离子色谱法测定混凝土外加剂中氯含量的研究

[收稿日期] 2004-04-29
[基金项目] 湖南省经济贸易委员会基金资助项目
离子色谱法测定混凝土外加剂中氯含量的研究
文海初
(湖南建材高等专科学校,湖南衡阳 421008)
[摘 要] 研究开发了一种离子色谱法用于测定混凝土外加剂中的微量氯,所研究开发的方法具有灵敏、高效、无干扰和准确的特点。

对影响其色谱测量的各种因素进行了较为详细的研究,确定了试验的最佳测定条件。

结果表明,该法准确、快速、简便,应用于混凝土外加剂中氯离子的测定,结果满意。

[关键词] 混凝土外加剂; 氯; 离子色谱法
[中图分类号] TU 528101 [文献标识码] A [文章编号] 1002-3550(2004)09-0071-02
Determination of chlorine in additives of concrete testing by ion chromatography
W EN H ai -chu
(Hunan Building M aterials Colleg e,Hengyang 421008,Hunan,China)
Abstract: A rapid,efficient and interference-fr ee ion chromatogr aphy for determination of chlorine in additives of con -crete was described.T he various factors affecting deter mination were examined in details.T he optimum conditions for the deter -mination w as tested and discussed.T his metho d is accurate,quick-acquir ed and convenient.It is used in the determination of
trace chlor ine in additives of concr ete with the satisfied result.
Key words: additiv es o f concrete; chlorine; ion chromatography
0 前言
离子色谱(I C)作为一种新的仪器分析技术,是二十年以来发展转快的无机分析技术之一,具有快速、灵敏、选择性好和干扰少等优点,易于进行多元素分析,且检出限低,应用十分广
泛[1-3]。

离子色谱应用于无机阴离子的测定最广泛和最成功
的是对液体样品中的阴离子的测定,对于固体样品的测定报道不多,国外有关离子色谱在混凝土外加剂中的应用文献鲜有报道,国内尚未见报道。

混凝土外加剂是材料科学与工程的一个分支,已经成为混凝土中不可缺少的一个组成部分,它的应用可能会对钢筋混凝土中的钢筋产生锈蚀影响。

混凝土结构由于钢筋锈蚀而过早的破坏,已成为世界性问题。

造成混凝土中钢筋锈蚀的一个主要原因是有害离子Cl -的过量引入。

混凝土外加剂中微量Cl -是一个重要指标,准确测定氯离子的含量直接关系到混凝土配比的确定及浇灌后的质量。

部颁及行业标准中是采用电化学滴定法和蒸馏法来测定混凝土外加剂中的微量Cl -[4,5]
,
电化学滴定法由于外加剂中有机添加剂会形成共扼酸碱体系,对测定干扰大;蒸馏法则是将与Cl -干扰分离出来,用硝酸汞滴定法进行测定,在分析过程中常常需要严格控制溶液的各项反应条件,操作较为复杂、繁琐。

这两种方法灵敏度有限,且测定周期长,方法难掌握,尤其是对Cl -含量很低的样品,测定误差更大。

本文研究了一种简单快速灵敏的离子色谱法测定混凝土外加剂中微量氯,经回收验证及比较,证明本法简便、灵敏、快速。

1 试验部分
111 仪器和试剂
ZI -Ò型离子色谱仪(YSA -4型阴离子分离柱,YS2型阳离子抑制柱,电导检测器)。

美国M llipore 公司超纯水机(Mll-i Q)。

标准溶液:Cl -标准溶液(1000mg/L )由NaCl 配制而成,然
后根据不同元素测定的需要,配制成适当浓度的标准溶液。

淋洗液:410mmol/L N a 2CO 3。

HN O 3、H 3PO 4、Na 2CO 3、NaHCO 3、N aCl (NaCl 为优级纯,其余试剂为分析纯)。

112 色谱条件
淋洗液410mmol/L N a 2CO 3,流速214mL /min,进样量50L L ,纸速214mm/min 。

标准品及样品色谱见图1。

图1 Cl -的色谱图
#
71#2004年第9期(总第179期)Number 9in 2004(Total No.179)
混 凝
土
Concrete
全国建筑科学核心期刊China Building S cience Core Periodical
113样品处理
准确称取200mg样品于150mL三角烧瓶中,加入40mL 超纯水,用超声波振荡器提取30min,提取液经0145L m滤膜抽滤,以超纯水洗涤,定容至50mL。

2结果与讨论
211测定方法
精密吸取上述供试样品溶液与标准样品溶液各50L L,分别注入离子色谱仪,量取色谱峰面积,以外标法计算样品含量。

212色谱条件的选择
国内外文献多采用N a2CO3/N aHCO3或N a2CO3/N aOH淋洗液体系,本文采用N a2CO3体系为淋洗液体系,Na2CO3体系为中等强度淋洗体系,通过不同浓度的改进和与不同淋洗体系的比较试验表明,410mmo l/L N a2CO3淋洗液体系分离效果较好,且峰形尖锐,对称性好;增加淋洗液流速可以缩短洗脱周期而对峰高无影响,但会使柱压增大,系统压力增大,考虑到既要缩短分析周期,又要兼顾柱子的寿命和分析泵的磨损,选定洗脱液流速为214mL/min;由于混凝土外加剂的成分组成较为复杂,在提取液中有可能带出部分CO32-、HCO3-和PO43-从而出现杂质峰,但均不影响氯的测定。

213空白试验
按制备工艺制得不含Cl-的空白试样,取空白试样210mL,按211所述法对空白试样进行测定,结果表明在标准品相应位置无干扰。

214线性关系
用本色谱法,测定了0~24mg/L Cl-标准溶液色谱峰峰面积,以峰面积对应的标准溶液浓度做图。

结果表明Cl-的线性关系显著,Cl-的回归方程:Y=01139X+01049,r=01998;其中:Y为Cl-的含量(mg/L),X为Cl-的峰面积。

215检出限和精密度
分别称取11份空白试剂,按试验操作步骤处理和测定Cl-的含量,以测定结果的三倍标准偏差计算出Cl-的检出限为219L g/g。

精密吸取同一标准混合溶液50L L,连续进样6次测定峰面积,Cl-的变异系数为0183%。

216准确度试验
在确定的色谱条件下,用离子色谱法测定了三个标准样品中的Cl-含量,结果见表1。

表1标准物质分析结果W B/10-6标准物质GSR-5GSS-6GSD-12
实测值45106155
标准值40100163
217对比试验
用本法与离子选择性电极法对两个混凝土外加剂样品中Cl-含量进行分析,结果见表2。

表2不同方法的比较
样品
离子选择性电极法
/(W B/10-6)
离子色谱法
/(W B/10-6)
两种方法误差
/% 155********
24346010003
从表2可以看出,本法与离子选择性电极法对同一样品中Cl-含量测定结果基本相同。

3结论
建立了同时、快速、精确测定混凝土外加剂中Cl-含量的离子色谱法,此法简便、准确、重现性好。

[参考文献]
[1]H,Belevi,H.M onch.S i multaneous determination of fluorine,chlori ne
and sulfur in incinerator residues by oxidative high pressure digestion and i on chromatography[J].Analusis,2000,28(10):988-994.
[2]Ramajeevan Ganeshjeevan,Raghavan Chandrasekar.Determ i nation of
hexavalent chromium by on-li ne dialysis ion chromatography in a matrix of strong colourants and trivalent chromi um[J].J Chromatogr A, 2003,988(1):151-159.
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Level Anions in High-Purity Water Samples by Ion Chromatography with a Autom ated On-Line Eluent Generation System[J].M icrochem J,1999,61(1):58-68.
[4]陆建雯.中华人民共和国行业标准JGJ56-84混凝土减水剂质量标
准和试验方法、Cl-含量试验方法[S].北京,中国标准出版社, 1984,3.
[5]康萃文.中华人民共和国城乡建设环境保护部标准JC/T420-91水
泥原料中Cl-的化学分析法[S].北京,中国标准出版社,1991,1. [作者简介]文海初,1966年生人,男,试验师,主要从事于水泥及混凝土的研究与应用。

[单位地址]湖南省衡阳市雷公塘14号(421008)
[联系电话]139********;E-mail:w enhc020128@1631com
第六届中国国际水泥、混凝土、石灰、石膏工业展览会改期通知
各参展商及代表:
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本届展览会原定于2004年10月14~16日在北京展览馆举办,因多数国内外参展商及参观商建议将展览会移至2005年上半年举办,效果会更好。

经中国建筑材料工业协会、中国水泥协会、中国贸促会建材行业分会及部分国内外企业代表认真研究,决定将/第六届中国国际水泥、混凝土、石灰、石膏工业展览会0调整到2005年3月10~12日在北京展览馆举办。

如有不详事宜,请与大会组委会联系,电话:010-********,传真:010-********,由此给您来的不便我们深表歉意!
中国贸促会建材行业分会
二o o四年九月十六日#
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