混凝土用粗骨料氯化物含量测定方法建议

袁兴龙　边华英　王学涛

1河南神力混凝土有限公司（450046） 2河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）3白鸽磨料磨具有限公司（450006）

混凝土用粗骨料氯化物含量测定方法建议

袁兴龙1边华英2王学涛3

1河南神力混凝土有限公司（450046） 2河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）3白鸽磨料磨具有限公司（450006）

结合检测工作的实践，鉴于文件《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010中对氯化物（以氯离子质量计）＜0.06%的指标要求和检验规定的表述，以及由于《建筑用卵石、碎石》GB/T 14685标准中没有相关氯化物（以氯离子质量计）检测项的实际情况，参照《建设用砂》GB/T 14684标准中氯化物（以氯离子质量计）含量的测定方法和试验步骤，提出了具有可操作性的混凝土用粗骨料水溶性氯化物含量的测定方法及试验时样品水溶液的浸提方法。

混凝土用粗骨料；氯化物；水溶性氯离子含量

0　前言

混凝土用粗骨料包括卵石、碎石、再生粗骨料、人造轻粗集料等。当这些粗骨料用于混凝土拌制时，为了避免发生钢筋锈蚀，常常需要控制混凝土用粗骨料中的氯化物含量。标准《混凝土用再生粗骨料》GB/T25177-2010规定了有关氯化物（以氯离子质量计）＜0.06%的指标要求，并且声明该标准制定时参考了《建筑用卵石、碎石》GB/T14685-2001［1］，但是，《建筑用卵石、碎石》标准并没有涉及氯化物（以氯离子质量计）指标的要求以及相应的测定方法［2］。曾经，铁道部文件铁建设【2005】160号标准粗骨料有害物质含量限值项中规定Cl-≤0.02%［3］。铁道部文件铁建设 【2009】152号也规定了粗骨料Cl-≤0.02%，并规定不同粒径分别按GB/T14685检验氯离子含量［4］。

本文所说的混凝土用粗骨料氯化物含量指水溶性氯化物含量，其试验方法主要参考《建设用砂》GB/T14684标准中氯化物（以氯离子质量计）含量的测定方法。虽然CECS53∶93提出当骨料为海砂、海石、拌合水为海水时应检验其氯离子含量，并且按照GB（/T）8077进行检验［5］，但是由于CECS53∶93出台的时间是1993年，当时的检验方法以及标准还不够系统完善，而近些年标准更新发展很快。借鉴《水运工程混凝土试验规程》JTJ270中“混凝土中砂浆的水溶性氯离子含量测定”［6］和台湾标准《混凝土拌合物中水溶性氯离子含量试验方法》CNS13465A3343的规定［7］，笔者在混凝土用骨料的氯化物含量测定方法和操作步骤方面提出以下建议和方案。

1　含量的测定方法和操作步骤表述问题

在《建设用砂》GB/T14684标准中氯化物（以氯离子质量计）含量的测定方法和检验操作步骤的相关表述为［8］：

①按标准 《建设用砂》GB/T14684中7.1款规定取样，采用分料器法或人工四分法缩分样品，并将缩分后的样品烘干至恒量，冷却后分为两份备用。

②称取试样500g，精确至0.1g，倒入洁净的1 L磨口瓶中，用容量瓶量取500mL蒸馏水倒入磨口瓶中，盖上塞子，摇动一次后放置2h，然后每隔5 min摇动一次，共摇动3次，使氯盐充分溶解。将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤，用移液管吸取50mL滤液，放入三角瓶中。加入5%的铬酸钾溶液1mL，用0.01mol/L的硝酸银标准溶液滴定至砖红色为终点，记录消耗的硝酸银标准溶液的毫升数，精确至1 mL。

③空白试验。

④结果计算与评定。

在第二部分试验容器方面，通常使用的磨口瓶为玻璃磨口瓶。当样品砂和水倒入瓶中盖上玻璃塞子之后摇动样品溶液时，往往会引起砂粒等细粒度集料进入瓶口部位，有时会引起溶液外溢，有时会因为颗粒附着于瓶塞和瓶口壁之间难以开启瓶塞，所以笔者建议采用橡胶塞为好。

样品液体摇动次数方面也会引起歧义，因为“摇动一次后放置2h，然后每隔5min摇动一次，共摇动3次”可以理解为前后总共摇动3次，也可理解为在摇动第一次后放置2h，这时摇动第二次，然后再每隔5min摇动一次，从第二次计算共摇动3次，这样就是前后总共摇动4次。笔者认为这里宜改为“摇动一次后放置2h，然后摇动第二次，隔5 min后再摇动一次，共摇动3次”。同时在这里对于摇动的摇动程度也没有加以表述，具体是轻轻地摇动一下还是要以摇匀标准溶液的方式充分摇动数十下算作摇动一次呢，笔者理解为依据化学分析制备试样溶液时的摇匀操作要领来进行该工序的操作。

然后“将磨口瓶上部已澄清的溶液过滤”，按照第二部分的语境理解这里的操作时间应该是在摇动3次后待砂集料稍沉降后就进行过滤，不再需要长时间的静置等待悬浊液沉降澄清的过程，通常在试验时上部溶液达不到澄清状态，一般都比较浑浊。在操作过程中笔者发现，对于摇动3次后的某些样品悬浊液体放置数小时甚至数天其上部溶液也难以澄清。那么从可操作性方面考虑本试验应该是在摇动3次后待砂集料稍沉降后即过滤。笔者认为宜待样品悬浊液体静置30min～3h后，将上部稍澄清的水溶液倾出300～500mL烧杯中，用快速定性滤纸过滤，须注意用待过滤的水溶液润湿纸漏斗并尽量使之形成连续水柱，弃去最初的滤液，收集中段滤液待用。

2　氯化物含量测定中样品溶液的浸提操作方法建议

对于混凝土用粗骨料氯化物含量测定，其试验方法原理与 《建设用砂》GB/T14684标准中氯化物（以氯离子质量计）含量的测定方法原理相同。但是，其试验操作过程中一些工序要进行适当调整并注意做到以下几点：

1）取样方式

由于混凝土用粗骨料中的卵石、碎石、再生粗骨料等一般情况下粒径较大、密度大并且坚硬，所以在样品水溶液制备时若选用玻璃容器，在摇动时会因为粗骨料与容器的碰撞而打碎容器。同时，因为粗骨料的颗粒大，所以试验时如果仍选用500g的样品称取量，则试验结果的代表性不够强。在混凝土配合比中砂与石的比例一般在1∶2左右，所以，笔者建议粗骨料称样量在1000g及以上，精确至0.1g，浸取水用量为用容量瓶量取，1000mL及以上实验室用纯净水或蒸馏水。具体操作应根据粗骨料的最大粒径情况有区别地进行试验，详见表1和表2。对于轻粗集料则可根据其容重情况确定称样量和浸取水用量。

混凝土用粗骨料取样方法参见GB/T14685之7.1.1条，建议其最少取样数量参见表1。

表1　混凝土用粗骨料取样数量

试验时将所取样品置于清洁、干燥、平整的台面或地板上，混合均匀，建议采用四分法缩分至表2中最小试样质量的2倍多一些的试样量，放在干燥箱中于（105±5）℃下烘干至恒量，冷却至室温后，分为大致相等的两份备用。

2）容器材质与密封

笔者建议选用试验室用罐磨球磨罐，采用聚氨酯或尼龙材质的2L及以上容积的罐，选用容器容积根据样品最大颗粒尺寸情况确定。建议参见表2容器容积项，并确保容器其密封方式可靠，不会造成液体的渗漏。

3）操作方法

在骨料样品、浸取用水加入容器之后，按正确的密封方法密封好容器，充分摇动试样水溶液体1次，静置，再依2h、5min的时间间隔充分摇动试样水溶液体2次，共摇动3次。待样品悬浊液体系静置30min～3h后，将上部稍澄清的水溶液倒至400 ～500mL烧杯中，用快速定性滤纸过滤，用待过滤的水溶液润湿漏斗并弃去最初的滤液，收集中段滤液待用。然后用50mL的移液管移取滤液，进行滴定操作，同时进行空白试验，并记录相应数据。

4）结果计算

氯离子含量计算公式［8］：

表2　混凝土用粗骨料氯化物试验所需试样数量和相应浸取水用量

式中：XCl-——氯离子含量，%；c——硝酸银标准溶液的浓度，单位为摩尔每升（mol/L）；v——样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；v0——空白试验滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积，单位为毫升（mL）；n——全部试样溶液与所分取试样溶液的体积比；0.0355——换算系数；m——样品质量，单位为克（g）。

氯离子含量取平行试验结果的算术平均值，精确至0.01%。

3　结语

由于在《建筑用卵石、碎石》GB/T14685标准中并没有氯化物（以氯离子质量计）项目的测定方法和规定，考虑到 《混凝土用再生粗骨料》GB/T 25177-2010中规定有氯化物项目的检验需要，以及检测工作中经常遇到的客户委托进行相关混凝土用粗骨料中的氯化物含量的检验要求，笔者从检测工作的实践和需要出发，考虑到相关标准体系发展完善的需求，探讨并提出了具有可操作性的混凝土用粗骨料水溶性氯化物含量的测定方法及样品水溶液的浸提方法。

［1］GB/T25177-2010，混凝土用再生粗骨料［S］.

［2］GB/T14685-2011，建筑用卵石、碎石［S］.

［3］铁建设【2005】160号，铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定［S］.

［4］铁建设【2009】152号，铁路混凝土工程施工质量验收补充标准［S］.

［5］CECS53：93，混凝土碱含量限值标准［S］.

［6］JTJ270，水运工程混凝土试验规程［S］.

［7］CNS13465A3343，新拌混凝土中水溶性氯离子含量试验方法［S］.

［8］GB/T14684-2011，建设用砂［S］.