混凝土外加剂中氯离子和总碱量测定能力验证结果分析

蔡冠杰，温永向，陆嘉耀

（中交四航局第七工程有限公司高明材料科技分公司，广东佛山 528522）

应用混凝土外加剂，能够对混凝土性能进行调控，是一种重要化学物质。在工程建设中，混凝土外加剂使用的关注度日益提升。通过添加外加剂，可以改善混凝土性能，然而必须严格控制外加剂中不良物质含量。混凝土外加剂中的氯离子会产生电化学反应，从而加剧钢筋锈蚀。碱物质会产生碱骨料反应，严重损害混凝土结构，使混凝土使用寿命缩短，同时对工程质量影响非常大。现阶段，市场混凝土外加剂质量差异大。萘系减水剂作为常见外加剂，可以有效分散水泥离子，促使混凝土性能改善，广泛应用到工程建设中。通过调研可知，萘系减水剂物质中，包含大量氯离子成分，总碱量超过20%。如果不注重监管劣质产品，将会导致建筑工程安全隐患加大。以萘系高效减水剂为例，分析氯离子、总碱量测量能力。总结和分析五年间能力验证结果，掌握日常检测存在的问题，以提升检测能力与水平。

1 氯离子、总碱量对混凝土性能质量的影响

分析混凝土耐久性影响因素可知，氯离子所致钢筋混凝土锈蚀问题严峻。氯离子进入混凝土材料的途径，其一，是作为拌合物成分掺入到混凝土当中，其中就包括外加剂中掺加的氯盐物质；其二，环境氯盐通过混凝土裂缝缺陷，渗透到混凝土内部，从而损伤内部钢筋。钢筋混凝土耐久性，已经成为建筑领域高度关注问题。随着现代建筑行业的快速发展，再加上氯离子腐蚀环境范围扩大，必须重视氯离子对混凝土、钢筋材料的腐蚀伤害影响。

混凝土中碱含量的超标，产生碱骨料反应，导致混凝土产生裂缝，会破坏混凝土结构，缩短混凝土使用寿命，同时对工程质量影响非常大。

2 能力验证项目概况

2.1 统计检验检测机构数据

我国各地区市场监管局高度关注能力验证，提供多样化能力验证方法，改变了参与数量。按照相关统计可知，五年间参与能力验证机构数量在40家左右，基本覆盖多数地区，详情见图1。

图1 参与能力验证的机构数量

2.2 统计能力结果满意率

在编制能力验证计划时，检验检测机构接收检测数据，采用能力验证方式、统计处理方法、能力评价指南，借助稳健统计法，全面做好统计处理，同时计算Z比分数，评价检测结果能力。统计能力验证计划参数满意度，详情见表1。通过表1可知，不同参数的满意率都大于80%，说明参与能力验证的检测机构技术水平高。

表1 能力验证计划参数满意率

2.3 统计结果正负偏差数量

根据数据统计可以看出，如果检测机构结果不满意时，将会增加检测结果、参考值偏差，影响检测结果准确性。对于检测机构，应当对检测过程质量进行检测，同时做好操作约束与规范。表2为数据整理结果。分析表2数据可知，先进检测仪器出现后，例如自动电位滴定仪，明显提升了氯离子检测准确度。

表2 参数正负偏差统计

3 技术分析与建议

检验检测机构关注能力验证价值和意义，能够尽早了解和掌握检查问题。注重问题分析与整改，加强检测能力。检测机构检测结果不满意时，应当遵循能力验证规则的相关要求，做好科学化处理。不满意结果整改前，不能标注CNAS标识。注重材料、措施、有效性验证资料采集归档。

3.1 氯离子检测技术建议

按照混凝土外加剂均质性检验法可知，离子色谱法、电位滴定法属于氯离子常见检测方法。针对离子色谱法，对低氯离子样品予以检测，维护检测结果准确度。然而，萘系高效减水剂中含有大量氯离子，检测操作期间，应当对样品溶液进行稀释处理，持续增加稀释倍数，会改变检测误差，还会影响检测结果准确性。因此，在检测萘系高效减水剂时，必须注重氯离子含量检测，合理应用电位滴定法。第一，检测操作过程中，做好空白实验，校正检测结果。检测应用蒸馏水空白大、试剂纯度不足，会出现实验空白。如果实验空白较多，则随机性影响较大，实验结果准确性不足。第二，采用标准滴定溶液，当标定浓度不足，也会影响检测结果准确性。第三，饱和甘汞电极使用时，科学检查饱和氯化钾溶液，使其浸没电极小瓷管，防止产生氯化钾晶体。如果氯化钾溶液不足、无氯化钾晶体时，应当做好调整处理。第四，应用氯电极检测法，关注氯电极有效期。操作之前，合理应用低浓度氯离子溶液，以免影响电极反应灵敏度，降低实验结果。第五，磁力搅拌速度适宜，以有旋涡为标准。当搅拌速度较快时，对电势变化稳定性影响较大；如果搅拌速度较低，则对反应速度影响较大，相应延迟电势变化。第六，选择等当点：一般来说，电势为180mV时，需要记录相关数据。接近终点时，控制滴定速度，同时添加滴定液。达到终点之后，记录多个点，以免选择不合理，影响结果准确性。

3.2 总碱量检测技术建议

在实施能力验证计划时，部分检测机构未检出氧化钾。需要注意的是，能力验证提供者设置特性量，无须设置未检出特性量。对于萘系高效减水剂，由于样品氧化钾含量较低，则总碱量主要为氧化钠含量。采用火焰光度法检测，会导致称样量减少，注重样品溶液稀释，避免对检测结果准确性造成影响。如果空白值比较大，进行稀释处理后，氧化钾检测结果低于空白值，将会出现氧化钾未检出结论。为了避免上述问题，在稀释处理前后，均需要对氧化钾进行检测。在实际操作中，需要关注以下几点：①试样检测时，必须做好空白试验，注重检测结果校正。当水、试剂纯度不足时，采用共用试剂、器皿检查时，将会增加空白值，提升结果随机性。一般来说，试剂纯度的空白较小。检测机构制作蒸馏水时，空白值比较大。蒸馏水应用之前，采用离子交换柱进行处理。②检测仪器性能问题：日常注重维护和保养检测仪器。如果仪器部件老化，尤其是光栅老化，将会降低部件灵敏度，对检测结果准确性影响较大。③检测仪器灵敏度不足，例如仪器雾化效果不理想，从而影响灵敏度。当仪器雾化效果不佳时，必须深入分析气路状态，了解吹气端、进样端角度位置，优化调整细节。④对于萘系高效减水剂样品，合理应用水溶解试样，调节溶液pH，开展定容检测。⑤碱含量较多时，准确选择称样量、溶液体积稀释倍数。使用高浓度溶液测量时，对测定结果准确性影响较大。在试样溶液中，合理控制被测元素浓度，确保其处于标准曲线范围内，同时注重稀释倍数换算。⑥合理应用有证标准物质，验证火焰光度计状态。注重检测结果校正，确保检测结果准确性。注重火焰光度计的日常维护与保障，可以通过以下措施实现：首先，预热与点火：火焰光度计开机后，预热20min，开启空压机，确保压力表指示位于0.15。导入蒸馏水，开启燃气开关，等待几秒后，再开启点火开关。其次，调解液体流量：按照仪器校正规范可知，吸液量在每分钟3~5mL。当吸液量较小时，则液体流量小，数据低。液体进入火焰中，会降低温度，无法实现完全激发，还会出现自吸问题，影响检测结果准确性。再者，气密性检查：火焰光度计使用期间，必须注重气路密封性检测，避免出现漏气问题。最后，定期排水处理：火焰光度计、空压机，都需要定期排水处理。火焰光度计排水口，位于仪器正下方，适当抬高仪器，可以排出内部水。空压机排水，涉及气缸、出水口部位，需要在空压机启动状态下，彻底排出内部水分。

4 结束语

对于能力验证参与机构，开展氯离子、总碱量检测时，技术能力较强，检测结果满意率达到80%。然而部分检测机构可能技术水平比较低，当检测机构自制蒸馏水，会加大空白值。可以应用纯净水替换蒸馏水，确保检测结果准确性。在检测期间，做好空白实验，检测标准样品，校正检测结果，维护检测结果准确性。第四，在测定氯离子时，如果应用电位滴定法，则选用氯电极。在使用氯电极之前，做好活化处理。选择等电点时，记录多个点位。在检测总碱量时，可以应用火焰光度法。如果氧化钾含量较低，需要使用稀释处理溶液，对氧化钾予以检测。在计算氧化钾结果时，需要换算稀释倍数。