混凝土外加剂化学分析试验作业指导书.doc
混凝土外加剂化学分析试验作业指导书一、概述混凝土是土木、建筑、水利以及许多工程中使用的十分广泛的材料，随着科学技术的不断发展，对混凝土的各方面性能提出了各种新的要求，尤其在客运专线建设中，要求混凝土具有良好的耐久性，使用寿命为100年，必须按高性能混凝土施工，因此，混凝土外加剂已逐渐成为砂石、胶凝材料和水之外必不可少的的混凝土第五组分材料。混凝土外加剂种类繁多，性能各异，所起的作用也不尽相同，主要有以下几个方面的特点：改变新拌混凝土的工作性能，达到易于施工的目的；调整混凝土的硬化时间；改善硬化混凝土的性能，如提高混凝土的密实性、抗冻性和抗渗性，改善混凝土的干燥收缩机徐变，防止混凝土的腐蚀等。混凝土外加剂按化学成分一般分为无机物类、有机物类和复合型类。为满足铁路工程耐久性设计的需要，一般情况下，铁路混凝土工程多使用减水率高、坍落度损失小、适量引气、能明显提高混凝土耐久性的聚羧酸类复合型减水剂。外加剂与水泥之间应有良好的相容性。外加剂的主要化学指标有硫酸钠含量、氯离子和碱含量。铁路工程用外加剂主要化学指标见下表2-6：表2-6 外加剂主要化学指标（铁建设2009152号）序号项目技术指标检验方法1硫酸钠含量（按折固量计）5.0%GB/T 80772氯离子（按折固量计）0.6%GB/T 80773碱含量（按折固量计）10%GB/T 8077二、混凝土外加剂化学分析试验方法1固含量测定固含量是指将一定质量的试样烘干至恒重所得的固体占试样重量的质量百分比。（1） 试验步骤将洁净带盖称量瓶放人烘箱内，于100105烘30min，取出置于干燥器内，冷却30min后称量，重复上述步骤直至恒量，其质量为m0。将被测试样（固体产品1.0000g2.0000g，液体产品3.0000g5.0000g）装人已经烘干至恒量的称量瓶内，盖上盖称出试样及称量瓶的总质量为m1。将盛有试样的称量瓶放人烘箱内，开启瓶盖，升温至100105（特殊品种除外）烘干，盖上盖置于干燥器内冷却30min后称量，重复上述步骤直至恒量，其质量为m2。（2） 试验结果处理固体含量的试验结果按照下式计算：式中：X固固体含量，%； m0称量瓶的质量，g； m1称量瓶加试样的质量，g； m2称量瓶加烘干后试验的质量，g。外加剂固体含量的允许差为：室内允许差为0.30%，。室间允许差为0.50%。2氯离子含量测定用电位滴定法，以银电极或氯电极为指示电极，其电势随Ag十浓度而变化。以甘汞电极为参比电极，用电位什或酸度计测定两电极在溶液中组成原电池的电势，银离子与氯离子反应生成溶解度很小的氯化银白色沉淀。在等当点前滴入硝酸银生成氯化银沉淀，两电极间电势变化缓慢，等当点时氯离子全部生成氯化银沉淀，这时滴入少量硝酸银即引起电势急剧变化，指示出滴定终点。 （1） 试验步骤准确称取外加剂试样0.5000g 5.0000g，放入烧杯中，加200 mL水和4 mL硝酸（l + l），使溶液呈酸性，搅拌至完全溶解，如不能完全溶解，可用快速定性滤纸过滤，并用蒸馏水洗涤残渣至无氯离子为止。用移液管加入10mL0.1000mol / L的氯化钠标准溶液，烧杯内加入电磁搅拌子，将烧杯放在电磁搅拌器上，开动搅拌器并插入银电极（或氯电极）及甘汞电极，两电极与电位计或酸度计相连接，用硝酸银溶液缓慢滴定，记录电势和对应的滴定管读数。由于接近等当点时，电势增加很快，此时要缓慢滴加硝酸银溶液，每次定量加入0.lmL ，当电势发生突变时，表示等当点已过，此时继续滴入硝酸银溶液，直至电势趋向变化平缓。得到第一个终点时硝酸银溶液消耗的体积V。在同一溶液中，用移液管再加入10 mL0.1000 mol / L 氯化钠标准溶液（此时溶液电势降低），继续用硝酸银溶液滴定，直至第二个等当点出现，记录电势和对应的0.1 mol / L 硝酸银溶液消耗的体积V2。空白试验：在干净的烧杯中加入200 mL水和4 mL硝酸（1+1）。用移液管加入10 mL 0.1000mol /L氯化钠标准溶液，在不加入试样的情况下，在电磁搅拌下，缓慢滴加硝酸银溶液，记录电势和对应的滴定管读数，直至第一个终点出现。过等当点后，在同一溶液中，再用移液管加入0.1000mol/L氯化钠标准溶液10 mL，继续用硝酸银溶液滴定至第二个终点，用二次微商法计算出硝酸银溶液消耗的体积V01及V02。（2） 试验结果处理用二次微商法计算结果。通过电压对体积二次导数（即2EV2）变成零的办法来求出滴定终点。加入在临近等当点时，每次加入的硝酸银溶液是相等的，此函数（2EV2）必定会在正负两个符号发生变化的体积之间的某一点变成零，对应这一点的体积即为终点体积，可用内插法求的。外加剂中氯离子所消耗的硝酸银体积V按照下式计算：式中：V1试样溶液加10mL0.1000mol/L氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银体积，mL； V2试样溶液加20mL0.1000mol/L氯化钠标准溶液所消耗的硝酸银体积，mL；计算外加剂中氯离子含量Xcl-：式中：Xcl-外加剂氯离子含量，%； m外加剂样品质量，g。外加剂氯离子含量的试验结果准确性按照允许差进行判断，其室内允许差为0.05%，室间允许差为0.08%。3碱含量测定外加剂碱含量采用火焰光度计进行测定：试样用约80的热水溶解，以氨水分离铁、铝；以碳酸钙分离钙、镁。滤液中的碱（钾和钠），采用相应的滤光片进行测定。本方法适用于非矿物质外加剂。（1） 试验步骤绘制工作曲线：分别向100 mL容量瓶中注入0.00;1.00;2.00;4.00;8.00;12.00mL的氧化钾、氧化钠标准溶液（0.5mg/mL）（分别相当于氧化钾、氧化钠各0.00;0.50;1.00;2.00;4.00;6.00mg )，用水稀释至标线，摇匀，然后分别于火焰光度计上按仪器使用规程进行测定，根据测得的检流计读数与溶液的浓度关系，分别绘制氧化钾及氧化钠的工作曲线。准确称取一定量的试样置于150mL的瓷蒸发皿中，用80左右的热水润湿并稀释至30mL,置于电热板上加热蒸发，保持微沸5min后取下，冷却，加1滴甲基红指示剂（2g/L乙醇溶液），滴加氨水（1+1)，使溶液呈黄色；加入10mL碳酸铵溶液（100g/L），搅拌，置于电热板上加热并保持微沸10min，用中速滤纸过滤，以热水洗涤，滤液及洗液盛于容量瓶中，冷却至室温，以盐酸（1十1）中和至溶液呈红色，然后用水稀释至标线，摇匀，以火焰光度计按仪器使用规程进行测定。称样量及稀释倍数见下表2-7：表2-7 称样量及稀释倍数总碱量,%称样量，g稀释体积，mL稀释倍数n1.000.210011.005.000.12502.55.0010.000.05250或5002.5或5.0大于10.000.05250或5002.5或5.0（2） 试验结果处理氧化钾含量计算：氧化钠含量计算：总碱量计算式中：XK2O外加剂中氧化钾含量，%； XNa2O外加剂中氧化钠含量，%； X总碱量外加剂中的总碱量，%； C1在工作曲线上查得每100ml被测溶液中氧化钾的含量，mg；C2在工作曲线上查得每100ml被测溶液中氧化钠的含量，mg；n被测溶液的稀释倍数；m试样质量，g。外加剂总碱量的允许差见下表2-8：表2-8 总碱量的允许差总碱量,%室内允许差，%室间允许差，%1.000.100.151.005.000.200.305.0010.000.300.50大于10.000.500.804硫酸钠含量测定重量法重量法测定硫酸钠含量采用氯化钡溶液与外加剂试样中的硫酸盐生成溶解度极小的硫酸钡沉淀，称量经高温灼烧后的沉淀来计算硫酸钠的含量。（1） 试验步骤准确称取试样约0.5g，于400 mL烧杯中，加入200 mL水搅拌溶解，再加入氯化钡溶液（100g/L）50 mL，加热煮沸后，用快速定性滤纸过滤，用水洗涤数次后，将滤液浓缩至200mL 左右，滴加盐酸( l + 1）至浓缩滤液显示酸性，再多加5滴10滴盐酸，煮沸后在不断搅拌下趁热滴加氯化钡溶液10 mL，继续煮沸15min，取下烧杯，置于加热板上，保持50 60 静置2h4h 或常温静置8h 。用两张慢速定量滤纸过滤，烧杯中的沉淀用70水洗净，使沉淀全部转移到滤纸上，用温热水洗涤沉淀至无氯根为止（用硝酸银溶液检验）。将沉淀与滤纸移人预先灼烧恒重的坩埚中，小火烘干，灰化。在800电阻高温炉中灼烧30 min，然后在干燥器里冷却至室温（约30min)，取出称量，再将坩埚放回高温炉中，灼烧20min，取出冷却至室温称量，如此反复直至恒量（连续两次称量之差小于0.0005g）。（2） 试验结果处理式中：外加剂中硫酸钠含量，%； m试验质量，（%）； m1空坩埚质量，g; m2灼烧后滤渣加坩埚质量，g； 0.6086硫酸钡换算成硫酸钠的系数。外加剂硫酸钠含量检测室内允许差为0.5;室间允许差为0 .80。
