淺談水泥中氯離子測定的試驗方法

許 暉

江蘇省產品質量監督檢驗研究院溧陽檢測中心（213300）

水泥中氯離子的來源主要是原料、燃料、混合材料和外加劑，但由于熟料煅燒過程中，氯離子大部分在高溫下揮發而排出窯外，殘留在熟料中的氯離子含量極少。如果水泥中的氯離子含量過高,其主要原因是摻加了混合材料和外加劑（如工業廢渣、助磨劑等）。氯離子是混凝土中鋼筋銹蝕的重要因素，而鋼筋銹蝕是混凝土破壞的主要形式之一，所以各國對水泥中的氯離子含量都作出了相應規定,我國水泥新標準中增加了“水泥生產中允許加入≤0.5%的助磨劑和水泥中的氯離子含量必須≤0.06%”的要求。

國家標準GB/T176-2008《水泥化學分析方法》中，對水泥中氯離子測定規定了兩種分析方法:硫氰酸銨容量法和磷酸蒸餾-汞鹽滴定法。由于硫氰酸銨容量法需要用抽濾裝置,比較麻煩。因此各試驗室大多采用相對簡單的磷酸蒸餾—汞鹽滴定法。本文也只介紹磷酸蒸餾—汞鹽滴定法。

1 原理

用規定的蒸餾裝置在約250℃（170～280℃）條件下，以過氧化氫和磷酸分解試樣，以凈化空氣作載體，進行蒸餾分離氯離子。氯化物以氯化氫形式蒸出，用稀硝酸作吸收液，蒸餾10～15 min（視含量而定）后，向蒸餾液中加至乙醇的體積分數占75%以上(增大指示劑的溶解度)，一般總體積20～30 mL。在pH3.5左右，以二苯偶氮碳酰肼為指示劑，用硝酸汞標準溶液進行滴定，終點為紫紅色。

2 使用儀器

氯離子測定裝置（國家水泥質量監督檢驗中心制造）的裝置示意圖如下:

注:1吹氣泵；2轉子流量計；3洗氣瓶(內裝硝酸銀溶液)；4溫控儀；5電爐；6蒸餾管；7爐保溫罩；8冷凝管；9錐形瓶

3 方法步驟

向50 mL錐形瓶中加入約3 mL蒸餾水和5滴稀硝酸，放在冷凝管下端。稱取約0.3 g試樣置于烘干的石英蒸餾管中，加入5滴過氧化氫搖動使試樣完全分散,加入5 mL磷酸，套上磨口塞，搖動。待分解產生的二氧化碳氣體逸出后接在氯離子測定裝置上，并同時開動氣泵，調節氣流速度在150 mL/min,蒸餾13 min后關閉氣泵，撤下蒸餾管。用95%乙醇吹洗冷凝管及下端,取出錐形瓶后加入1滴溴酚藍指示劑，用氫氧化鈉調至顏色呈藍色,用稀硝酸調至剛好變黃后過量1滴，加入二苯偶氮碳酰肼10滴，用硝酸汞標準溶液滴定至紫紅色出現。根據公式計算得出氯離子的結果。

4 影響準確度的因素分析及處理辦法

1）嚴格控制蒸餾裝置的蒸餾溫度在250～260℃，同時罩上保溫罩。如果蒸餾溫度偏差過大，對檢驗結果會有影響:溫度過低會導致蒸餾不完全；溫度過高，會使磷酸反應生成焦磷酸和偏磷酸，不利于測定操作和安全環保。

2）保持蒸餾時間和載氣流量的穩定性，同時確保載氣不漏氣。由于蒸餾時間和載氣流量對空白值的穩定非常重要，因此控制載氣流量的穩定性比流量的具體值更重要。

3）應使整個氯離子的檢驗過程保持在一個相對獨立的場所。由于普通檢驗分析室的空氣中可能含有大量的氯離子和酸性物質,這些氯離子和酸性物質對于氯離子檢驗以及檢驗所需的儀器，試劑都會產生污染，從而影響檢驗結果。因此我們建議應使氯離子檢驗獨立于普通的化學分析室，同時所用的儀器、試劑和水也必須和其他檢驗分開。

4）確保所用試劑不對整個檢驗過程產生影響。由于水泥產品中氯離子含量較低,試劑中的氯離子如果不穩定或者含量相對過高，會影響檢驗空白值的穩定性。我們建議一般應保持檢驗空白值在0.5 mL以下。

5）試驗過程中蒸餾管加入磷酸后，搖動后一定要待液面平靜后才能接入儀器,否則產生的二氧化碳容易使試樣溢出，從而影響測定結果。

6）稱量前應保持蒸餾管的干燥，因為蒸餾管不干燥會使試樣結塊，同時蒸餾管壁上容易粘附試樣。

7）配置的標準溶液和普通試劑不應放置太久，以免產生霉菌。每次使用前應充分搖勻，避免長時間放置后濃度發生不均勻變化，指示檢驗結果不可靠。

[1]王瑞海.水泥化學分析方法[M].中國標準出版社,2008

[2]于東威.水泥原料中氯離子的化學分析方法講稿