海砂氯离子检测技术研究与快速淡化处理探索

张宏宇

(山西省交通建设工程质量检测中心(有限公司)，山西 太原 030032)

1 试验样品和试验方法

试验选取了珠海横石基沙滩海水浸泡的海砂。

试验方法选用《水运工程混凝土试验检测技术规程》(JTS/T 236-2019)海砂中氯离子含量快速测定法，即氯离子选择电极法，尽可能排除人为因素干扰。

2 试验设计和试验结果

2.1 水浴温度对检测结果的影响

(1)试验设计

①称取烘干到恒重的海砂样品5份，每份500 g，贴上标签备用。

②分别量取500 ml的蒸馏水倒入装有海砂样品的带盖容器中，开始计时。

③分别检测水浴温度为20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、100 ℃下浸泡2 h的海砂氯离子含量，测试前15 min，用玻璃棒搅拌三次，每次间隔5 min。

④每个样品进行两次平行试验，取算术平均值，结果保留0.000 001%。

(2)结果分析

表1为不同温度浸泡下样品氯离子检测结果。

表1 不同温度浸泡下样品氯离子检测结果

为了直观分析水浴温度对样品测试结果的影响，见图1。

图1 不同温度浸泡下样品氯离子检测结果

从表1可以算出，样品的氯离子含量检测结果从40 ℃的0.019 605%提高到60 ℃的0.022 466%，增长率为14.6%，而从60 ℃提高到80 ℃的增长率仅为1.6%。从图1中也可以看出：随着浸泡水浴温度的升高，氯离子含量有增大趋势，但是在60 ℃以后，这种增长趋势变得不太明显。

2.2 浸泡时间对检测结果的影响

(1)试验设计

①称取烘干到恒重的海砂样品6份，每份500 g，贴上标签备用。

②量取提前恒温至60 ℃的蒸馏水500 ml，分别倒入装有海砂样品的带盖容器中，然后将容器置于60 ℃的恒温水浴中，开始计时。

③分别检测浸泡时间为30 min、45 min、60 min、90 min、120 min、180 min的海砂氯离子含量，测试前15 min，用玻璃棒搅拌三次，每次间隔5 min。

④每个样品进行两次平行试验，取算术平均值，结果保留0.000 001%。

(2)结果分析

表2为不同浸泡时间下样品氯离子检测结果。

表2 不同浸泡时间下样品氯离子检测结果

为了直观分析浸泡时间对样品测试结果的影响，见图2。

图2 不同浸泡时间下样品氯离子检测结果

从表2可以算出，样品的氯离子含量检测结果从浸泡45 min的0.018 664%提高到浸泡60 min的0.021 593%，增长率为15.7%，而从浸泡60 min延长到浸泡90 min的增长率仅为2.8%。从图2中也可以看出：随着浸泡时间的延长，氯离子含量有增大趋势，但是在60 min以后，这种增长趋势变得不太明显。

2.3 水砂比对检测结果的影响

(1)试验设计

①称取烘干到恒重的海砂样品6份，每份500 g，贴上标签备用。

②分别按照水砂比2∶3、1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1量取相对应的蒸馏水333 ml、500 ml、1 000 ml、1 500 ml、2 000 ml、2 500 ml倒入装有海砂样品的带盖容器中，开始计时。

③分别测试浸泡时间为2 h的海砂氯离子含量，测试前15 min，用玻璃棒搅拌三次，每次间隔5 min。

④每个样品进行两次平行试验，取算术平均值，结果保留0.000 001%，再将其换算为水砂比为1∶1情况下的氯离子含量。

(2)结果分析

表3为不同水砂比下样品氯离子检测结果。

表3 不同水砂比下样品氯离子检测结果

为了直观分析水砂比对样品测试结果的影响，见图3。

图3 不同水砂比下样品氯离子检测结果

从表3可以算出，样品的氯离子含量检测结果从水砂比为1∶1的0.018 660%提高到水砂比2∶1的0.022 827%，增长率为22.3%，而将水砂比从2∶1提高到3∶1的增长率仅为3.8%。从图3中也可以看出：随着水砂比的增大，氯离子含量有增大趋势，但是在水砂比为2∶1以后，这种增长趋势变得不太明显。而且水砂比为2∶1的时候，氯离子检测值能够达到水浴温度60 ℃下浸泡1 h的水平。

2.4 不同淡化处理对检测结果的影响

(1)试验设计

①选取三种海砂淡化处理方式，一种是将海砂放在容器中，用手进行淘洗10 min；二种是将海砂放在0.075 mm的筛上，用流动的自来水进行冲洗10 min；三种是将海砂浸泡水中2 h。

②将未处理的海砂和上述三种淡化处理后的海砂烘干到恒重，分别称取每种样品1份各500 g，贴上标签备用。

③分别量取500 ml的蒸馏水倒入装有海砂样品的带盖容器中，开始计时。

④分别测试浸泡2 h的海砂氯离子含量，测试前15 min，用玻璃棒搅拌三次，每次间隔5 min。

⑤每个样品进行两次平行试验，取算术平均值，结果保留0.000 001%。

(2)结果分析

表4不同淡化处理下样品氯离子检测结果。

表4 不同淡化处理下样品氯离子检测结果

为了直观分析不同淡化处理对样品测试结果的影响，见图4。

图4 不同淡化处理下样品氯离子检测结果

从图4中可以看出：采用自来水浸泡、淘洗和冲洗淡化处理可以有效降低海砂的氯离子含量，自来水浸泡可以降低氯离子含量50%以上，用淘洗和水冲淡化处理可降低氯离子含量达80%以上。

3 结 论

(1)升高水浴温度、延长浸泡时间和提高水砂比均有助于氯离子的析出。在恒温水浴温度升高到60 ℃以后，增长趋势基本平缓；而在恒温水浴温度升高到60 ℃的条件下，浸泡时间在1 h后增长趋势基本消失；水砂比提高到2∶1时，更有利于检测出氯离子含量的真实结果。在上述各种有利条件组合下，可以得出在水浴温度为60 ℃、水砂比为2∶1条件下浸泡1 h，能够使得在检测时间缩短的情况下得到更加真实准确的氯离子含量检测结果。

(2)在施工现场淡化技术条件有限的情况下，为了达到更好的淡化处理效果，可以采用机械淘洗或直接冲洗的方法，能够有效的降低氯离子含量，进一步降低氯离子腐蚀钢筋的风险。