测定混凝土中氯化物含量的方法究竟有多准确？

申请免费试用、咨询电话：400-8352-114

众所周知，无论是作为外加剂加入混凝土中的氯盐，还是来自于海水侵蚀和除冰盐，这些氯化物都将碱性混凝土中钢筋表面形成的钝化氧化层局部性的去钝化。

如果有足够的氯化物，那么就会对钢筋形成局部点状锈蚀。这种情况尤其在氧气含量比较低的区域更易发生，例如潮湿的混凝土。点状锈蚀在钢筋截面是完全看不出的，有时在钢筋表面也几乎看不出来。因为有早期阳极效应发生，如果不能精确测定的话，那么这种现象造成的危害是很难修复的。

这种影响意味着遭受点状锈蚀的区域可以为周边区域提供电流，实际上，它提供给这些区域作为牺牲的阴极保护。小块修补这些对周边的混凝土没有进行氯化物处理的区域，将不可避免造成牺牲阴极保护的损失，结果加速腐蚀部位的腐蚀，这个通常在修补部位的任何一边都有发生。因此精确判断氯化物含量的大小是成功修补的关键。在英国，具有代表性的是对含有一定氯化物的建筑物采用电化学修补方法，通常采用阴极保护的一些形式，在欧洲和美国也已经采用电化学法除氯盐了。

以前，英国运输部关注的是桥梁的氯化物测定，两个试验室获得了截然不同的结果，笔者和罗尔采用的方法是循环的试验方法，这种方法是英国一些有名的试验室普遍采用的氯化物测试试验标准。

试验室制备了一系列试块，采用水泥与砂的比例为1:6，同时掺加不同含量的氯化钠。采用的氯盐含量都是有代表性的，可以代表现浇混凝土受到的除冰盐侵蚀或是来自于添加的氯化钙，试块制备中氯盐的添加采用混合在拌合用水的形式。每个试块都放置在密封的塑料袋中直到硬化，然后取出来、烘干，像钻芯取样的试块那样压碎。大部分试块破碎后被挑选作为更小的二次取样的子试样。然后这些试块被标注来表明它们来自于停车场，这些试块的等级是如此令人信服，以至于可以与钻芯所取试样的等级相一致。

试验者然后将这些试块分发到不同的试验室，测定他们的氯化物含量，并支付分析试验费用，其实任何一家试验室都没有意识到它们也在经受测试。在这方面，这个试验不同于其他那些试验，其他试验中试验室都意识到这一点，因此会更加努力认真测定。从作者的角度来看，采取这种盲目分配试验的方法是很重要的，可以确保试验室对待这些试块像对待普通商业试样那样。

试验的结果是令人失望的。12家试验室中只有5家测定的结果与真实值相差10%以内。这个结果表明测定结果不是取决于测试费用，一些费用很高的试验室得出的测定结果很差。那时，UKAS委员会做的鉴定似乎没有对任何一家具有正面效益。并不是所有的试验室都有测定氯化物的资格，并且鉴定似乎没有产生更好的结果。这个调查结果公布在《工程修复》杂志上。

类似的试验在荷兰也进行过，得出了相似的结论：17家试验室只有5家的测定结果与真实值相差10%以内。7家试验室被认为中等合格，测定值偏离真实值10%~20%。剩余的5家试验室的测定值明显错误，相对于真实的氯化物含量，偏差范围从-87%~182%。从最近的情况来看，认为造成比较大的偏差主要是要求测定值太小了。另外有四家试验室对试块的制备和化学分析是否按照要求所做有疑问。这几家试验室，毫无例外测定的氯化物含量偏离真实值都在50%以上。

筛选

首先，在英国试验室是如何测定氯化物含量的？参考的标准方法保留了沃尔哈德滴定。试验采用大量试块压碎后通过150微孔筛的二次取样的小试样，或者采用钻孔渣。严格来讲这些试块都要先弄干，然后压碎，通过150微孔筛，但是一些试验室直接测试试块。小的二次取样的小试样，通常是5g，浸泡在热的稀硝酸溶液中，过滤溶液，然后将滤液采用硝酸银溶液和硫氰酸氨滴定。这个过程既费时，过滤步骤又令分析过于麻烦，因此，要获得好的结论必须很仔细的测定。做这个分析有时可能省略了过滤步骤，但在最后滴定时却很难在浅黄色溶液中看到颜色发生变化，这个变化是由于硫氰酸盐存在而导致红棕色出现。

现在许多试验室都采用一种基于离子选择电极的测定方法。这既可以直接测定溶液中氯化物含量，也可用作一种感测电极用在硝酸银电位滴定中。这种方法的优点是不需要观察颜色变化，过滤也不是必须的，也没有人为评定颜色变化的主观影响。因此这种方法能够有很好的准确性。

几乎很少有试验室采用X射线荧光法，混凝土中氯化物含量很低甚至是受污染的混凝土也是很低的，因此这种方法的准确性是令人怀疑的。

只要是好的方法都可用于分析，那么为什么结果却差异很大呢。事实上是试验室之间的竞争导致了价格战。为了从检测中赚取利润，试验室需要快速试验和检测大量试块。抄近路的诱惑是很大的，因此这也是造成检测差异的可疑原因之一，不过其他的可能也是存在的。

大量的计算集中在试块尺寸的问题上。试验室通常假设试块中水泥含量是14%，因此很少去检测实际水泥含量，结论通常都提及将假定含量为14%作为试块的水泥含量。如果混凝土取样很差，那么试块中水泥含量就不能代表实体混凝土的情况，而仍按14%的水泥含量测定样品的氯化物含量的话，其结果也是错误的。为了将这种影响降到最低，采用最普遍的取样方法所取的二次试样的重量至少在25%以上，这一点是至关重要的。如果试验室测定不同等级的粉末试样，那么采用20mm的水泥钻取样时需要双孔。这种测试只测定5g材料，而其余大部分样品则更可能代表混凝土母体的水泥含量。然而大量小试样被送到试验室做检测，这可能是取样差或是客户对样品要求的误解造成的。好的试验室应该对这些试样提出质疑并要求客户提供更大的样品。如果客户不能提供大的样品，那么应该做一份适当的报告书告知测定的精确性有所折衷。以笔者的经验来说，并非所有的试验室都会这么做。

最近在混凝土协会材料部已经讨论过这个问题了，相关的考虑已经在先前的循环测试中提及过。据估计，对于这个问题协会并不是好的执行部门，或许最好的部门应该是UKAS委员会。目前协会正在关注《硬化混凝土分析》的技术报告32部分的修改。那么氯化物的分析和准确性将被重新解读。

结束语

那么如何使客户确信他们获得的结论是准确的呢？首先，也是最重要的一点是客户应确定样品尺寸是正确的，或是确定提供样品的质量。

第二，客户可以要求试验室提供所采取测定方法的检测步骤的细节，包括样品的提取和检测步骤，例如，在使用自动分析仪时不只是对测定仪器的校准。试验室应很慎重的做到客户在看到检测报告的同时看到自己提供样品受到检测。

最后，客户应考虑自己制作测定试样，并且提交用于测定的试样来自这些试样。在英国大部分的咨询工程师中至少有一个是将此作为规定来做的。

花在正在运行的建筑物修补方面的费用已达到几十万英镑，准确测定混凝土中氯化物含量变得至关重要。希望本文可以为一些研究提供一个背景资料，给那些忙于委托调查和修补的人提供一些忠告。