建设用砂氯离子检测研究

陈丹丹，罗 冰

（海南省海洋地质资源与环境重点实验室 海南省地质测试研究中心，海南海口 570206）

混凝土结构中一旦含有比例较高的氯离子，就会影响到混凝土的结构功能和保护作用。如果混凝土裂开，露出了里面的钢筋，就会进一步加快钢筋被腐蚀的速度，使得整个建筑结构受损。所以，一定要对建筑用砂氯离子含量进行系统的检测。本文首先分析了开展建设用砂氯离子检测工作的意义，然后就开展建筑施工材料检测工作的意义提出了几点氯离子含量检测的策略。

1 开展建设用砂氯离子检测工作的意义

1.1 从耐久性的角度展开介绍

从耐久性的角度展开，可以发现，随着混凝土建筑工程的历史发展，钢筋混凝土的耐久性却没有得到显著性的发展，其规定年限仍没有达到标准。在许多专家学者的积极研究下，会发现造成其耐久性不好的主要原因可能是因为建筑用砂氯离子含量过高所造成的建筑结构被腐蚀。其中腐蚀发生的类型分为两种，具体的情况分析如下所示。

（1）这种腐蚀类型多发于沿海地区，这是因为海水中的氯蒸发产生的水蒸气，造成了大量的氯元素进入到混凝土中，进而导致建筑物的损坏和侵蚀。因此，耐久性能下降。

（2）这种腐蚀类型则是由于建筑用砂中的氯离子含量过高所导致的腐蚀现象。

经过比较分析两种类型。可以发现，第一种主要发生在沿海地区，第二种涉及的范围很广。建筑材料用砂被广泛应用，在整个建筑工程材料中也占据了重要的地位。一旦建筑用砂氯离子含量过高，就会使得整个施工的材料结构受损，耐久性和安全性变差。因此，要针对安全隐患和相关问题提前进行布置，对建筑用砂氯离子含量进行检测，并在早期阶段对部分建筑物进行安全隐患的排查，做到隐患的及时发现和有效解决，为整个建筑工程的耐久性、安全性和施工质量提供保障。整个建筑用砂氯离子含量检测的过程都是十分合理、严谨、规范、标准，检测人员一定要具备充足的知识底蕴和技能水准，不仅要对化学药品有充分的认识，还要熟悉操作流程。不仅如此，还需要在此项目上投入大量的人力、物力、财力，并全面建设好相关的硬件设备和软件设施，尽可能地避免建筑物被腐蚀，有效提升其耐久性。

1.2 从标准要求角度展开介绍

（1）建筑用砂和混凝土中的氯离子含量标准是不一致的。对于建筑用砂的氯离子含量其适用标准是JGJ52—2006，它的限值不能够＞0.06%；而对应的混凝土氯离子含量适用标准则是GB/T 50476—2008，它的限值则是不能够＞0.3%。经过研究可以发现，建筑混凝土中的氯离子含量不能与建筑用砂氯离子含量混为一谈。

（2）混凝土中氯离子的来源广，不仅源自建筑用砂之中，还可能会来自水泥、海水、煤灰等原材料。基于此，一定要针对各种原材料进行分析，对于建筑用砂中的氯离子规定一个含量的限值。与此同时，分离开建筑用砂和混凝土氯离子含量之间的区别，只要是混凝土中的氯离子含量没有超过限值，就不会影响到建筑的安全质量。

（3）混凝土实际所处环境是在碱性环境之中，在这样的环境内能够有效保障钢筋表面的氧化膜不被破坏，也就能够确保其不被腐蚀，从而可以正常使用。但是，一旦混凝土中的氯离子含量过多，就会导致氯离子与钢筋发生电化学反应，破坏钢筋表面的氧化膜，并严重影响钢筋的结构组成。不仅如此，氯离子含量过高也会使得钢筋混凝土的结构破损，导致整个建筑施工的工期滞缓、工程质量得不到根本保障。

2 开展建筑施工材料检测工作的意义

2.1 有助于保障、提升建筑工程建设质量

优化建筑施工材料的检测环节，不仅能够为其施工质量奠定一个基础保障，还会进一步导致后期的工艺流程选择和安全施工环节。特别是建筑用砂的质量检测，它的检测和选择很有可能对整个建筑工程的使用、年限、耐久性产生极大的影响。基于此，严格遵照相关的规定和规范化行为来对建筑用砂进行材料检测，不仅要保证建筑用砂的质量安全，也要确定好其中的氯离子含量是否达标，以防出现腐蚀等破坏现象。

进行施工材料的检测工作，还有利于操作人员布置之后施工过程中的工艺流程，还有结合实际施工情况设定的具体要求等能够充分保障建筑工程顺利展开的因素。检测工作的完成与否既是保障建筑施工安全质量的根本基石，也是能够避免在建筑施工期间及以后使用过程中出现的设计问题和安全隐患等。

2.2 帮助施工单位选择优质的施工材料

对建筑施工材料进行检测，不仅有利于施工单位提升建筑材料的检测技术，还能够帮助他们更好地规范出建筑材料性价比，从而对建筑材料的结果进行综合评定和筛选，最终在繁多的建筑材料中选择出更加物美价廉的材料。在保证工程进展和安全的同时，有效减少了建筑施工所用的成本，保障了施工单位的经济效益。

2.3 有助于保障建筑工程施工成本、质量

针对建筑用砂进行检测时，可以保障整个建筑工程的施工成本及质量。例如在进行土场的选择时，可以利用检测技术对土场的实际组成进行系统的分析，并根据所得的结果来判断此土场是否符合相关标准和规定，只要确定了它是在一定的标准规定下，能够就地进行取材，从根本上节省了建筑所需的成本，还保障了整个施工的安全质量环节。具体的情况，还能够应用在建筑机械等方面的选择上。

2.4 为新技术、新材料的应用打下基础

建筑材料的检测工作能够在新时代技术发展迅速的背景下，为时代新技术、新材料、新工艺提供真实、科学、合理的数据支撑，并且缩短了检测的消耗时间。与此同时，完善材料检测技术，对于整个建筑行业的发展也是有帮助的，优化新技术，还能够为建筑材料的配比设计、选择使用等其他方面的环节奠定一个良好的发展基础，是非常具备研究和探索的现实意义。

3 检测策略

3.1 合理应用滴定方法开展工作

3.1.1 硝酸银滴定法

针对混凝土用砂氯离子含量检测技术来说，最基本的方法就是硝酸银标液滴定法。它的主要原理就是将络酸钾作为检测的指示剂，将硝酸银作为滴定液的待测溶液，再通过观察和计算得出硝酸银待测液与空白溶剂所消耗的硝酸银溶液体积及浓度，最终得到混凝土用砂氯离子含量。这个方法经过了多年的实验检测和操作人员多年的广泛使用，已经获得了业界的认可，并得到了JGJ 52—2006、GB/T 14684—2011、JG/T 494—2016等标准规范化检测的指定。

但是，在混凝土用砂氯离子含量的检测过程中，运用硝酸银滴定法也存在一定的计算误差。这是因此，在实际过程中，由于指示剂络酸钾的溶液呈淡黄色，检测人员很难直接通过肉眼就观察到精确的数值，如果混凝土用砂中的氯离子含量过高，那么可能会影响到操作人员对于重点的结果判断，也就导致了检测数据的精确度受到影响。

3.1.2 电位滴定法

电位滴定法是常规滴定法不断发展得到的一种方法。它的滴定原理是利用滴定分析中计量点附近的一个点位突变来确定滴定终点。伴随着整个滴定的全阶段，滴定容器内会放入电极以及参比电极，慢慢加入了滴定剂之后，就会改变整个待测离子的浓度，进而使得整个电极电位发生了变化。所以，在化学计量点的附近就能够观察到电位的一个突变，从而来根据这个突变判断滴定的终点，最终计算得出建筑用砂氯离子的实际含量。

利用电位滴定法检测海砂中的氯离子含量，还间接研究了有关海水中氯离子含量、海砂的砂水比及砂石的颗粒粒径等可能会对氯离子含量产生影响的因素。

（1）海砂中的氯离子含量与海水中氯离子含量以及海砂的含水量相关，存在一定的线性关系；而堆积的海砂，它的含水率是随着堆积高度而递减的，它的含水率稳定时，对应的临界高度为40cm左右；海砂中的氯离子含量与海水含氯、海砂含水、颗粒直径等方面都能通过数学关系来表现。

（2）电位滴定法能够有效避免硝酸银滴定法中肉眼误差和颜色因素的干扰，实验的结果比硝酸银滴定法更为精准。

3.2 借助ETS测氯条法开展工作

3.2.1 落实实验室测定工作

一般可以采用ETS测氯条测定方法对砂氯离子的含量进行检测。实验步骤如下。

（1）在进行实际的检测之前，要将样品进行一个缩分、烘干，并等其冷却之后再进行处理。实验需要取500g的样品，放入到磨口瓶中，然后再加入500mL蒸馏水，并将其充分摇动，使其搅拌均匀，再放置大约2h。

（2）每间隔5min，就进行一次摇动，经过3次摇动，才会使氯化物充分溶解。整个过程要持续加热，从室温可升高到80℃，并持续保持1h。

（3）倒入过滤瓶中，会发现只有上层是澄清的溶液，取50mL滤液倒入烧瓶中，并向滤液中插进3支ETS测氯条。

（4）观察测氯条的显色情况，当从橙色变为暗蓝色时，就意味着测试反应结束。

（5）再根据测氯条上面的数字，找到由茶褐色变为淡白色的位置，进行数据的读取（注意数据要精准读到0.1），然后根据对照表，将氯离子的浓度进行换算。

3.2.2 落实现场测定工作

在现场进行砂氯离子的测定时，具体步骤如下。

（1）取出250g的样品放在塑料瓶中，然后加入250mL蒸馏水，并不断震荡塑料瓶30次左右。

（2）待充分摇匀后，静置5min，将上层的清液倒出，然后向滤液中插入3支ETS测氯条。

（3）观察测氯条的显色情况，当从橙色变为暗蓝色时，就意味着测试反应结束。

（4）再根据测氯条上面的数字，找到由茶褐色变为淡白色的位置，进行数据的读取（注意数据要精准读到0.1），然后根据对照表，将氯离子的浓度进行换算。

3.3 其他检测方法

3.3.1 离子选择电极法

采用离子选择性电极法测定氯化物的浓度是一种较为简便的方法。其基本理论是通过使用一个复合电极探测到一个已经存在的氯化钠的电势，并据此画出一个电势-密度的标准图。在此基础上，通过实测的标准曲线，计算出氯化物中的氯离子浓度。

通常情况下，需要对样品进行充分的搅拌摇匀，才能使用离子选择电极的检测方法。根据其实际的实验结果，得出以下结论。

（1）使用离子选择电极方法来对建筑材料用砂氯离子含量进行检测得到的结果与标准方法硝酸银检测的结果进行总结、比对、分析，可以发现离子选择电极的方法更为快速。

（2）快速检测的离子选择电极方法能够有效代替国际标准方法，得到的结果误差小、精确度高，而且操作十分简单，得到结果的速度也很快。

3.3.2 离子色谱法

在当今社会，最新的混凝土用砂氯离子含量的检测方法中，离子色谱法是最新研发出来的一种方法。它的原理是利用离子交换和液相色谱技术来对待测液溶液中的阴阳离子数量进行分析的一种方法。它的具体步骤如下。

（1）分别将标准氯离子浓度溶液和待测的样本溶液中注入离子色谱仪中的进样系统。

（2）通过色谱仪对待测的样本溶液进行峰值、峰高、峰面积的记录与分析。

（3）将得到的数据结果和信息参数传输到离子色谱工作站中的软件系统进行管控。

（4）根据得到的溶液参数对数据进行采集和分析，最终得到混凝土用砂氯离子的含量。

经过多次实践可以发现，这种方式得到的检测结果是最为精准的。虽然离子色谱法的操作简单、结果精确，但是其所需要的离子检测仪器却要消耗大量的成本，并且对操作技术的掌握程度也要求较高。因此，离子色谱法在我国建筑行业材料检测中还没有得到广泛的应用。

4 结束语

经过不断的实验研究和实践探索，可以明确得出，氯离子是腐蚀性极强的阴离子，由于其离子半径十分小，具备很强的穿透能力，即使是很薄的膜层也能轻易地穿透过去。它再经过氧化会变成氧化物，进一步导致了腐蚀速度的加快。在实际的建筑施工过程中，当对混凝土进行搅拌时，如果含有的氯离子的含量过高，就会产生一系列的不良影响及后果。基于此，一定要优化控制好氯离子的含量，保证其在一个规定的标准范围之内，并积极、正确地做好对建筑用砂氯离子含量的检测工作。