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摘要：水泥、混凝土都是建筑施工中必不可少的建设材料。为确保建筑工程整体质量水平的提高就必须采用质量较好的水泥、混凝土材料。氯离子是存在于水泥、混凝土材料中的有害物质，本文对水泥、混凝土氯离子含量测量的常用仪器和具体检测步骤进行了详细介绍，并从测定原理和注意事项对两种常用的氯离子含量检测法进行了详细探讨。
关键词：水泥；混凝土外加剂；氯离子检测方法；外加剂；溶液
目前，水泥、混凝土仍然是建筑施工中运用的重要建筑材料。伴随着现代社会的飞速发展，在人们生活水平整体提高的同时，其对水泥、混凝土材料的质量和安全性要求也愈来愈高。氯离子是存在于水泥、混凝土外加剂中的危害物质，对其进行测量和控制是非常重要的内容。
1 水泥、混凝土氯离子含量检测的常用仪器和具体检测步骤
水泥、混凝土氯离子含量检测依据的官方标准是《混凝土外加剂匀质性试验方法》，以下对电位测定法的操作步骤进行了详细解析：首先，对标准浓度的氯化钠溶液（每毫升零点一每摩尔）进行配置，配置的重点内容如下：称取氯化钠并将烘干的时间控制在两小时，待逐渐冷却后，获得5.8443克的基准试剂氯化钠，然后再加水对干氯化钠进行溶解，并摇匀、稀释至一升。其次，运用电子天平称取零点五到五点零克的外加剂试样，并将其置于烧杯中，加入二百毫升的水以及四毫升的硝酸，确保溶液保持酸性，用玻璃棒进行搅拌使硝酸、水以及外加剂三者充分地融合在一起，再用移液管将十毫升的标准氯化钠溶液加入到其中，并将电磁搅拌子放置在以上盛好混合液的烧杯中，然后在电磁搅拌器上放置好烧杯，并打开电磁搅拌器按钮，与此同时，将氯离子电极、甘汞电极插入到混合液中，之后开展硝酸银溶液滴定工作，在第一个等当点出现时，对所消耗的硝酸银体积进行记录，设置为V1。在上述混合液的基础上再运用移液管将十毫升的氯化钠标准溶液滴入其中，再重复硝酸银滴定工步骤，将第二个等当点所对应的消耗硝酸银体积记录为V2。最后，开展空白试验作为对照。在不加入外加剂试样的情况下，严格按照以上步骤的操作方法进行实验，并对所硝酸银的体积进行记录，即V01、V02，然后对硝酸银溶液的浓度进行测算。
该实验所运用的设备和仪器主要有自动电位滴定仪；十毫升移液管、电子天平、二十五毫升的滴定管以及一千毫升的容量瓶、烧杯、玻璃棒以及电磁搅拌器等，所涉及的主要化学试剂有标准浓度的氯化钠溶液、硝酸、硝酸银溶液等。
2 常用的氯离子含量检测法
当前，测量水泥、混凝土外加剂中氯离子含量的主要方法主要有两个，即蒸馏—汞盐滴定测量法和电位滴定测量法，以下从所涉及的测定原理和注意事项两个方面对这两种方法进行了详细分析：
2.1 蒸馏——汞盐滴定测量法
2.1.1 测定原理
蒸馏-汞盐滴定测量法是当前运用比较广泛的一种测量水泥、混凝土氯离子含量的方法，此方法之所以能够运用于对氯离子含量进行测定主要是由于汞盐溶液在碰到氯离子时会瞬间变为红色，这就是该检测方法所依据的化学原理。该方法具体的操作如下：将事先规定好的蒸馏装置放在在二百五十到二百六十摄氏度的外部环境中，将过氧化氢、磷酸充当为分解石料，以净化空气为载体，实施整个蒸馏操作，在蒸馏的过程中，氯化物会逐渐转化为氯化氢气体。将浓度在零点一摩尔每毫升的硝酸溶液充当吸收液，在蒸馏操作结束以后，将浓度约为百分之七十五、PH值处于三点五左右的乙醇溶液作为介质，并以二苯偶氮碳酰肼为指示剂，将硝酸汞标准滴定溶液逐渐滴入氯化氢气体中，其颜色会逐渐变成红色。以下是该方法运用过程中所涉及的基本仪器——蒸馏装置图：
图 1 蒸馏-汞盐滴定测定法蒸馏装置
2.1.2 注意事项
为了确保以上测量方法测量准确性的提高，从而使其效果的参考性更加明显，需要加强对以上操作中几个方面的重视：首先，在运用磷酸分解试样以后，应及时将反应所产生的二氧化碳排出去，这样做的目的是为了确保与蒸馏装置之间的有效衔接，避免样本随着二氧化碳溢出并被吸收液吸收进而导致实验失败问题的发生。另外，在对氯离子样品进行蒸馏的过程中，蒸馏的时间应控制在十到十五分钟，因为时间太短的话，蒸馏会进行得不全面，影响内部物质的充分反应，如果蒸馏时间太长的话，石英管就会受到不同程度的损坏。最后，在蒸馏操作完成以后，应控制好气体流出的速度，这样一来，不仅保障实验进度的顺利进行，还可以确保实验的整体质量。除了以上内容以外，还应提高对硝酸溶液配置的重视程度，具体来讲，应该等硝酸在加水稀释的过程中得到完全溶解，再开展下一环节的实验操作，否则就不能够确保沉淀的不产生。
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2.2 电位滴定测量法
2.2.1 测定原理
电位滴定测量法是另外一种运用广泛程度比较高的测量水泥、混凝土外加剂中氯离子含量的重要方法，该方法所运用的指示电极主要是氯电极或者银电极，而电势伴随溶液浓度改变的参比电极主要运用的是甘汞电极。运用酸度计或电位计对反应所生成的溶解度相对较小的氯化银溶液实施测量。该氯化银溶液主要是两电极电势氯离子、银离子反应所生成的。该方法所涉及到的化学原理主要是氯离子在和银离子相遇时，白色沉淀物质氯化银会随之形成，利用氯化银形成的具体情况可以对水泥、混凝土外加剂中的氯离子含量进行准确测定。以下是该测量方法运用过程中所涉及到的基本仪器装置图，其中包含滴定管、指示电极、参比电极、试液、铁芯搅拌棒以及电磁搅拌棒等化学仪器。
图 2 电位滴定测量法基本仪器装置
2.2.2 注意事项
在运用电位滴定测量法进行实验的过程中，为了使测量的结果能够准确、有效，一些操作事项必须引起重视。首先，在使用玻璃电极之前应对其实施长达二十四小时的浸泡操作，并在使用结束后对其进行清扫，然后保存在清水中。其次，在使用饱和甘汞溶电极的过程中应拔出电极上端孔中存在的橡皮塞，这样可以使电位扩散问题得到一定程度的解决，从而使测量结果的准确程度更高。另外，在电极内，应确保氯化钾溶液中不存在气泡，并且应确保氯化钾溶液中的氯化钾晶体含量尽可能少。最后，电极联络部分的畅通和清洁应得到保障，避免污染、堵塞问题所引发的测量结果不准确问题的发生。
3 两种测定法的比较分析
蒸馏-汞盐滴定测定法和电位滴定测定法在运用范围、操作流程以及计算方式等方面都存在较大区别，以下从多方面对这两种测量方法之间的区别进行了详细的对比分析：
3.1 蒸馏——汞盐滴定测定法
该方法主要运用在测定水泥中的微量氯化物中，小数点精确的位数可以达到三位，具有重复性好和操作流程相对比较简单的优点，并且在测量过程中仪器发挥的作用更为明显，计算方法也比较简单易懂，因此对于初学者来讲，相对于电位滴定测量法，更容易学习。但该方法不适用于测量一些氯离子含量比较高的物质，如果强制使用，往往会造成测量结果较实际结果偏低问题的出现。另外，该测量方法不易于观察和测定一些颜色干扰性比较强的样品滴定终点，如果遇到样品在蒸馏过程中溢出的现象，颜色就会进入到吸收液中，从而对滴定终点的读取造成不好的影响。除此之外，运用该方法时，液体样品一般要置于石英蒸馏管中，但这个过程是非常不容易的，通常要耗费大量的时间和精力，并且前期的组装和清洗工作也比较繁琐，另外，充当滴定剂的硝酸汞具有较强的毒性，这不仅会对操作人员的生命健康造成不利影响，还会对环境造成一定的危害。
3.2 电位滴定测定法
该方法主要运用仪器对指示终点进行分析，在很大程度上使得人为对变化多样的颜色的识别误差得到减小，因此比较适合颜色干扰程度比较高的样品测定，比如混凝土外加剂。在化学上，氯化银具备稳定性较差的性能是众所周知的。在电位滴定测定法中，氯化银也是水泥、混凝土测定所涉及的化学物质。稳定性差的氯化银会使银电极自身处在不稳定的状态中，再加上周围环境的影响，使得电位滴定测定法具有较低的重复性，并且对误差范围的要求也比较宽松，因此比较适用于一些含有氯离子比较多的物质，但会对于含有酸不溶物较多的样品测量来说，就可能出现较大程度的误差。为保障该测量法的正常进行，加强对电极的维护极为重要，但在现实中，电极的维护是一项操作比较繁琐的工作，其对电位计具有较高的精度要求，并且准确程度也难以掌握。另外，电位滴定测量法在测定终点的过程中，主要采用二次微商法，这个计算过程通常比较繁琐。
4测定精度的差异
通过对表1进行分析可以发现，氯离子含量较低时，蒸馏一汞盐滴定法和电位滴定法实测值比较接近，而氯离子含量较高时，两者的实测值比较比较大，可能与蒸馏不完全有关。在用蒸馏一汞盐滴定法对10号样品进行测定时，由于操作过程中是液体混凝土外加剂，在对其进行蒸馏时，需要将蒸馏时间延长至20min，但是该过程中出现了液体溢出进入吸收液现象，对终点判断产生了影响。还有5号和6号属于同一样品，分析结果发现蒸馏一汞盐滴定法测试结果比较理想，而电位滴定法具有较差的再现性。
表1种方法实测值比较
序号样品名称蒸馏一汞盐滴定法/%电位滴定法/%
1炉渣0.050.00
2普通32．5水泥0.0120.01
3普通42．5水泥0.0030.06
4助磨剂0.0180.07
5粘土0.0020.04
6粘土0.0030.00
7硅粉1#0.0430.10
8硅粉2#0.0060.02
9减水剂0.0230.15
10缓凝高效减水剂0.1680.28
5小结
对水泥、混凝土中的氯离子含量进行检测具有现实意义。氯离子作为一项有害物质，不仅会对人员的生命安全造成一定的不利影响，还会影响环保政策的深入实施。水泥、混凝土中都含有氯离子这种有害物质，为了确保建筑工程整体质量水平的提升，对水泥、混凝土中的氯离子含量测定至关重要。
参考文献
[1]祝雯，徐海军，匡韶宁等.混凝土质量控制过程中水溶性氯离子含量检测方法的对比研究[J].混凝土，2017，（6）：148-151.
[2]刘栋，张鹏宇，刘彤.煅烧温度对废弃混凝土中提取再生胶凝材料水化过程的影响[J].砖瓦.2016（10）
论文作者:裴良
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/28
标签：混凝土论文; 电位论文; 电极论文; 溶液论文; 测量论文; 氯离子论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2018年第18期论文;