粉煤灰中氯离子检测与影响因素研究

2017-12-15李丽英

河南建材 2017年6期

关键词：指示剂锥形瓶精准度

李丽英

厦门市交通建设工程检测有限公司（361006）

粉煤灰中氯离子检测与影响因素研究

李丽英

厦门市交通建设工程检测有限公司（361006）

在建筑工程施工过程中，氯离子是导致混凝土中的钢筋出现锈蚀情况的关键因素。在水泥、粉煤灰、矿渣粉中氯离子的存在量比较大，测试混凝土中氯离子的含量主要是对凝胶材料中的氯离子进行检测。文章概述了检测流程，同时对检测要点及影响因素进行了分析。

粉煤灰；氯离子；检测方法；影响因素；流程概述

粉煤灰中氯离子检测方法目前使用最为普遍的为硫氰酸氨容量法（基准法）、磷酸蒸馏-汞盐滴定法（代入法）。其中基准检测方法的优点在于检测流程、检测原理比较简单，得到的检测数据精准度较高，且检测中重现性水平比较高，但是这类检测方法对操作人员的技能水平要求比较高，代入法对操作人员的专业技能要求较低，且更加适用于大型施工现场检测，因此文章以磷酸蒸馏-汞盐滴定法为试验依据，对粉煤灰中的氯离子检测进行阐述。

1 检测流程概述

氯离子检测流程:取一个锥形瓶（容量为50 mL），在锥形瓶中加入适量水（大概为3 mL），接着滴入浓度为0.5 mol/L的硝酸溶液5滴,将锥形瓶放在冷凝管的下端,并将硅胶插入锥形瓶内的溶液中。

使用精准度为0.1 mg的天平，取试样0.3 g（精确至0.0001 g），将试样放置在经过烘干处理的蒸馏管（石英）底部。在蒸馏管（石英）内加入质量分数为30%的氢氧化钠溶液5滴左右，左右摇动直到蒸馏管内的试样分散，接着加入磷酸（容量为5 mL）。拧紧塞子，摇动蒸馏瓶，直到瓶内的试样溢出大量的二氧化碳。

将蒸馏器管（石英）安装在固定的架子上，在测氯蒸馏装置温度达到260℃时放入蒸馏管。需要注意的是，在放置过程中应该迅速用硅胶连接好蒸馏管的进出口位置，并盖上炉盖。将气泵的气流速度控制在200 mL/min的范围内，持续蒸馏10～15 min之后，关闭气泵，将连接管拆下，放入试管架中。

使用体积分数为95%，容积为15 mL的乙醇对冷凝管进行吹洗，洗液收集在锥形瓶内，在锥形瓶内加入溴酚蓝指示剂溶液（2滴，2 g/L浓度），使用氢氧化钠溶液将蒸馏液调为蓝色（氢氧化钠溶液:0.5 mol/L），再使用浓度为2.5 mol/L的硝酸将溶液调节为黄色。接着加入1滴硝酸液，10滴二苯偶氮碳酰肼指示剂，浓度为10 g/L，依次滴入硝酸汞标准滴液，直到溶液呈现紫红色为止，同时记录相应的体积。

2 检测要点及影响因素

2.1 试剂问题

在试验过程中试剂应该不低于分析纯，标定和配制的标准溶液试剂是光谱试剂，试验中的用水需要符合国家三级用水标准。

2.2 浓度问题

配置好的溶液需要先标定再进行滴定，标准溶液的标定需要两人在相同的试验条件下才能够进行，两人分别各做4次平行试验，取8次试验结果的平均值，以此作为最终标准溶液的浓度。需要注意的是4次平行检测结果的差值、浓度的平均值应大于重复性临界浓度平均比值的0.15%，两人的8次平行试验差值和浓度平均值不得大于重复性临界浓度比值的0.18%。若是无法满足上述规定，则需要重新进行检测。

2.3 分析试样问题

在进行试样分析的时候，二苯偶氮碳指示剂、溴酚蓝指示剂均需要乙醇作为溶剂。主要是因为乙醇能够保障指示剂溶液充分溶解，在最终测试环节显色速度也比较快，因此，在配置溶液的时候要确保指示剂完全溶于乙醇中，避免出现因为指示剂溶液浓度问题影响滴定显色，间接增加滴定的误差，影响最终测试的准确性。

在进行试样分析时，需要开展空白试验，例如:在不加任何试样的情况下，按照前部分的检测过程进行试验，试验时，需要温度、水、试剂容量、气流速度、蒸馏时间一致，对比检测结果，进行校正。

试样分析，需要将同一个标准物质进行测试对比，以此检查设备的状态，提升检测结果的精准度。若是标准物质的检测结果出现异常，需要及时查找原因，主要排查范围包括试剂配置时间、洗瓶时间等。

2.4 蒸馏问题

在进行蒸馏操作之前，首先需要烘干石英管，并将称好的试样倒入石英管内，避免试样粘连在试管壁面上，主要是因为粘连在试管上的试样不会发生反应，会影响最终的试验结果。

在加入氢氧化钠溶液之后，需要左右摇晃石英管，促使试样充分溶解。接着加入磷酸溶液，在试样将产生的二氧化碳释放完毕之后再进行蒸馏操作，需要注意的是，一定要确保二氧化碳全部释放完毕之后再进行蒸馏操作，若是使用中还存在二氧化碳将会导致部分试样被带走，影响最终的测试结果。

在进行石英管和硅胶管连接工作时，首先需要连接出气管，接着再是接气管，出气管和接气管的位置必须安装正确，否则将会引发倒流，增加了试验的危险程度。

进行蒸馏操作时，气体的流动速度需要控制在100～200 mL/min，注意观察承接蒸馏瓶是否有连续气泡冒出。若是没有连续的气泡冒出，需要检查实验设备的气密性，重点检查洗瓶塞、硅胶管。同时还要注意控制气体流速，若是气体的流速过大，将无法完全吸收蒸馏出来的氯离子，导致最终的测试数据偏低。

表1 基准法检测结果对比

在进行蒸馏操作时，最佳温度为250～260℃，若是蒸馏温度过低，将无法蒸馏完全，若是蒸馏温度偏高，磷酸发生反应将会生成偏磷酸，会影响试验数据的精准性。

2.5 试验次数

在试验过程中，空白试验、标准物质、对比试验、样品测试等最终滴定的颜色需要保持一致,从源头消除试验误差，确保试验数据的精准性。

通常情况下，试验次数应该为2次，将次试验数据的平均值作为测定结果。若是试验的误差性超出规定的范围，则需要在短时间内进行第3次试验，确保试验数据的精准度。

2.6 严格控制环境条件

若是实验中氯离子的含量在0.10%的范围内（包括0.10%），重复性试验的误差需要控制在0.003%（包括0.003%）之内。若是氯离子的含量大于0.10%（不包括0.10%），需要将重复性误差控制在0.010%（包括0.010%）。若是超出重复性误差，应该迅速进行第三次检测，确保检测结果在误差范围内，若是不在范围内，就要取3次试验的平均值。

在试验中各类玻璃量具的使用，需要严格控制使用环境，一般为18～22℃的温度范围内，需要避免温度波动对实验数据的精准性造成影响。

若是粉煤灰中的氯离子的含量低于0.20%时，需要使用硝酸泵溶液（浓度为0.001 mol/L）进行滴定操作，将蒸馏时间控制在15 min之内。若是氯离子的含量在0.20%之上，1.0%的范围内，滴定溶液为浓度为0.005 mol/L的硝酸泵溶液，蒸馏时间为20 min，只有满足此要求，才能够确保检测结果的精准度。

2.7 应用实例

应用上述检测方式，对各工程所委托的不同厂家生产的粉煤灰中的氯离子含量进行了检测，并同时使用基准法检测进行结果比对，数据见表1。

分析表中的数据能够得知，最终检测结果均在规定范围内，且与标准法的检测最终误差仅在±0.001%，由此可见，上述检测方式具有一定的应用价值。