浅谈既有建筑混凝土中氯离子含量的检测方法

浅谈既有建筑混凝土中氯离子含量的检测方法

黄丽梅

（广东建粤工程检测有限公司，510320）

【摘要】本文分析了建筑混凝土中氯离子含量过高给混凝土使用寿命带来的影响，并研究了三种检测建筑混凝土氯离子含量的方法，为控制建筑混凝土中氯离子含量、提高建筑混凝土的使用效率，延长其使用寿命提供有利依据。

【关键词】建筑混凝土；氯离子含量；检测方法

前言：

建筑混凝土中氯离子含量过高会造成混凝土内钢筋锈蚀，降低建筑混凝土耐久性，因此对建筑混凝土采用有效方法对其氯离子含量进行检测尤为重要，采用科学方法及时检测建筑混凝土氯离子不仅能够提高建筑质量，还为建筑行业可持续发展奠定了基础。

1．氯离子腐蚀原理

既有建筑混凝土中氯离子含量过高会对建筑物混凝土钢筋结构强度造成严重的腐蚀破坏，影响工程质量与实际寿命，这主要是由于氯离子自身的特性造成的。氯离子具有活性大、酸化性强、离子直径小等特点，在混凝土结构中容易穿透混凝土构造进行移动，当氯离子移动到混凝土中的钢筋表面时，氯离子会吸附在钢筋表面的钝化膜上并产生酸化，使混凝土中钢筋的PH值迅速降低，对混凝土内钢筋表面钝化膜造成腐蚀，破坏钢筋表面钝化保护膜[1]。因此当既有建筑混凝土中氯离子含量过高时，如果钢筋表面钝化保护膜较厚则氯离子会局部破坏钝化保护膜，会造成钢筋局部被腐蚀，形成点腐蚀或者坑腐蚀，一旦出现这种腐蚀情况会对断面小且应力高的筋造成严重危害；如果钢筋表面的钝化膜较薄，游离态的氯离子则会对整个钝化膜造成腐蚀，进而对整个钢筋进行腐蚀造成整个钢筋表面锈蚀。

2．渗入型氯离子侵蚀问题

目前一些混凝土钢筋因为各种原因在使用过程中都不能达到预期使用效果，大多数原因是因为混凝土结构的耐久性不够，我国混凝土结构的耐久性问题是一项非常严重的问题，而耐久性结构问题主要发生在东南沿海地区的建筑，该沿海地区的建筑结构受到海水和海雾的渗入影响，海水中含有大量的氯离子，氯离子对混凝土结构具有一定的腐蚀性，严重缩短了混凝土结构的使用寿命，此外在搅拌混凝土时掺入一些海砂，海砂中的氯离子也给混凝土结构带来了一定的腐蚀性，在一定程度上影响混凝土结构的使用寿命和使用性能。

3．既有建筑混凝土中氯离子含量的检测方法

3.1铬酸钾指示检验法

既有建筑中游离态氯离子检测通常使用铬酸钾指示检验法，这种检验方法能够有效检测出送检样品中50%的氯离子，如果对送检样品进行煮沸处理最高可以是检测出送验样品中80%的氯离子。使用铬酸钾指示检验法检验时需要使用硝酸银对氯化物进行滴定，硝酸银容易与氯化物反应产生氯化银沉淀物，进而可以通过氯化银沉淀物检验既有建筑混凝土中氯离子含量。在检测过程中铬酸钾作为滴定反应指示剂使用，由于氯离子活性比铬酸根离子活性高，因此溶液中银离子会先与氯离子发生反应生成沉淀，当氯离子与银离子充分反应后如果银离子过量才会继续与铬酸根离子发生反应，所以使用铬酸钾作为硝酸银滴定氯离子检验的指示剂不会影响硝酸银与氯离子发生反应。此外由于氯化银为白色沉淀物而铬酸银使砖红色沉淀物，因此能够明显区分出白色的氯离子沉淀，当氯离子完全反应生成氯化银后溶液中的硝酸银过量时会生成明显的砖红色铬酸银指示。检验完成后通过观察预测量可以确定送检样品中氯离子含量[2]。但是硝酸银滴定的检验方法在检验过程中由于会产生沉淀，容易使溶液变得比较浑浊，出现沉淀分层界限比较模糊的情况，导致检验者无法准确观察判断氯化银沉淀量，造成检验结果出现较大误差。

3.2电位滴定检验法

与铬酸钾指示硝酸银滴定检验方法比，电位滴定检验法不需要使用指示试剂，在检验过程中不需要通过沉淀物计算送检溶液中氯离子含量，因此精确度更高[3]。在电位滴定检验法中检验滴定反应完全的方法不需要使用指示剂反应而是通过测定送检样品溶液中电动势来确定。因为在使用硝酸银对送检溶液中铝离子进行滴定反应时产生氯化银沉淀，会消耗溶液中的氯离子，当滴定反应到达终点时溶液中的氯离子被完全消耗会导致溶液电池电势出现几个数量级的剧烈变化，通过使电极的电位产生突跃表示检测滴定反应完成。

使用电位滴定检验法检验首先，需要检验者使用一个银电极与一个恒定饱和甘汞电极插入检测溶液组成电池组，其中银电极作为指示电极，饱和甘汞电极作为参比电极。其次，在检测过程中需要检测者随时留意电极间电势变化，当出现电位突跃时立即停止滴定。第三，通过滴定过程中的电动势与对应消耗硝酸银定溶液体积，采用插入计算法与二次微商法计算出滴定检验使用硝酸银总体积，并最终计算出送检溶液中氯离子含量。第四，由于在滴定检验过程中使用电极插入送检溶液，容易对送检溶液纯净程度产生影响进而导致测量结果出现误差，因此对使用的银电极之前应当使用乙醇进行擦洗，让后使用蒸馏水浸泡二十四小时，同时还要保证甘汞电极的清洁，防止外部的离子与灰尘通过点击接触进入送检溶液，影响检测结果的准确性。

此外，使用电位滴定法对既有建筑混凝土中氯离子含量进行检测时还可以加入极少量的铬酸钾指示剂进行显色指示，保障检验者对滴定终点做出判断的准确程度。

3.3选择性电极检验法

氯离子选择电极检验方法不需要使用硝酸银进行滴定检验，不但检验精度高而且操作更加简单，同时还大幅降低了既有建筑混凝土中氯离子含量的检测的成本，提高了检测效率[4]。选择性电极检验法有效的利用了氯离子带负电的特性，通过选择电极的驱动测量溶液的电动势确定氯离子的活跃程度，带入特定的计算公式可以计算出送检样品溶液中氯离子含量。选择性电极检测法中使用的测定工具是不含内参比溶液是全固态电极，电极是由氯化银与硫化银固态沉积物压制而成的膜片，固定在塑料管的一端，使用时与甘汞电极和送检样品溶液共同组成原电池就可以对既有建筑混凝土送检样品中的氯离子含量进行检测。检测完成后将测定结果代入特定的计算公式进行计算或者输入专用的检测计算机运算软件，即可以测定出既有建筑混凝土中氯离子含量。

用选择电极检验法检测样品中氯离子含量需要特别注意对选择电极的保养与清洁。首先，氯离子选择电极在使用前应当用10摩尔/升的氯化钠溶液浸泡活化一小时以上，然后用等离子水反复清洗消除使选择电极的电势值，当电势值达到260毫伏以上才能使用[5]。其次注意对电极响应膜的保护与清洁，避免指甲等坚硬、锋利的物体接触到电极响应膜，以免划破电极响应膜，同时每次使用后立刻用等离子水反复冲洗，避免等离子响应膜沾染油污与灰尘。

总结

总之，混凝土结构中的氯离子为混凝土结构的耐久性使用带来不良的影响，缩短了混凝土使用寿命，建筑混凝土氯离子含量高的问题主要发生在东南沿海城市，因此应着重对该部分城市建筑用混凝土进行有效的氯离子检测，及时发现氯离子超高问题，以保证建筑的质量，为我国沿海地区的居民提供良好的居住环境。

参考文献：

[1]张奕,姚昌建,金伟良.干湿交替区域混凝土中氯离子分布随高程的变化规律[J].浙江大学学报(工学版).2013(02)

[2]黄小楼,白永智,温玉刚.蒸馏分离-汞盐滴定法测定混凝土样品中氯含量方法的改进[J].中国建材科技.2013(04)

[3]陈正,杨绿峰,曾建聪.混凝土氯离子提取液中氯离子含量测定方法研究[J].新型建筑材料.2014(10)

[4]张俊芝,王建泽,黄海珍,郑辉.钱塘江河口水体氯离子含量及对混凝土的侵蚀[J].自然灾害学报.2013(04)

[5]李杰,王志伟,闫长旺,刘曙光.氯盐环境中温度与干湿循环耦合作用对PVA纤维增强水泥基复合材料扩散系数的影响[J].混凝土.2016(04)