混凝土拌合物中氯離子含量測定

混凝土拌合物中氯離子含量測定第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二膠州灣大橋第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二港珠澳大橋耐久性設計（全長50km）設計年限100年）第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二實際混凝土結(jié)構(gòu)耐久性破壞案例

美國某橋梁工程鋼筋銹蝕破壞第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二混凝土碳化與鋼筋銹蝕第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)生的主要破壞情況鋼筋銹蝕鹽水侵蝕混凝土開裂第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二融雪劑造成的混凝土路面破壞第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二混凝土拌合物中氯離子含量測定本次課程是對混凝土拌合物中氯離子含量的三種測定方法進行簡單比較，著重介紹了氯離子選擇電極法的試驗方法，并提出了影響檢測準確性的幾個因素。

第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二關鍵詞

混凝土拌合物

氯離子含量

氯離子選擇電極法

第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二背景分析近年來，因為混凝土結(jié)構(gòu)耐久性導致的問題越來越突出，針對耐久性的研究也逐漸成為混凝土研究的重點。導致混凝土結(jié)構(gòu)耐久性不良的原因有很多，包括凍融破壞、鋼筋銹蝕、堿集料反應和硫酸鹽侵蝕等，混凝土結(jié)構(gòu)中最主要、最普遍的病害是混凝土中的鋼筋銹蝕破壞。第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二導致鋼筋發(fā)生銹蝕的主要原因?qū)е落摻畎l(fā)生銹蝕的主要原因是混凝土中氯離子的存在。

由于混凝土采用的主要原材料之一的水泥是堿性的，在堿性環(huán)境下，金屬表面會形成一層鈍化膜，再加上混凝土的包裹作用，為鋼筋防止銹蝕提供了良好的化學和物理屏障，但來自原材料（如水泥、骨料、拌合水、外加劑中含有氯離子）、除冰鹽、環(huán)境等的氯離子能直接或間接地破壞這兩種屏障，原因是氯離子半徑小、活性大，很容易穿透混凝土鈍化膜，造成鋼筋銹蝕，生成的Fe(OH)2分解為水和帶結(jié)晶水的FeO致使體積膨脹。第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二導致鋼筋發(fā)生銹蝕的主要原因以致混凝土破壞。因此，為了防止發(fā)生鋼筋銹蝕破壞，除了考慮外部環(huán)境的氯離子侵蝕外，更應對混凝土中氯離子的含量進行限制。在現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50010-2010）中，根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)的使用年限，對不同結(jié)構(gòu)、不同環(huán)境等級的混凝土限制了最大氯離子含量。第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二相關規(guī)范（1）在2011年發(fā)布實施

的《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55-2011中，按環(huán)境條件影響氯離子引起鋼筋銹蝕的程度簡明地分為四類，并規(guī)定了各類環(huán)境條件下的混凝土氯離子最大含量，將氯離子含量的控制提前到配合比設計過程中。

第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二相關規(guī)范（2）混凝土拌合物中水溶性氯離子最大含量應符合下表的要求?；炷涟韬衔镏兴苄月入x子含量應按照現(xiàn)行行業(yè)標準【水運工程混凝土試驗規(guī)程】JTJ270-98中混凝土拌合物中氯離子含量的快速測定方法或其他準確度更好的方法進行測定。第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二附表：第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二檢測混凝土中氯離子含量的方法目前檢測混凝土中氯離子含量的方法大致有3種：（1）指示劑顯色法滴定法（2）電位滴定法（3）氯離子選擇電極法第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二指示劑顯色法滴定法

指示劑顯色法滴定法的終點判定是以指示劑的顏色突變作為判定依據(jù)，隨著滴定劑加入量的增加，被測溶液變得渾濁，因此顏色突變不是很明顯，滴定終點時顏色難以辨認、精確度不高，人為誤差較大，并且有時還會出現(xiàn)滴定終點反復等不利因素。第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二電位滴定法

電位滴定法是通過測量滴定過程中電池電動勢的變化來確定滴定終點的滴定方法。電位滴定法靠電極電位的突躍來指示滴定終點，在滴定到達終點前后，滴液中的待測離子濃度往往連續(xù)變化n個數(shù)量級，引起電位的突躍，被測成分的含量通過消耗AgNo3量來計算。缺點是銀電極的本身結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，造成重復性較差，電極的維護比較麻煩，操作比較繁瑣。第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二氯離子選擇電極法

氯離子選擇電極法：其原理是采用氯離子選擇性電極與標準甘汞電極測定出兩個不同濃度的氯離子標準溶液的電壓，根據(jù)能斯特方程中電壓與氯離子濃度的關系制定出氯離子濃度-電壓標準曲線；然后將混凝土拌合物按設計的試驗步驟制備成待測溶液，用氯離子選擇性電極測定待測溶液的電壓，與標準曲線對比后即可獲得混凝土拌合物的氯離子含量。氯離子選擇電極法所得數(shù)據(jù)標準偏差較小，能簡捷快速、經(jīng)濟、準確地測定混凝土中氯離子的含量。

第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二JGJ55-2011中的氯離子選擇電極法在《普通混凝土配合比設計規(guī)程》JGJ55-2011中即采用了氯離子選擇電極法來快速測定混凝土拌合物的氯離子含量。與測試硬化后混凝土中氯離子的方法相比，時間大大縮短，有利于配合比設計和控制。下面著重介紹一下氯離子選擇電極法。

第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二主要儀器與試劑

主要儀器與試劑

:分辨值為mv的數(shù)字酸度計（含氯離子選擇電極、217型雙鹽飽和甘汞電極）、電子分析天平，試劑均為化學純，蒸餾水。第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二試驗步驟

（1）用蒸餾水配置三種濃度的NaCl溶液：

0.001mol/L、5.5×10-3

mol/L、5.5×10-4

mol/L的NaCl溶液。

（2）將氯離子選擇電極放入0.001mol/L

NaCl溶液中活化2h。

（3）開啟數(shù)字酸度計，預熱。

（4）將氯離子選擇電極、甘汞電極（雙鹽橋）放入兩種濃度的NaCl溶液中，經(jīng)2min后測量電位值，測得兩個電位值，繪制在E-lgc半對數(shù)坐標上，其連接線即為電位-氯離子濃度關系曲線。第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二電位-氯離子濃度關系曲線坐標圖第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二試驗步驟（5）從混凝土拌合物中取出600g左右砂漿，放入燒杯中，測溫度，將氯離子選擇電極、甘汞電極（通過外鹽橋）放入，測定其電位值。

（6）從E-lgc半對數(shù)坐標推算氯離子濃度。

（7）計算氯離子含量。

第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二計算方法PC——混凝土拌合物中氯離子含量，以水泥重計（%）Ccl-——相應拌合水中氯離子濃度（mol/L）β——混凝土的水灰比第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二氯離子選擇電極法測定氯離子方法簡單、快速，但穩(wěn)定性不是很好，測定過程中電位容易漂移，因此整個試驗過程應控制好試驗條件及相關操作。第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二影響檢測結(jié)果的準確性的因素主要有以下幾方面1、電極的活化。2、甘汞電極的影響。3、溶液濃度的影響。

4、溫度的影響。

5、其他方面。第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二1.電極的活化氯離子選擇性電極在使用前應在0.001mol/L

NaCl溶液中活化2小時方可使用，這樣可縮短電極響應時間并改善線性關系；電極響應膜切勿用手指或尖硬的東西碰劃，以免沾上油污或損壞，影響測定；使用后立即用蒸餾水反復沖洗，以延長電極使用壽命。第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二2.甘汞電極的影響雙液接甘汞電極在使用前應拔去加在KCl溶液小孔處的橡皮塞，去除氣泡，以保持足夠的液壓差，并檢查KCl溶液是否足夠；由于測定的是氯離子，為防止電極中的氯離子滲入被測液而影響測定，需要加0.1mol/L

KNo3溶液作為外鹽橋。由于氯離子不斷滲入外鹽橋，所以外鹽橋內(nèi)的KNo3溶液不能長期使用，應在每次實驗后將其倒掉洗凈，放干，在下次使用時重新加入0.1mol/L

KNo3溶液。

第29頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二3.溶液濃度的影響NaCl溶液濃度配置應準確，否則會直接影響到電位-氯離子濃度關系曲線的建立。第30頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二4.溫度的影響溫度的變化會導致電位的變動，按溫度每增加1℃，電位向負移動1mv的比率對電位值進行溫度校正。建立電位-氯離子濃度關系曲線時，NaCl溶液的溫度應在20±2℃，在測試混凝土拌合物氯離子含量時，應先測定拌合物的溫度，并進行溫度校正。第31頁，共33頁，2023年，2月20日，星期二5.其他方面安裝電極時，兩支電極不要彼此接觸，也不要碰到杯底或杯壁。每次測試前，需要少量被測液將電極與燒杯沖洗三次。在兩個以上不同濃度的氯