水泥中氯離子含量幾種測定方法的比較

摘要：水泥中氯離子的測定方法有很多，本文對硫氰酸銨容量法（基準法）和蒸餾分-硝酸汞配位滴定法（代用法）；以及比濁法測定、自動快速燃燒爐-離子色譜聯用技術檢測法共四種氯離子檢測方法的原理、優缺點、操作要點、適用范圍等方面進行了分析研究。

關鍵詞：水泥 氯離子 測定方法 比較

水泥中過量的氯會侵蝕混凝土中鋼筋表面的鈍化膜，從而引起鋼筋的銹蝕，破壞鋼筋混凝土構件，從而危害建筑物的安全[1-2]。國家標準GB 175-2007《通用硅酸鹽水泥》中對氯離子指標作出了強制性規定，即水泥中氯離子（質量分數）≤0.06%。關于氯離子的測定方法常建平等[3]研究了比濁法測定氯離子，王碗等[4]用自動快速燃燒爐-離子色譜聯用技術檢測氯離子的研究。本文分別對四種檢測方法進行介紹，并總結了不同測定方法的原理、操作要點、優缺點、適用范圍等，以便為水泥分析檢測工作尋求一種簡單易行、快速準確的檢測方法。

1 硫氰酸銨容量法

1.1 原理

我們在對試樣用硝酸進行分解的時候，要消除硫化物的干擾。并且加入已知量的硝酸銀標準溶液使氯離子以氯化銀的形式沉淀。在煮沸、過濾后，將濾液和洗滌液冷卻到25℃以下，并用鐵（Ⅲ）鹽為指示劑，用硫氰酸銨標準溶液滴定過量的硝酸銀。其反式如下：

氯離子與加入的硝酸銀標液反應：Cl-+Ag+=AgCl↓

硫氰酸銨與過量的硝酸銀反應：CNS-+Ag+=AgCNS↓

1.2 操作要點

①稱取試樣，應盡可能使其完全分散混勻。②要保證水泥試樣溶解完全，應在加入硝酸后不停的攪拌并煮沸。③準確移取5ml按標準要求配制的硝酸銀標準溶液。④過濾，應注意濾紙漿的用量，并保證過濾漏斗在使用前用硝酸（1+100）進行洗滌。⑤用硫氰酸銨標準滴定溶液滴定時要充分的搖動溶液，避免沉淀吸附銀離子，終點過早的出現。

1.3 優缺點

此法為國家標準規定的氯離子測定的基準方法，檢測方法原理簡單，數據準確度高，重現性好；但檢驗用時較長，對檢測人員的技能要求較高。

1.4 適用范圍

此方法適用于產品檢測機構，若參加實驗室能力驗證或實驗室見比對試驗，應優先選用此法。

2 蒸餾分離-硝酸汞配位滴定法

2.1 原理

用規定的蒸餾裝置在250～260℃溫度條件下，以過氧化氫和磷酸分解試樣，以凈化空氣做載體，蒸餾分離氯離子，用稀硝酸作吸收液，蒸餾10～15min后，用乙醇吹洗冷凝管及其下端于錐形瓶內，乙醇的加入量占75%（體積分數）以上。在pH3.5左右，以二苯偶氮碳酰肼為指示劑，用硝酸汞標準滴定溶液進行滴定。其反應式如下：

蒸餾反應：3Cl-+H3PO4=3HCl↑+PO43-

滴定反應：Hg2++2Cl-=HgCl2↓

終點時：Hg2++二苯偶氮碳酰肼=Hg-二苯偶氮碳酰肼（櫻桃紅）

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2.2 操作要點

①稱取樣品，應注意石英蒸餾管為干燥狀態，切勿使試料粘附于管壁，造成測試結果偏低。②蒸餾過程中，應注意在磷酸加完后，待碳酸鹽中的二氧化碳排出后再連接出氣管和進氣管。檢查氣密性，使氣體流速均勻穩定，使氯離子得到很好的蒸餾分離。蒸餾時間應為15-25min之間，可根據氯離子含量的多少進行確定。③滴定過程，應注意嚴格按要求配制硝酸汞標準滴定溶液，滴定終點指示劑顏色與空白試驗的一致性。④硝酸汞屬于劇毒藥品，使用時要非常小心。

2.3 優缺點

此方法為國家標準規定的氯離子檢測的代用法，稱樣量小，分析速度快；但此方法受其他因素影響較多，當氯離子含量很低時，方法的靈敏度下降，終點難以判斷。不同型號的氯離子檢測儀因設備本身存在差異，檢測結果的再現性低。

2.4 適用范圍

此方法適用于氯離子含量較大的通用硅酸鹽水泥的測定，適用于擁有氯離子測定儀的生產企業的檢測，以及檢測機構的非仲裁檢驗。

3 比濁法

3.1 原理

我們采用酸溶法將水泥中的氯離子轉移到溶液中，并且加入過量的硝酸銀溶液生成氯化銀沉淀，得到白色懸濁液，水泥的氯含量越高，氯化銀沉淀越多，懸濁液的吸光度越大……控制其他條件不變，吸光度的峰值與氯離子的濃度一一對應。因此，測試試液的最大吸光度，對比標準曲線，可以得到試液的氯離子濃度，進而得到水泥中的氯含量[5]。

3.2 操作要點

①試樣中氯離子試液的蒸餾分離操作要點與“蒸餾分離-硝酸汞配位法”一致。②標準曲線的繪制，分別吸取不同體積的KCl標準溶液做出標準曲線，35℃水浴中加入5mL硝酸銀溶液生成白色懸濁液進行吸光度測定。③試液的測試，將試樣進行蒸餾分離得到的氯離子試液進行定容。分取一定體積的試液后加入5mL硝酸銀溶液生成白色懸濁液進行吸光度值測定，進行測試氯離子含量。

3.3 優缺點

此方法為蒸餾分離-硝酸汞配位法的一種改進方法，用分光光度法替代了硝酸汞的配位滴定，避免了其因氯離子含量低，終點難以判斷的問題。

3.4 適用范圍

適用于水泥生產企業，前提是實驗室具備氯離子測定儀和分光光度計，尤其適用于水泥中低含量氯離子的測定。

4 自動快速燃燒爐-離子色譜聯用技術檢測法

4.1 原理

水泥試樣由氬氣攜帶進入快速燃燒爐，經800～1100℃進行裂解反應后，含硫和鹵素的化合物的樣品被O2氧化，被吸收池中吸收液吸收后進入離子色譜進行分析[4]。

4.2 操作要點

①自動快速燃燒爐（AQF）使用前的檢查，以保證試樣的裂解充分并無噴濺損失，否則造成樣品檢測含量偏低。②用離子色譜儀進行標準曲線的繪制，以氯標準品濃度為x軸，氯色譜峰的面積為y軸，建立坐標系，繪制曲線。應注意標準樣品進樣體積準確無誤，以保證標準曲線的線性。

4.3 優缺點

此方法，結合了AQF的自動化特性與離子色譜的靈敏度高、準確度高的特性，實現了檢測的連續自動化，減少了人員在檢測過程中引入雜質而帶來的誤差。該法回收率高、再現性好、但因設備成本及人員需經培訓后操作，尚不能廣泛普及。

4.4 適用范圍

適用于科研院所的方法研究及技術革新，為將來水泥中氯離子的測定方法的研究奠定了基礎。

5 結論

作為檢測機構，為保證檢測數據的準確、可靠性以及國家標準的要求，水泥中氯離子的檢測應執行GB/T 176-

2008標準規定的硫氰酸銨法和硝酸汞配位滴定法。而對于企業可根據實驗場所以及檢測儀器的配備情況對本文提到的四種檢測方法進行選擇。但無論采用哪種方法，均要進行空白試驗。另外，在檢驗時應同時做標準樣品測試，做好質量控制，以提高分析水平。

參考文獻：

[1]杜榮歸，劉玉，林昌健.氯離子對鋼筋腐蝕機理的影響及其研究進展[J].材料保護，2006（6）.

[2]陳愛英，陳旭慶.鋼筋混凝土中鋼筋腐蝕原理的研究[J].城市道橋與防洪，2005（1）.

[3]常建平，洪漢烈.氯化銀比濁法測定水泥基原料中微量氯離子的研究[J].水泥，1998（7）.

[4]王碗，劉肖，蔡亞岐，等.自動快速燃燒爐-離子色譜聯用技術檢測水泥等建材中的氯[J].分析實驗室，2007（12）.

[5]林宗壽，朱鷹，武秋月.比濁法測水泥中氯離子含量[J].試驗研究.

作者簡介：

田菊梅（1982-），女，寧夏中寧縣人，碩士研究生，從事化學分析檢測與研究工作。