高，对电极、电位计的要求很高高，而且数据处理比较繁琐。

三种数据处理方法及曲线图连接一起，可以看出三种数据处理得到滴定终点都在同一点上。

综合以上试验数据处理，我个人认为一阶微商法在试验数据结果处理比较简单，滴定终点一目了然，该法运用起来对试验结果更有准确性，最大程度消除认为误差。

[1] 乔冰.氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究[D].厦门大学，2009.

[2] 史波.氯盐环境下基于概率和性能的混凝土结构耐久性研究[D].大连理工大学，2009.

[3] 混凝土外加剂匀质性试验方法(GB/T8077-2000)[S].

[4] 孙国臣.对混凝土桥梁裂缝多种成因的简要探讨.