水泥中化學分析檢測方法與操作問題探討

石慧英

摘 要：水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂漿或混凝土廣泛應用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學成分對混凝土的影響非常大，因此水泥的化學分析具有重要意義。

關鍵詞：水泥；化學分析；檢測

水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂漿或混凝土，堅固耐久，廣泛應用于土木建筑、橋梁等工程。水泥中的化學成分對混凝土的影響非常大。如在化學分析時操作不當將對試驗結果造成很大偏差，現將試驗中易出現的問題進行了分析總結，對容易產生問題的步驟給出相應的操作要點，以提高測定的準確度，減少試驗過程中的人為誤差。

1 水泥化學分析檢測的必要性

（1）水泥中氯離子超過一定的含量會對混凝土中的鋼筋產生銹蝕，對混凝土的結構造成很大的破壞。

（2）水泥的安定性是水泥幾項技術指標中最重要的質量指標。安定性是指水泥漿體硬化后體積變化的均勻性，若水泥硬化后體積變化不穩定和均勻，即是安定性不良，會導致混凝土產生膨脹破壞，造成嚴重的工程質量事故。而影響水泥安定性不良的原因有：一是水泥熟料中氧化鎂含量超標，二是水泥中含有過量的三氧化硫。

我國新修訂的《通用硅酸鹽水泥》（GB175-2007）中規定了水泥中氯離子、 氧化鎂和三氧化硫的限量。

2 水泥中氯離子的測定方法和操作要點

關于水泥中氯離子的測定方法，《水泥化學分析方法》（GB/T176-2008）給出了硫氰酸銨容量法和磷酸蒸餾-汞鹽滴定法兩種方法， 目前被廣泛使用的是磷酸蒸餾-汞鹽滴定法。

磷酸蒸餾-汞鹽滴定法測試需注意以下幾個方面：（1）稱取試樣時要注意，勿使試料粘附于管壁，否則粘附于管壁的試料將無法發生反應，使測試結果偏低；（2）冷凝管的下端與錐形瓶的液面要很好地接觸；（3）控制好氣體流速，此時錐形瓶中應有連續的氣泡產生，若沒有，應檢查錐形瓶的氣密性，保證蒸餾出來的氯化氫氣體被吸收液充分吸收，氣體流速對測定結果會有一定的影響；（4）蒸餾液中乙醇的體積分數占75%以上，其目的是增大指示劑的溶解度，使測試終點敏銳；（5）在硝酸汞標準滴定溶液的配制過程中，為了防止硝酸汞水解形成沉淀，一定先將硝酸汞固體用硝酸溶解完全后再加水稀釋。固體硝酸汞的吸水性很強，稱量完畢后要馬上密封保存，硝酸汞溶液屬于有毒的重金屬溶液，配制時要佩戴手套以免沾手；（6）配制二苯偶氮碳酰肼溶液時，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否則會因為指示劑濃度不夠而影響其靈敏度；（7）溴酚藍及二苯偶氮碳酰肼兩種指示劑都溶于乙醇，所以不要一次性配制很多，否則會因為乙醇揮發而改變指示劑溶液的濃度，使終點顏色變色不敏銳，影響結果滴定；（8）pH值調節，溴酚藍指示劑變色范圍在3.0～4.6，用氫氧化鈉調至藍色，再用硝酸調成剛好黃色并過量一滴，此時pH值剛好在3.5左右。

3 水泥中氧化鎂含量的測定方法和操作要點

3.1 水泥中氧化鎂含量的測定

目前廣泛應用的是EDTA滴定差減法（代用法）。通常采用將硅、鐵、鋁等與鈣、鎂分離，在pH=10時，以酸性鉻藍K-萘酚綠B為指示劑，用EDTA滴定溶液中的鈣、鎂含量，在pH>12.5時，測得鈣含量，用鈣、鎂含量減去鈣的量，即可求得氧化鎂的含量。

3.2 氧化鎂測定的操作要點

氧化鎂測定的操作要點為以下幾個方面：（1）用酸熔方法制備溶液時，向試樣中加水必須邊加水邊攪拌，否則水泥很容易凝固；（2）明顯判定氧化鈣指標滴定終點綠色熒光消失并呈現紅色的最佳背景應是黑色試驗臺；（3）pH值的調節是影響實驗結果關鍵的一步；（4）指示劑的加入量很關鍵，加指示劑時必須慢慢地加，并且邊加邊攪拌。測氧化鈣時，CMP混合指示劑加到溶液呈淡黃色即可，如果加多了，呈深黃色就很難找到滴定的終點，測鈣、鎂時，KB混合指示劑需加到溶液呈紅色，如果加少了，呈很淡的紅色也很難找到滴定的終點；（5）由于EDTA與鎂離子配位反應緩慢，所以在臨近終點時，必須充分攪拌，并放慢滴定速度，如果滴定速度快，則容易使測定結果偏高。

4 水泥中三氧化硫的測定方法和操作要點

硫酸鋇重量法是測定三氧化硫的經典方法，該方法準確度高、 適用范圍廣。

4.1 硫酸鋇重量法的測試原理

用鹽酸將水泥中的硫酸根離子溶解，加入氯化鋇溶液。使硫酸根離子與鋇離子形成硫酸鋇沉淀，通過稱量得到硫酸鋇的質量，從而計算出水泥中硫酸根離子的含量（結果以三氧化硫計）。

4.2 分析步驟

稱取約0.5g水泥，置于燒杯中，加30ml～40ml的水，加10ml鹽酸，加熱煮沸并保持微沸5min左右。中速濾紙過濾，用熱水洗滌10次～12次，調整溶液體積為200ml左右，煮沸，邊攪拌邊滴加氯化鋇溶液（100g/l）10ml，在常溫下靜置12h～24h或溫熱處靜置至少4h。用慢速濾紙過濾，溫水洗滌至無氯離子（用硝酸銀溶液檢驗）。

4.3 操作要點

操作要點主要為：（1）加入鹽酸前，應將水泥試樣用玻璃攪拌散，加入鹽酸后要仔細攪拌，不得有大塊水泥試樣存在，以便使水泥試樣充分溶解；（2）過濾用的漏斗最好采用長頸漏斗，且過濾前使漏斗頸充滿水，即做成水柱，以加快過濾速度；（3）洗滌時，第一次洗液濾完后，再進行第二次洗滌，第二次洗液濾完后，再進行第三次洗滌，以此類推；（4）硫酸鋇是晶狀沉淀，為了獲得較純凈的硫酸鋇沉淀，滴加氯化鋇溶液時應緩慢地加入且應不斷攪拌，以防止“局部過濃”的現象，另外，沉淀過程應當在熱溶液中進行，即將溶液煮沸，最好氯化鋇溶液也在加熱后使用。

5 結束語

總之，水泥化學分析是水泥重要指標，要在試驗檢測過程中嚴格控制。檢測結果不僅與量的本身有關，而且與測量程序、測量儀器、測量環境以及測量人員有關。所以在實驗過程中，一定要嚴格按照標準規定的程序進行操作。在充分理解各檢驗項目測定原理的基礎上，準確把握影響測定結果準確性的關鍵環節，精心操作，就能減小實驗誤差，提高檢測結果的準確性。

參考文獻

[1]GB175-2007.通用硅酸鹽水泥[S].

[2]GB/T176-2008.水泥化學分析方法[S].