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混凝土中的氯离子总含量检测

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发布时间：2025-06-01 08:39:24 更新时间：2025-05-31 08:39:25

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

混凝土中的氯离子总含量检测

氯离子是引发混凝土结构耐久性劣化的关键因素之一。当外部环境中的氯盐（如除冰盐、海水）渗入混凝土内部并积累至临界浓度时，会破坏钢筋表面的钝化膜，诱发电化学腐蚀反应，导致钢筋体积膨胀、混凝土保护层开裂剥落，最终致使结构承载力下降甚至失效。据统计，全球每年因氯离子侵蚀造成的工程修复费用高达数千亿美元。因此，精准检测混凝土中的氯离子总含量（包括游离态可溶性氯离子和与水泥水化产物结合的固化态氯离子），对评估结构服役寿命、制定防护策略及工程验收具有决定性意义。这一检测贯穿于混凝土原材料质量控制、施工过程监控及既有建筑安全评估全周期，是保障重大基础设施安全的核心技术环节。

检测项目

核心检测项目为混凝土中氯离子总含量的定量测定，涵盖以下具体指标：
- 总氯离子质量分数：以氯离子占水泥质量的百分比（%）表示；
- 单位体积氯离子含量：以kg/m³为单位，反映混凝土密实度与渗透性；
- 结合态/游离态比例分析：评估氯离子在混凝土中的存在形态及其迁移活性。
检测需严格区分硬化混凝土（钻芯取样）与新拌混凝土（直接取样），并根据工程需求选择不同深度的分层检测。

检测仪器

关键检测设备包括：
1. 高温电阻炉：用于样品灰化（温度≥550℃），分解有机物释放结合态氯离子；
2. 离子色谱仪（IC）：配备阴离子分离柱和电导检测器，实现氯离子高灵敏度分离定量（检测限达0.01mg/L）；
3. 自动电位滴定仪：通过银离子选择电极监测滴定终点，精度达±0.5%；
4. 精密分析天平：感量0.0001g，确保样品称量准确性；
5. 超声波提取仪：加速氯离子从混凝土粉末中的溶出；
6. 酸度计（pH计）：控制提取液酸碱度（通常需调节至pH 2-3）。

检测方法

主流方法及其操作要点：
1. 硝酸银滴定法（莫尔法）：
- 样品经粉碎、酸溶后，用硝酸（HNO₃）浸提氯离子；
- 加入铬酸钾指示剂，以0.02mol/L硝酸银标准溶液滴定至砖红色终点；
- 计算氯离子质量：Cl⁻(%)=（V×c×0.03545/m）×100（V为滴定体积，c为浓度，m为样品质量）。
2. 电位滴定法：
- 样品灰化后用热水提取，过滤得待测液；
- 采用银电极作为工作电极，自动记录滴定曲线，以电位突跃点为终点；
- 适用于深色或含干扰离子样品，精度优于滴定法。
3. 离子色谱法：
- 提取液经0.22μm滤膜净化后注入色谱系统；
- 以碳酸盐缓冲液为流动相，15分钟内完成氯离子分离检测；
- 通过标准曲线法定量，可同时检测F⁻、SO₄²⁻等阴离子。

检测标准

国内外权威标准规范：
- GB/T 50344-2019《建筑结构检测技术标准》：规定钻芯取样深度应≥50mm，每组样品质量≥1kg；
- JGJ/T 322-2013《混凝土中氯离子含量检测技术规程》：明确酸溶-电位滴定法为基准方法，要求平行样偏差≤5%；
- ASTM C1152/C1152M-20：规定酸溶性氯离子检测流程，要求检测报告包含取样位置示意图；
- EN 14629-2007：欧洲标准要求使用离子色谱法时，校准曲线相关系数R²≥0.999。
所有检测均需执行"三平行"原则（即同一批样品做3次重复测定），结果取算术平均值，并以干基质量计算最终含量。