混凝土用粗骨料氯化物含量測定方法建議

袁興龍　邊華英　王學濤

1河南神力混凝土有限公司（450046） 2河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）3白鴿磨料磨具有限公司（450006）

混凝土用粗骨料氯化物含量測定方法建議

袁興龍1邊華英2王學濤3

1河南神力混凝土有限公司（450046） 2河南建筑材料研究設計院有限責任公司（450002）3白鴿磨料磨具有限公司（450006）

結合檢測工作的實踐，鑒于文件《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010中對氯化物（以氯離子質量計）＜0.06%的指標要求和檢驗規定的表述，以及由于《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685標準中沒有相關氯化物（以氯離子質量計）檢測項的實際情況，參照《建設用砂》GB/T 14684標準中氯化物（以氯離子質量計）含量的測定方法和試驗步驟，提出了具有可操作性的混凝土用粗骨料水溶性氯化物含量的測定方法及試驗時樣品水溶液的浸提方法。

混凝土用粗骨料；氯化物；水溶性氯離子含量

0　前言

混凝土用粗骨料包括卵石、碎石、再生粗骨料、人造輕粗集料等。當這些粗骨料用于混凝土拌制時，為了避免發生鋼筋銹蝕，常常需要控制混凝土用粗骨料中的氯化物含量。標準《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010規定了有關氯化物（以氯離子質量計）＜0.06%的指標要求，并且聲明該標準制定時參考了《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001［1］，但是，《建筑用卵石、碎石》標準并沒有涉及氯化物（以氯離子質量計）指標的要求以及相應的測定方法［2］。曾經，鐵道部文件鐵建設【2005】160號標準粗骨料有害物質含量限值項中規定Cl-≤0.02%［3］。鐵道部文件鐵建設 【2009】152號也規定了粗骨料Cl-≤0.02%，并規定不同粒徑分別按GB/T14685檢驗氯離子含量［4］。

本文所說的混凝土用粗骨料氯化物含量指水溶性氯化物含量，其試驗方法主要參考《建設用砂》GB/T14684標準中氯化物（以氯離子質量計）含量的測定方法。雖然CECS53∶93提出當骨料為海砂、海石、拌合水為海水時應檢驗其氯離子含量，并且按照GB（/T）8077進行檢驗［5］，但是由于CECS53∶93出臺的時間是1993年，當時的檢驗方法以及標準還不夠系統完善，而近些年標準更新發展很快。借鑒《水運工程混凝土試驗規程》JTJ270中“混凝土中砂漿的水溶性氯離子含量測定”［6］和臺灣標準《混凝土拌合物中水溶性氯離子含量試驗方法》CNS13465A3343的規定［7］，筆者在混凝土用骨料的氯化物含量測定方法和操作步驟方面提出以下建議和方案。

1　含量的測定方法和操作步驟表述問題

在《建設用砂》GB/T14684標準中氯化物（以氯離子質量計）含量的測定方法和檢驗操作步驟的相關表述為［8］：

①按標準 《建設用砂》GB/T14684中7.1款規定取樣，采用分料器法或人工四分法縮分樣品，并將縮分后的樣品烘干至恒量，冷卻后分為兩份備用。

②稱取試樣500g，精確至0.1g，倒入潔凈的1 L磨口瓶中，用容量瓶量取500mL蒸餾水倒入磨口瓶中，蓋上塞子，搖動一次后放置2h，然后每隔5 min搖動一次，共搖動3次，使氯鹽充分溶解。將磨口瓶上部已澄清的溶液過濾，用移液管吸取50mL濾液，放入三角瓶中。加入5%的鉻酸鉀溶液1mL，用0.01mol/L的硝酸銀標準溶液滴定至磚紅色為終點，記錄消耗的硝酸銀標準溶液的毫升數，精確至1 mL。

③空白試驗。

④結果計算與評定。

在第二部分試驗容器方面，通常使用的磨口瓶為玻璃磨口瓶。當樣品砂和水倒入瓶中蓋上玻璃塞子之后搖動樣品溶液時，往往會引起砂粒等細粒度集料進入瓶口部位，有時會引起溶液外溢，有時會因為顆粒附著于瓶塞和瓶口壁之間難以開啟瓶塞，所以筆者建議采用橡膠塞為好。

樣品液體搖動次數方面也會引起歧義，因為“搖動一次后放置2h，然后每隔5min搖動一次，共搖動3次”可以理解為前后總共搖動3次，也可理解為在搖動第一次后放置2h，這時搖動第二次，然后再每隔5min搖動一次，從第二次計算共搖動3次，這樣就是前后總共搖動4次。筆者認為這里宜改為“搖動一次后放置2h，然后搖動第二次，隔5 min后再搖動一次，共搖動3次”。同時在這里對于搖動的搖動程度也沒有加以表述，具體是輕輕地搖動一下還是要以搖勻標準溶液的方式充分搖動數十下算作搖動一次呢，筆者理解為依據化學分析制備試樣溶液時的搖勻操作要領來進行該工序的操作。

然后“將磨口瓶上部已澄清的溶液過濾”，按照第二部分的語境理解這里的操作時間應該是在搖動3次后待砂集料稍沉降后就進行過濾，不再需要長時間的靜置等待懸濁液沉降澄清的過程，通常在試驗時上部溶液達不到澄清狀態，一般都比較渾濁。在操作過程中筆者發現，對于搖動3次后的某些樣品懸濁液體放置數小時甚至數天其上部溶液也難以澄清。那么從可操作性方面考慮本試驗應該是在搖動3次后待砂集料稍沉降后即過濾。筆者認為宜待樣品懸濁液體靜置30min～3h后，將上部稍澄清的水溶液傾出300～500mL燒杯中，用快速定性濾紙過濾，須注意用待過濾的水溶液潤濕紙漏斗并盡量使之形成連續水柱，棄去最初的濾液，收集中段濾液待用。

2　氯化物含量測定中樣品溶液的浸提操作方法建議

對于混凝土用粗骨料氯化物含量測定，其試驗方法原理與 《建設用砂》GB/T14684標準中氯化物（以氯離子質量計）含量的測定方法原理相同。但是，其試驗操作過程中一些工序要進行適當調整并注意做到以下幾點：

1）取樣方式

由于混凝土用粗骨料中的卵石、碎石、再生粗骨料等一般情況下粒徑較大、密度大并且堅硬，所以在樣品水溶液制備時若選用玻璃容器，在搖動時會因為粗骨料與容器的碰撞而打碎容器。同時，因為粗骨料的顆粒大，所以試驗時如果仍選用500g的樣品稱取量，則試驗結果的代表性不夠強。在混凝土配合比中砂與石的比例一般在1∶2左右，所以，筆者建議粗骨料稱樣量在1000g及以上，精確至0.1g，浸取水用量為用容量瓶量取，1000mL及以上實驗室用純凈水或蒸餾水。具體操作應根據粗骨料的最大粒徑情況有區別地進行試驗，詳見表1和表2。對于輕粗集料則可根據其容重情況確定稱樣量和浸取水用量。

混凝土用粗骨料取樣方法參見GB/T14685之7.1.1條，建議其最少取樣數量參見表1。

表1　混凝土用粗骨料取樣數量

試驗時將所取樣品置于清潔、干燥、平整的臺面或地板上，混合均勻，建議采用四分法縮分至表2中最小試樣質量的2倍多一些的試樣量，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒量，冷卻至室溫后，分為大致相等的兩份備用。

2）容器材質與密封

筆者建議選用試驗室用罐磨球磨罐，采用聚氨酯或尼龍材質的2L及以上容積的罐，選用容器容積根據樣品最大顆粒尺寸情況確定。建議參見表2容器容積項，并確保容器其密封方式可靠，不會造成液體的滲漏。

3）操作方法

在骨料樣品、浸取用水加入容器之后，按正確的密封方法密封好容器，充分搖動試樣水溶液體1次，靜置，再依2h、5min的時間間隔充分搖動試樣水溶液體2次，共搖動3次。待樣品懸濁液體系靜置30min～3h后，將上部稍澄清的水溶液倒至400 ～500mL燒杯中，用快速定性濾紙過濾，用待過濾的水溶液潤濕漏斗并棄去最初的濾液，收集中段濾液待用。然后用50mL的移液管移取濾液，進行滴定操作，同時進行空白試驗，并記錄相應數據。

4）結果計算

氯離子含量計算公式［8］：

表2　混凝土用粗骨料氯化物試驗所需試樣數量和相應浸取水用量

式中：XCl-——氯離子含量，%；c——硝酸銀標準溶液的濃度，單位為摩爾每升（mol/L）；v——樣品滴定時消耗的硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升（mL）；v0——空白試驗滴定時消耗的硝酸銀標準溶液的體積，單位為毫升（mL）；n——全部試樣溶液與所分取試樣溶液的體積比；0.0355——換算系數；m——樣品質量，單位為克（g）。

氯離子含量取平行試驗結果的算術平均值，精確至0.01%。

3　結語

由于在《建筑用卵石、碎石》GB/T14685標準中并沒有氯化物（以氯離子質量計）項目的測定方法和規定，考慮到 《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中規定有氯化物項目的檢驗需要，以及檢測工作中經常遇到的客戶委托進行相關混凝土用粗骨料中的氯化物含量的檢驗要求，筆者從檢測工作的實踐和需要出發，考慮到相關標準體系發展完善的需求，探討并提出了具有可操作性的混凝土用粗骨料水溶性氯化物含量的測定方法及樣品水溶液的浸提方法。

［1］GB/T25177-2010，混凝土用再生粗骨料［S］.

［2］GB/T14685-2011，建筑用卵石、碎石［S］.

［3］鐵建設【2005】160號，鐵路混凝土結構耐久性設計暫行規定［S］.

［4］鐵建設【2009】152號，鐵路混凝土工程施工質量驗收補充標準［S］.

［5］CECS53：93，混凝土堿含量限值標準［S］.

［6］JTJ270，水運工程混凝土試驗規程［S］.

［7］CNS13465A3343，新拌混凝土中水溶性氯離子含量試驗方法［S］.

［8］GB/T14684-2011，建設用砂［S］.