混凝土外加劑中氯離子和總堿量測定能力驗證結果分析

蔡冠杰，溫永向，陸嘉耀

（中交四航局第七工程有限公司高明材料科技分公司，廣東佛山 528522）

應用混凝土外加劑，能夠對混凝土性能進行調控，是一種重要化學物質。在工程建設中，混凝土外加劑使用的關注度日益提升。通過添加外加劑，可以改善混凝土性能，然而必須嚴格控制外加劑中不良物質含量。混凝土外加劑中的氯離子會產(chǎn)生電化學反應，從而加劇鋼筋銹蝕。堿物質會產(chǎn)生堿骨料反應，嚴重損害混凝土結構，使混凝土使用壽命縮短，同時對工程質量影響非常大。現(xiàn)階段，市場混凝土外加劑質量差異大。萘系減水劑作為常見外加劑，可以有效分散水泥離子，促使混凝土性能改善，廣泛應用到工程建設中。通過調研可知，萘系減水劑物質中，包含大量氯離子成分，總堿量超過20%。如果不注重監(jiān)管劣質產(chǎn)品，將會導致建筑工程安全隱患加大。以萘系高效減水劑為例，分析氯離子、總堿量測量能力。總結和分析五年間能力驗證結果，掌握日常檢測存在的問題，以提升檢測能力與水平。

1 氯離子、總堿量對混凝土性能質量的影響

分析混凝土耐久性影響因素可知，氯離子所致鋼筋混凝土銹蝕問題嚴峻。氯離子進入混凝土材料的途徑，其一，是作為拌合物成分摻入到混凝土當中，其中就包括外加劑中摻加的氯鹽物質；其二，環(huán)境氯鹽通過混凝土裂縫缺陷，滲透到混凝土內部，從而損傷內部鋼筋。鋼筋混凝土耐久性，已經(jīng)成為建筑領域高度關注問題。隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的快速發(fā)展，再加上氯離子腐蝕環(huán)境范圍擴大，必須重視氯離子對混凝土、鋼筋材料的腐蝕傷害影響。

混凝土中堿含量的超標，產(chǎn)生堿骨料反應，導致混凝土產(chǎn)生裂縫，會破壞混凝土結構，縮短混凝土使用壽命，同時對工程質量影響非常大。

2 能力驗證項目概況

2.1 統(tǒng)計檢驗檢測機構數(shù)據(jù)

我國各地區(qū)市場監(jiān)管局高度關注能力驗證，提供多樣化能力驗證方法，改變了參與數(shù)量。按照相關統(tǒng)計可知，五年間參與能力驗證機構數(shù)量在40家左右，基本覆蓋多數(shù)地區(qū)，詳情見圖1。

圖1 參與能力驗證的機構數(shù)量

2.2 統(tǒng)計能力結果滿意率

在編制能力驗證計劃時，檢驗檢測機構接收檢測數(shù)據(jù)，采用能力驗證方式、統(tǒng)計處理方法、能力評價指南，借助穩(wěn)健統(tǒng)計法，全面做好統(tǒng)計處理，同時計算Z比分數(shù)，評價檢測結果能力。統(tǒng)計能力驗證計劃參數(shù)滿意度，詳情見表1。通過表1可知，不同參數(shù)的滿意率都大于80%，說明參與能力驗證的檢測機構技術水平高。

表1 能力驗證計劃參數(shù)滿意率

2.3 統(tǒng)計結果正負偏差數(shù)量

根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出，如果檢測機構結果不滿意時，將會增加檢測結果、參考值偏差，影響檢測結果準確性。對于檢測機構，應當對檢測過程質量進行檢測，同時做好操作約束與規(guī)范。表2為數(shù)據(jù)整理結果。分析表2數(shù)據(jù)可知，先進檢測儀器出現(xiàn)后，例如自動電位滴定儀，明顯提升了氯離子檢測準確度。

表2 參數(shù)正負偏差統(tǒng)計

3 技術分析與建議

檢驗檢測機構關注能力驗證價值和意義，能夠盡早了解和掌握檢查問題。注重問題分析與整改，加強檢測能力。檢測機構檢測結果不滿意時，應當遵循能力驗證規(guī)則的相關要求，做好科學化處理。不滿意結果整改前，不能標注CNAS標識。注重材料、措施、有效性驗證資料采集歸檔。

3.1 氯離子檢測技術建議

按照混凝土外加劑均質性檢驗法可知，離子色譜法、電位滴定法屬于氯離子常見檢測方法。針對離子色譜法，對低氯離子樣品予以檢測，維護檢測結果準確度。然而，萘系高效減水劑中含有大量氯離子，檢測操作期間，應當對樣品溶液進行稀釋處理，持續(xù)增加稀釋倍數(shù)，會改變檢測誤差，還會影響檢測結果準確性。因此，在檢測萘系高效減水劑時，必須注重氯離子含量檢測，合理應用電位滴定法。第一，檢測操作過程中，做好空白實驗，校正檢測結果。檢測應用蒸餾水空白大、試劑純度不足，會出現(xiàn)實驗空白。如果實驗空白較多，則隨機性影響較大，實驗結果準確性不足。第二，采用標準滴定溶液，當標定濃度不足，也會影響檢測結果準確性。第三，飽和甘汞電極使用時，科學檢查飽和氯化鉀溶液，使其浸沒電極小瓷管，防止產(chǎn)生氯化鉀晶體。如果氯化鉀溶液不足、無氯化鉀晶體時，應當做好調整處理。第四，應用氯電極檢測法，關注氯電極有效期。操作之前，合理應用低濃度氯離子溶液，以免影響電極反應靈敏度，降低實驗結果。第五，磁力攪拌速度適宜，以有旋渦為標準。當攪拌速度較快時，對電勢變化穩(wěn)定性影響較大；如果攪拌速度較低，則對反應速度影響較大，相應延遲電勢變化。第六，選擇等當點：一般來說，電勢為180mV時，需要記錄相關數(shù)據(jù)。接近終點時，控制滴定速度，同時添加滴定液。達到終點之后，記錄多個點，以免選擇不合理，影響結果準確性。

3.2 總堿量檢測技術建議

在實施能力驗證計劃時，部分檢測機構未檢出氧化鉀。需要注意的是，能力驗證提供者設置特性量，無須設置未檢出特性量。對于萘系高效減水劑，由于樣品氧化鉀含量較低，則總堿量主要為氧化鈉含量。采用火焰光度法檢測，會導致稱樣量減少，注重樣品溶液稀釋，避免對檢測結果準確性造成影響。如果空白值比較大，進行稀釋處理后，氧化鉀檢測結果低于空白值，將會出現(xiàn)氧化鉀未檢出結論。為了避免上述問題，在稀釋處理前后，均需要對氧化鉀進行檢測。在實際操作中，需要關注以下幾點：①試樣檢測時，必須做好空白試驗，注重檢測結果校正。當水、試劑純度不足時，采用共用試劑、器皿檢查時，將會增加空白值，提升結果隨機性。一般來說，試劑純度的空白較小。檢測機構制作蒸餾水時，空白值比較大。蒸餾水應用之前，采用離子交換柱進行處理。②檢測儀器性能問題：日常注重維護和保養(yǎng)檢測儀器。如果儀器部件老化，尤其是光柵老化，將會降低部件靈敏度，對檢測結果準確性影響較大。③檢測儀器靈敏度不足，例如儀器霧化效果不理想，從而影響靈敏度。當儀器霧化效果不佳時，必須深入分析氣路狀態(tài)，了解吹氣端、進樣端角度位置，優(yōu)化調整細節(jié)。④對于萘系高效減水劑樣品，合理應用水溶解試樣，調節(jié)溶液pH，開展定容檢測。⑤堿含量較多時，準確選擇稱樣量、溶液體積稀釋倍數(shù)。使用高濃度溶液測量時，對測定結果準確性影響較大。在試樣溶液中，合理控制被測元素濃度，確保其處于標準曲線范圍內，同時注重稀釋倍數(shù)換算。⑥合理應用有證標準物質，驗證火焰光度計狀態(tài)。注重檢測結果校正，確保檢測結果準確性。注重火焰光度計的日常維護與保障，可以通過以下措施實現(xiàn)：首先，預熱與點火：火焰光度計開機后，預熱20min，開啟空壓機，確保壓力表指示位于0.15。導入蒸餾水，開啟燃氣開關，等待幾秒后，再開啟點火開關。其次，調解液體流量：按照儀器校正規(guī)范可知，吸液量在每分鐘3~5mL。當吸液量較小時，則液體流量小，數(shù)據(jù)低。液體進入火焰中，會降低溫度，無法實現(xiàn)完全激發(fā)，還會出現(xiàn)自吸問題，影響檢測結果準確性。再者，氣密性檢查：火焰光度計使用期間，必須注重氣路密封性檢測，避免出現(xiàn)漏氣問題。最后，定期排水處理：火焰光度計、空壓機，都需要定期排水處理。火焰光度計排水口，位于儀器正下方，適當抬高儀器，可以排出內部水。空壓機排水，涉及氣缸、出水口部位，需要在空壓機啟動狀態(tài)下，徹底排出內部水分。

4 結束語

對于能力驗證參與機構，開展氯離子、總堿量檢測時，技術能力較強，檢測結果滿意率達到80%。然而部分檢測機構可能技術水平比較低，當檢測機構自制蒸餾水，會加大空白值。可以應用純凈水替換蒸餾水，確保檢測結果準確性。在檢測期間，做好空白實驗，檢測標準樣品，校正檢測結果，維護檢測結果準確性。第四，在測定氯離子時，如果應用電位滴定法，則選用氯電極。在使用氯電極之前，做好活化處理。選擇等電點時，記錄多個點位。在檢測總堿量時，可以應用火焰光度法。如果氧化鉀含量較低，需要使用稀釋處理溶液，對氧化鉀予以檢測。在計算氧化鉀結果時，需要換算稀釋倍數(shù)。