混凝土用砂中氯离子含量测定的影响因素分析.doc

1、混凝土用砂中氯离子含量测定的影响因素分析摘要：通过对硝酸银滴定法测定普通混凝土用砂中氯离子含量的不确定度评定，分析影响该法准确度的主要因素，结果表明：各不确定度分量中滴定管及硝酸银标准溶液浓度所引入的不确定度分量较大，并提出降低其不确定度的方法，以提高混凝土用砂中氯离子含量测定结果的准确度。 关键词：硝酸银滴定法；混凝土用砂；氯离子含量；不确定度 Abstract: Based on the silver nitrate titration method for the determination of ordinary concrete chlorine ion content of san

2、d in uncertainty evaluation, analysis of the main factors affecting the accuracy of the method, the results show that: the uncertainty into the burette and silver nitrate standard solution concentration of components in the uncertainty component is larger, and the not the determination of methods, i

3、n order to improve the accuracy of concrete results determined by chloride ion content in the sand. Key words: silver nitrate titration method with sand; concrete; chloride content; uncertainty 中图分类号：TU755 【前言】 氯化物的侵入是引起混凝土中钢筋腐蚀的最主要原因之一，氯离子能破坏钢筋表面钝化膜而引起钢筋局部腐蚀，对钢筋腐蚀过程具有催化作用【1】 。混凝土用砂作为混凝土中氯离子主要来源之一，J

4、GJ52-2006中对混凝土用砂中氯离子含量有严格的强制性限量规定。海南作为海洋大省，受海水影响，笔者在日常检测中发现砂中氯离子含量过高也时有发生，因此，准确测量砂中氯离子含量，确保砂中氯离子含量满足JGJ52-2006 混凝土用砂标准要求至关重要。 概述 原理 本方法以铬酸钾为指示剂，在中性或弱碱性（pH6.5 pH10.5）条件下，以硝酸银标准溶液滴定溶液中的氯离子。 执行标准 JGJ52-2006 普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准；GB11896-89水质 氯化物的测定 硝酸银滴定法。 不确定度来源 在检验过程中，不确定度来源较多，主要由测量重复性、天平感量、标准溶液浓度、滴定管、容

5、量瓶及移液管允差、温度对玻璃器皿体积影响等几方面组成。 二、数学模型 砂中氯离子含量的定量数学模型为 式中，wcl-砂中氯离子含量，%；CAgNO3-硝酸银标准溶液的浓度，mol/L；V1-样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积，mL；V2-样品滴定时消耗的硝酸银标准溶液的体积，mL；m-试样质量，g；0.0355-氯离子的分子质量；10-试样溶液总体积与取样体积的比值。 三、测量不确定度的评定 3.1 测量重复性引入的相对不确定度 urel（3.1） 对本试验所用的同一批混凝土用砂重复测定 5 次，结果如表 1 所示。表 1 氯离子含量测定结果表 测量重复性引入的相对标准不确定度为 3.2 样

6、品处理过程引入的不确定度 urel（3.2） 按照 JGJ52-2006 中 6.18.3 规定的方法，将样品充分烘干混合后取样称量，由此所产生的不确定度可忽略不计。 3.3 称量样品引入的不确定度 urel（3.3） m 称量不确定度来自 3 个方面：第一，称量的重复性；第二，由天平称量不准引入的不确定度；第三，天平标度的可读性（数字分辨力） 。 按照 JGJ52-2006 的要求，样品称量为 500g，精确至 1g，试验所用天平最小分度为 0.1g，最大允许误差为0.1g，5 次称量的平均试样量为 500.1g。 3.3.1 称量的重复性引入的不确定度 g 3.3.2 天平称量不准引入的不

7、确定度 3.3.3 天平标度的可读性（数字分辨力）引入的不确定度 综合以上三项得 3.4 容量瓶引入的不确定度 urel（3.4） 按 JJG195-2006常用玻璃量器检定规程的规定，在 20时500mLA 级容量瓶的容量误差为0.15mL,则容量瓶允许误差引入的不确定度 温度对容量瓶和体积的影响：容量瓶校准温度为 20，本实验是在27条件下进行的，温差变化的同时会引起溶液体积和容器体积的变化，由于液体的体积膨胀系数明显大于容器容积的膨胀系数，因此容器容积产生的不确定度忽略不计，则溶液温度对体积引入的不确定度为 则容量瓶引入的不确定度为 3. 5 移液管引入的不确定度 urel（3.5） 按

8、 JJG195-2006常用玻璃量器检定规程的规定，在 20时 50mLA级单标线移液管的允许误差为0.05mL,则移液管允许误差引入的不确定度 溶液温度对体积引入的不确定度为 则移液管引入的不确定度为 3.6 硝酸银标准溶液浓度引入的不确定度 urel(3.6) 硝酸银标准溶液浓度平均值的合成标准不确定度为 3.7 实际消耗硝酸银标准溶液的体积（V1-V2）引入的不确定度urel（3.7） 3.7.1 滴定管校准引入的不确定度 u3.6.1 按 JJG195-2006常用玻璃量器检定规程的规定，25mLA 级滴定管的容量允差为0.04mL，样品及空白滴定均使用同一滴定管，则两次滴定引入的不确

9、定度相等，均为 3.7.2 样品滴定时溶液温度对体积引入的不确定度为，空白滴定时溶液温度对体积引入的不确定度为，则实际消耗硝酸银标准溶液的体积（V1-V2）引入的不确定度 3.8 系数 0.0355 和 10 的不确定度 urel（3.8） 相对于其他不确定度分量，由系数 0.0355 和 10 引入的不确定度可以忽略不计。 3.9 数值修约引入的不确定度 urel（3.9） 按照 JGJ52-2006 要求结果精确至 0.001%，因此数值修约间隔为0.001，由此引入的不确定度按半宽的均匀分布处理，则数值修约引入的不确定度为 3.10B 类合成标准不确定度为 3.11 砂中氯离子含量的合成

10、标准不确定度为 3.12 扩展不确定度的评定 3.13 本次氯离子含量的检测结果为（0.0050.00006）%（p=95%，k=2） 四、讨论 表 2 不确定度分量 4.1 由表 2 可以看出，实际消耗硝酸银标准溶液的体积（V1-V2） 、重复性测定及硝酸银标准溶液浓度的不确定度是砂中氯离子含量测定不确定度的主要来源，分别占合成不确定度的 41.6%、22.4%及 19.7%，而样品称量、容量瓶、移液管所引入的不确定度是砂中氯离子含量测定不确定度的重要来源，其它分量相对很小可以忽略不计。 4.2 笔者认为，样品滴定实际消耗的硝酸银标准溶液体积较小，所用25mL 滴定管允差太大是造成不确定度增

11、大的根源，因此，建议在实际工作中应根据消耗体积的大小选用合适量程的滴定管，如本次实验应使用10mL 滴定管，以减少由此产生的不确定度。其次，准确标定硝酸银标准溶液浓度，而硝酸银标准溶液浓度和滴定管的不确定度是造成样品测定重复性不确定度增大的主要原因。 4.3 通过以上对砂中氯离子含量测定不确定度的评定可以看出，在日常实验过程中，准确标定硝酸银标准溶液浓度、合理选用合适的滴点管和移液管、对实验仪器和玻璃器皿定期检定对实验结果至关重要。本实验室日常主要通过对滴定管及移液管进行校准、使用 A 级玻璃器皿、定期对天平等仪器检定，以降低测量不确定度，提高实验数据的准确性。 【参考文献】 杜荣归、刘玉、林昌健.氯离子对钢筋锈蚀机理的影响及其研究进展J.材料保护，2006 年 6 月第 39 卷第 6 期：49-50. 陈成仁.测量不确定度评定培训讲义M，北京：2007. JGJ52-2006.普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准S. GB11896-89.水质 氯化物的测定 硝酸银滴定法S. 作者简介：王秀云（1984-） ，女，应用化学专业本科，助理工程师，主要从事建筑材料检测工作。