附 录 B (规范性附录)
混凝土外加剂中氯离子含量的测定方法(离子色谱法)
B.1 范围
本方法适用于混凝土外加剂中氯离子的测定。 B.2 方法提要
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离子色谱法是液相色谱分析方法的一种,样品溶液经阴离子色谱柱分离,溶液中的阴离子F、Cl、
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SO2-4、NO3 被分离,同时被电导池检测。测定溶液中氯离子峰面积或峰高。 B.3 试剂和材料
a)氮气:纯度不小于99.8%; b)硝酸:优级纯;
c)实验室用水:一级水(电导率小于18mΩ·cm,0.2μm超滤膜过滤); d)氯离子标准溶液(1mg/mL):准确称取预先在(550~600)℃加热(40~50)min后,并在干燥器中冷却至室温的氯化钠(标准试剂)1.648g,用水溶解,移入1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度。
e)氯离子标准溶液(100μg/mL):准确移取上述标准溶液100mL 至1000mL容量瓶中,用水稀释至刻度。
f)氯离子标准溶液系列:准确移取1mL,5mL,10mL,15mL,20mL,25mL(100μg/mL的氯离子的标准溶液)至100mL 容量瓶中,稀释至刻度。此标准溶液系列浓度分别为:1μg/mL,5μg/mL,1μg/mL,15μg/mL,20μg/mL,25μg/mL。 B.4 仪器
B.4.1 离子色谱仪:包括电导检测器,抑制器,阴离子分离柱,进样定量环(25μL,50μL,100μL)。
B.4.2 0.22μm水性针头微孔滤器。 B.4.3 柱:功能基为聚二乙烯基苯。 B.4.4 注射器:1.0mL、2.5mL。 B.4.5 淋洗液体系选择
B.4.5.1 碳酸盐淋洗液体系:阴离子柱填料为聚苯乙烯、有机硅、聚乙烯醇或聚丙烯酸酯阴离子交换树脂。
B.4.5.2 氢氧化钾淋洗液体系:阴离子色谱柱IonpacAs18型分离柱(250mm×4mm)和IonPacAG18型保护柱(50mm×4mm);或性能相当的离子色谱柱。
B.4.6 抑制器:连续自动再生膜阴离子抑制器或微填充床抑制器。 B.4.7 检出限:0.01μg/mL。 B.5 通则
B.5.1 测定次数
在重复性条件下测定2次。 B.5.2 空白试验
在重复性条件下做空白试验。 B.5.3 结果表述
所得结果应按GB/T8170修约,保留2位小数;当含量<0.10%时,结果保留2位有效数字;如果委托方供货合同或有关标准另有要求时,可按要求的位数修约。 B.5.4 分析结果的采用
当所得试样的两个有效分析值之差不大于表B.1所规定的允许差时,以其算术平均值作为最终分析结果;否则,应重新进行试验。
表B.1 试样允许差
Cl含量范围/% 允许差/% -<0.01 0.001 0.01~0.1 0.02 0.1~1 0.1 1~10 0.2 >10 0.25 B.6 分析步骤 B.6.1 称量和溶解
准确称取1g外加剂试样,精确至0.1mg。放入100mL烧杯中,加50mL水和5滴硝酸溶解试样。试样能被水溶解时,直接移入100mL容量瓶,稀释至刻度;当试样不能被水溶解时,采用超声和加热的方法溶解试样,再用快速滤纸过滤,滤液用100mL容量瓶承接,用水稀释至刻度。 B.6.2 去除样品中的有机物
混凝土外加剂中的可溶性有机物可以用On Guard RP柱去除。 B.6.3 测定色谱图
将上述处理好的溶液注入离子色谱中分离,得到色谱图,测定所得色谱峰的峰面积或峰高。 B.6.4 氯离子含量标准曲线的绘制
在重复性条件下进行空白试验。将氯离子标准溶液系列分别在离子色谱中分离,得到色谱图,测定所得色谱峰的峰面积或峰高。以氯离子浓度为横坐标,峰面积或峰高为纵坐标绘制标准曲线。 B.6.5 计算及数据处理
将样品的氯离子峰面积或峰高对照标准曲线,求出样品溶液的氯离子浓度C,并按照式(B.1)计算出试样中氯离子含量。
C×V×10-6
X Cl-= ×100???????????(B.1)
m
式中:
X Cl-——样品中氯离子含量,%;
C——由标准曲线求得的试样溶液中氯离子的浓度,单位为微克每毫升(μg/mL); V——样品溶液的体积,数值为100mL; m——外加剂样品质量,单位为克(g)。
附 录 C
(资料性附录) 混凝土外加剂信息
C.1 范围
本附录提供了混凝土外加剂的种类、主要功能、水泥与外加剂之间的适应性、外加剂应用注意事项等简单信息。涵盖了高性能减水剂(早强型、标准型、缓凝型)、高效减水剂(标准型、缓凝型)、普通减水剂(早强型、标准型、缓凝型)、引气减水剂、泵送剂、早强剂、缓凝剂、引气剂共8类外加剂。 C.2 外加剂的种类
外加剂按其主要功能分类,每一类不同的外加剂均由某种主要化学组成分组成。市售的外加剂可能都复合有不同的组成材料。 C.2.1 高性能减水剂
高性能减水剂是国内外近年来开发的新型外加剂品种,目前主要为聚羧酸盐类产品。它具有“梳状”的结构特点,有带有游离的羧酸阴离子团的主链和聚氧乙烯基侧链组成,用改变单体的种类,比例和反应条件可生产具各种不同性能和特性的高性能减水剂。早强型、标准型和缓凝型高性能减水剂可由分子设计引入不同功能团而生产,也可掺入不同组分复配而成。其主要特点为:
a)掺量低(按照固体含量计算,一般为胶凝材料质量的0.15%~0.25%),减水率高; b)混凝土拌合物工作性及工作性保持性较好; c)外加剂中氯离子和碱含量较低;
d)用其配制的混凝土收缩率较小,可改善混凝土的体积稳定性和耐久性; e)对水泥的适应性较好;
f)生产和使用过程中不污染环境,是环保型的外加剂。 C.2.2 高效减水剂
高效减水剂不同于普通减水剂,具有较高的减水率,较低引气量,是我国使用量大、面广的外加剂品种。目前,我国使用的高效减水剂品种较多,主要有下列几种:
a)萘系减水剂;
b)氨基磺酸盐系减水剂;
c)脂肪族(醛酮缩合物)减水剂; d)密胺系及改性密胺系减水剂; e)蒽系减水剂; f)洗油系减水剂。
缓凝型高效减水剂是以上述各种高效减水剂为主要组分,再复合各种适量的缓凝组分或其他功能性组分而成的外加剂。 C.2.3 普通减水剂
普通减水剂的主要成分为木质素磺酸盐,通常由亚硫酸盐法生产纸浆的副产品制得。常用的有木钙、木钠和木镁。其具有一定的缓凝、减水和引气作用。以其为原料,加入不同类型的调凝剂,可制得不同类型的减水剂,如早强型、标准型和缓凝型的减水剂。 C.2.4 引气减水剂
引气减水剂是兼有引气和减水功能的外加剂。它是由引气剂与减水剂复合组成,根据工程要求不同,性能有一定的差异。 C.2.5 泵送剂
泵送剂是用改善混凝土泵送性能的外加剂。它由减水剂、调凝剂、引气剂、润滑剂等多种组分复合而成。根据工程要求,其产品性能含有所差异。 C.2.6 早强剂
早强剂是能加速水泥水化和硬化,促进混凝土早期强度增长的外加剂,可缩短混凝土养护龄期,加快施工进度,提高模板和场地周转率。早强剂主要是无机盐类、有机物等,但现在越来越多的使用各种复合型早强剂。
C.2.7 缓凝型
缓凝剂是可在较长时间内保持混凝土工作性,延缓混凝土凝结和硬化时间的外加剂,缓凝剂的种类较多,可分为有机和无机两大类。主要有:
a)糖类及碳水化合物,如淀粉、纤维素的衍生物等。 b)羟基羧酸,如柠檬酸、酒石酸、葡萄糖酸以及其盐类。 c)可溶硼酸盐和磷酸盐等。 C.2.8 引气剂
引气剂是一种在搅拌过程中具有在砂浆或混凝土中引入大量、均匀分布的微气泡,而且在硬化后能保留在其中的一种外加剂,引气剂的种类较多。主要有:
a)可溶性树脂酸盐(松香酸); b)文沙尔树脂; c)皂化的吐尔油; d)十二烷基磺酸钠; e)十二烷基苯磺酸钠;
f)磺化石油羟类的可溶性盐等。 C.3 混凝土外加剂的主要功能
a)改善混凝土或砂浆拌合物施工时的和易性; b)提高混凝土或砂浆的强度及其他物理力学性能; c)节约水泥或代替特种水泥;
d)加速混凝土或砂浆的早期强度发展; e)调节混凝土或砂浆的凝结硬化速度; f)调节混凝土或砂浆的含气量;
g)降低水泥初期水化热或延缓水化放热; h)改善拌合物的泌水性;
i)提高混凝土或砂浆耐各种侵蚀性盐类的腐蚀性; j)减弱碱
k)改善混凝土或砂浆的毛细孔结构; l)改善混凝土的泵送性; m)提高钢筋的抗锈蚀能力;
n)提高集料与砂浆界面的粘结力,提高钢筋与混凝土的握裹力; o)提高新老混凝土界面的粘结力等。 C.4 影响水泥和外加剂适应性的主要因素
水泥与外加剂的适应性是一个十分复杂的问题,至少受到下列因素的影响。遇到水泥和外加剂不适应的问题,必须通过试验,对不适应因素逐个排除,找出其原因。
a)水泥:矿物组成、细度、游离氧化钙含量、石膏加入量及形态、水泥熟料碱含量、碱的硫酸饱和度、混合材种类及掺量、水泥助磨剂等。
b)外加剂的种类和掺量。如:萘系减水剂的分子结构,包括磺化度、平均分子量、分子量分布、聚合性能、平衡离子的种类等。
c)混凝土配合比,尤其是水胶比、矿物外加剂的品种和掺量。 d)混凝土搅拌时的加料程序、搅拌时的温度、搅拌机的类型等。 C.5 应用外加剂主要注意事项
外加剂的使用效果受到多种因素的影响,因此,选用外加剂时应特别予以注意。
C.5.1 外加剂的品种应根据工程设计和施工要求选择。应使用工程原材料,通过试验及技术经济比较后确定。
C.5.2 几种外加剂复合使用时,应注意不同品种外加剂之间的相容性及对混凝土性能的影响。使用前应进行试验,满足要求后,方可使用。如:聚羧酸系高性能减水剂与萘系减水剂不宜复合使用。
C.5.3 严禁使用对人体产生危害,对环境产生污染的外加剂。用户应注意工厂提供的混凝土外加剂安全防护措施的有关资料,并遵照执行。
C.5.4 对钢筋混凝土和有耐久性要求的混凝土,应按有关标准规定严格控制混凝土中氯离子含量和碱的数量。混凝土中氯离子含量和总碱量是指其各种原材料所含氯离子和碱含量之和。
C.5.5 由于聚羧酸系高性能减水剂的掺加量对其性能影响较大,用户应注意按照准确计量。