離子色譜法測定混凝土外加劑中氯離子的含量

鋼筋銹蝕是影響鋼筋混凝土結構耐久性的一個主要原因。近年來,許多國家因鋼筋銹蝕而引起的工程損壞事例不斷發生,由此帶來的經濟損失也不斷增加。混凝土中氯離子的存在是造成鋼筋銹蝕的主要原因之一,而氯離子的侵蝕又是引發鋼筋銹蝕的最主要原因。混凝土主要由水泥、砂石、混凝土攪拌用水和混凝土外加劑構成,混凝土外加劑中所含的氯離子是混凝土中氯離子的一個主要來源,因此,對混凝土外加劑中的氯離子的檢測顯得很有意義。

2025年10月31日,根據國家標準化管理委員會發布的2025年第29號公告,國家標準GB/T 8076-2025《混凝土外加劑》即日發布并于2026年8月1日正式實施。發布的GB/T 8076-2025代替GB/T 8076-2008《混凝土外加劑》中規定,氯離子含量測定按照GB/T 8076-2025規定的離子色譜法進行測定。企業自檢時,也可采用規定的電位滴定法。但采用電位滴定法時由于氯化銀穩定性差,銀(氯)電極本身結構穩定性差,受環境因素干擾較大,造成測定結果重復性較差。另外,多數混凝土外加劑都是有機大分子化合物或含有有機大分子化合物,在用電位滴定法測定時,這些有機物會形成共軛酸堿體系,干擾終點。而且,電極長期處于有機環境中,會使有機物附著在電極表面,引起電極鈍化,使得終點延遲。以上因素都使得采用電位滴定法測定氯離子存在較大誤差,尤其是在測定低含量氯離子時,結果重現性更差,可信度更低。
本文利用皖儀離子色譜儀,通過陰離子交換色譜柱皖儀諾譜HS-5A-P2,使待測離子和其他離子分離,建立了一種針對混凝土外加劑的高靈敏度、高精密度、快速準確的氯離子分析方法。
關鍵詞:離子色譜;混凝土外加劑;氯離子。




1.1 儀器配置
表1 離子色譜系統配置清單

1.2 實驗材料及輔助設備
水中氯離子標準溶液:1000mg/L;
硝酸:優級純;
樣品:混凝土處理劑;
水系針式過濾器(0.22μm);
萬分之一電子天平;
實驗用水為皖儀科技超純水凈化器制備,電導率為18.25MΩ·cm(25℃)。
1.3 測試條件
表2 離子色譜條件

1.4 樣品前處理
準確稱取0.5g外加劑試樣,精確至0.1mg。放入50mL離心管中,加入25mL水和5滴硝酸溶解試樣,試樣能被水溶解時,再加25mL水,渦旋搖勻后靜置。將樣品過前處理小柱RP柱和0.22μm一次性針頭過濾器進離子色譜儀測試。保持條件不變并進行空白實驗。



2.1 線性測試
依次移取1mg/L、2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L的氯離子系列標準工作曲線,按照1.3工作測試條件得到標準曲線譜圖多點重疊圖如圖1,線性方程見表3,氯離子在該色譜條件下線性相關系數R=0.999以上,線性良好。

圖1 標準曲線重疊譜圖

圖2 氯離子標準曲線
表3 標準曲線線性方程

2.2 檢出限測試
GB/T 8077-2023中《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中規定氯離子的離子色譜儀檢出限為0.01mg/L,本方法中氯離子在0.01mg/L信噪比遠大于3,符合國標中靈敏度要求。氯離子檢出限信噪比見表4,色譜圖見圖3。
表4 氯離子檢測限信噪比


圖3 氯離子檢出限色譜圖
2.3 樣品測試
2.3.1 樣品含量測試


圖5 處理劑平行樣品二氯離子測試譜圖
表5 樣品結果分析

備注:①檢測結果已扣除空白;②不同方法、不同實驗室間檢測結果會存在差異。
2.3.2 樣品重復性限
根據國標要求,樣品檢測的重復性限應滿足如下表6要求:
表6 樣品重復性限要求

根據2.3.1樣品的測試數據可知,處理劑重復性限為:|0.0487%-0.0469%|=0.0018%;小于0.02%,符合國標要求。
2.3.3 樣品重復性測試
在1.3的工作測試條件下,對1.4的前處理后樣品進行重復性檢測。得到譜圖多點重疊圖如圖6和圖7所示,檢測結果見表7,可見氯離子重復性試驗峰面積RSD范圍為0.238-0.243%,保留時間RSD范圍為0.015-0.028%。檢測可靠,重復性良好。

圖6 處理劑平行樣品一連續進6針氯離子重疊測試譜圖

圖7 處理劑平行樣品二連續進6針氯離子重疊測試譜圖
表7 樣品重復性結果




本次實驗參考了即將實施的GB/T 8076-2025《混凝土外加劑》中的離子色譜法。實驗結果顯示,樣品溶液連續進樣6針,保留時間RSD為0.015-0.028%,峰面積RSD為0.238-0.243%,方法進樣檢出限良好,線性良好,相關系數R2為0.99911。以上數據均滿足國標方法對于儀器的要求。
采用皖儀離子色譜儀搭配電導檢測器,建立離子色譜法測定混凝土外加劑氯離子含量。樣品通過前處理,然后經離子色譜柱分離,采用外標法定量,能夠對混凝土外加劑中的氯離子進行定性、定量分析,該方法簡單易行,重復性好,靈敏度、平行性和重復性限均能達到要求,可采用此方法進行混凝土外加劑氯離子含量測定。完成對發布的GB/T 8076-2025《混凝土外加劑》中的離子色譜法測定氯離子的驗證工作。
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