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海砂中氯离子含量如何检测?

发布时间:2018-09-05

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  氯离子含量的检测试验是整个海砂淡化过程中的关键控制环节,将直接关系到砼结构的耐久性。目前世界上各国都在进行现代化建设,为建筑材料的河砂资源日渐短缺。含量丰富、易于开采、成本低廉的海砂资源逐渐成为各个国家关注的焦点。然而在海砂应用过程中,由于海砂中的氯离子含量较高,如果不能对海沙淡化后作为建筑用海砂中的氯离子含量进行严格控制,一定时间后会对建筑物中的混凝土钢筋结构造成腐蚀,终降低整个建筑物的使用寿命。但目前我国现有的海砂标准都采用了GB/T14684-2011《建设用砂》中的氯离子含量检测方法,该方法存在许多问题并不能完全检测出海砂中的氯离子含量:海砂氯离子采用国标法检测后二次浸泡仍有第一次析出值的50%左右,同时湿砂制样的氯离子检出值比干砂多20-30%,而随着海砂浸泡时间的延长氯离子检出值也会缓慢上升,说明国标法存在很大问题。因此有必要研究适用于海砂的氯离子含量检测方法。
  我国现行国家标准《建筑用砂(GB/T14684-2001)》、《混凝土质量控制标准(GB60164-92)》、行业标准《普通混凝土用砂质量标准及检验方法(JGJ52-92)》、《建设部关于严格建筑用海砂管理的意见(建标[2004]143号)》,均明文强调了海砂拌制砼前必须进行检测试验,保证氯离子含量≤0.06%。
  检测试验过程必须严格按照现行国家标准《建筑用砂(GB/T14684-2001)》进行,计算与评定按下式进行:

  “终氯离子含量”取两次试验结果的算术平均值,精确至0.01%:若上述检测试验结果值≤0.06%,则满足现行国家标准中关于“砼用海砂的氯离子含量”的要求;若上述结果>0.06%,则需回淡化冲洗机再次淡化,直至检测试验结果满足规范要求。

  提高加热温度和延长加热时间会促进氯离子的溶出从而影响检出值,当加热温度达到80℃,加热时间达到60min后,氯离子检出值达到大;而取样质量和干湿砂制样方式不会对新方法结果产生影响。同时也对海砂氯离子检测的试验方法针对海砂进行改进:由于海砂中的pH值、硫化物及硫酸盐等较河砂偏高,而这些因素对滴定法终点的判断产生影响,因此在滴定过程中加入了HNO3和H2O2消除二者的影响。终确定了新的海砂氯离子检测方法:将海砂溶液置于水浴锅中待其从室温加热至80℃并且持续1h后停止加热,过滤后调节pH至中性,加入适量HNO3和H2O2溶液,再采用铬酸钾指示硝酸银滴定法检测。随后运用重复试验证明了新方法的重复稳定性;再运用新方法和国标法、美标法对比检测多组海砂氯离子含量,发现采用新方法测得的海砂氯离子含量数值是国标法的1-2倍,同时新方法较美标法误差较小。

  同时分析新方法测试后的海砂二次浸泡氯离子析出情况,结果显示二次浸泡后氯离子检出值基本可以忽略不计,验证了新方法的准确性。然后采用新方法和国标法对混凝土碱性环境下的氯离子析出情况进行比较,证明新方法在碱性环境下依然具有适用性。后文章分析了试验条件对氯离子检出值产生影响的原因,通过不同海砂总有机碳含量分析对比发现:采用新方法处理过的净化海砂溶液的有机碳总量比国标法处理的净化海砂溶液高,得出海砂表面包裹有大量有机物质使得海砂中的氯离子处于一种稳定状态,新方法的前处理过程会使有机物和氯离子大量溶出,说明新方法改变试验条件可以破坏海砂的稳定状态,使得氯离子完全析出。

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