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摘要：由于规范原因，不同原材碱含量试验方法不同，本文主要探讨混凝土外加剂与混凝土用水碱含量具体试验分析。

关键词：外加剂；水；碱含量；火焰光度计

1.概述

混凝土中的碱主要来源于各种原材，碱含量高的混凝土成型泡水后会返出大量的白色晶体状物质，我们通常叫这种现象为返碱，这种白色晶体状物质会使混凝土发生膨胀并产生裂缝，会影响工程的使用寿命。返碱在工程中是最为常见的现象，为了避免这种现象的发生，我们需要控制原材料的碱含量，降低碱在混凝土中的影响，从而延长工程的使用寿命。不同的原材，碱含量的测试方法不一样，碱含量测试时，我们为了得到相同的基本溶液，必须采用化学分离法将试验中的干扰元素分离出去，使被测溶液中只有钾和钠两种金属离子，得到均一的溶液。混凝土外加剂种类很多，目前大致可分为化学外加剂和矿物外加剂两种，而化学外加剂又有粉剂和水剂。化学外加剂一般以有机物作为主要成分，而矿物外加剂的化学成分比较复杂，其化学成分与水泥相似，因此矿物外加剂碱含量检验直接采用GB/T 176-2017，而化学外加剂粉剂由于成分相对复杂，是否直接采用GB/T 8077-2012，还是要经氢氟酸-硫酸蒸发处理除去硅，然后用热水浸取残渣是值得探讨的问题。混凝土用水不溶物含量极低，JGJ63-2006中规定了混凝土通水碱含量采用GB/T 176-2017，同样对需不需要去除硅后再进行试验，也是值得探讨的问题。

2.样品试验方法

2.1水泥标准样品

为了确保试验仪器、试剂和操作过程的准确性，购置了国家认可的水泥标准物质，按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2017）中氧化钾和氧化钠测试方法，反复进行试验，结果与标准值的偏差都在允许范围内。

2.2化学外加剂粉剂

方法一，按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2017）中氧化钾和氧化钠测试方法进行处理，利用硫酸和氢氟酸联合加热蒸发除去样品中的硅，加热水浸泡遗留下来的残渣，再用碳酸铵和氨水分离出铁、铝、钙、镁，滤液中的钾、钠用火焰光度计进行测定。

方法二，由于硅的存在形式为化合态形式，而这种形式的硅一般不溶于水和普通的酸（氢氟酸除外），混凝土用水一般取自大自然，里面可溶性硅含量可忽略不计。按照《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077-2012），不进行去除硅处理，直接以氨水和碳酸铵分离铁、铝、钙、镁，进行试验。

2.3混凝土用水

试验方法同化学外加剂粉剂，由于水中碱含量一般偏低，规范取0.2g取样数量偏少，对结果影响较大，因此试验过程直接量取50ml进行试验。

3.试验步骤

方法一：

第一步，标准曲线建立。由于试验过程只需少量标准溶液，因此只需准确称取烘好的氯化钾（光谱纯）0.7914g和氯化钠（光谱纯）0.9430g，加水溶解定容至500ml，制成一定浓度的标准溶液，此标准溶液每毫升含1mg氧化钾和1mg氧化钠。吸取此标准溶液0ml，0.5ml，1ml、2ml、3ml、4ml、5ml分别放入100mL容量瓶中，稀释至标线，用火焰光度计分别测量，由此绘制出的工作曲线，通过导出标准曲线相关数据计算线性关系，如果R2太小，就需重新标定，直到满足要求。标定好的曲线会自动存储在仪器内。

第二步，分离二氧化硅。称取约0.2g试样放入铂皿中，用滴管滴3滴水湿润，加入6ml氢氟酸和20滴硫酸（1+1），放置在电热板上加热，在加热过程中一定要不断摇晃铂皿，防止试剂飞溅。采用氢氟酸和硫酸（1+1）联合处理试样，使二氧化硅生成SiF4气体，同时硫酸与阳离子生成可溶性的盐类，通过处理，二氧化硅已经被完全分离掉了，对试验不产生干扰，同时，金属阳离子与硫酸反应生成了可溶性的盐类，被测元素钾和钠也变成可溶性的盐类。

第三步，分离铁、铝。对除去硅的试样中加入1滴甲基红指示剂，此时溶液呈现红色，用氨水（1+1）中和至黄色，此时硫酸铝、硫酸铁水解成氢氧化铁和氢氧化铝。

第四步，分离镁、钙。加入10mL碳酸铵（100g/L）溶液，使硫酸镁、硫酸钙形成碳酸镁和碳酸钙沉淀，加热，使沉淀完全。

第五步，用快速滤纸过滤，含有可溶性的钾盐和钠盐形成滤液，收集滤液在100ml容量瓶中，而其他沉淀物则留在滤纸上，达到了分离目的，从而消除了干扰元素。用洗瓶将滤纸上的沉淀物清洗干净，将滤液冷却至室温，此时溶液呈淡黄色，加入盐酸（1+1），使溶液呈玫瑰红色，最后定容至刻度线。

第六步，仪器操作，由于火焰大小对结果影响很大，因此根据仪器最佳使用性能，将火焰高度调制2-4cm为最佳状态，吸入被测溶液，直接读取浓度。

第七步，数据处理，由于在试验过程中加入试剂较多，为消除其对结果的影响，应同时做空白试验，在最后计算中定量扣除。

方法二：方法二与方法一比较，不进行第二步试验，其他步骤一样。

4.试验过程中碰到的问题、原因分析及处理方法

4.1过程问题及原因分析

（1）在做化学外加剂粉剂时，按照方法一预处理时每个样品在加入硫酸和氢氟酸后，所有样品均变成了黑色，是由于加入的硫酸使样品被碳化。

（2）在做混凝土用水时，如果按照规范只取0.2g，不仅结果重复性误差很大，而且也不好进行结果计算，因为判定规范要求单位是mg/L，而做试验时是按照质量称取的，单位是g，这样最后结果处理时，单位换算不合理。

（3）最开始时由于节约成本，用的皿是度铂金的金属皿，在加入许多盐酸（1+1）后，颜色一直呈淡黄色，最后通过人员、试剂比对，发现是铂皿的问题。由于金属皿的铂层特别薄，致使里层金属物质暴露在外，过程试剂全部反应完全。

4.2处理方法

被碳化后的化学外加剂粉剂样品，接着往下做，并不影响后续结果。混凝土用水检测时，每个样品均取50ml，这样既避免了重复性误差大的问题，也规避了单位换算会带来的错误。针对试剂不变色，置换成纯铂皿。

5.试验结果分析

5.1标准曲线绘制如图1（不一样的仪器，标准曲线不一样）

5.2计算

5.2.1化学外加剂粉剂

氧化钾质量分数=m2×0.1/m1（%），氧化钠质量分数=m3×0.1/m1（%）

m2：100mL测定溶液中氧化钾的含量（mg）

m3：100mL测定溶液中氧化钠的含量（mg）

m1：试样质量

碱含量为0.658*氧化钾质量分数+氧化钠质量分数

5.2.2混凝土用水

氧化钾含量=m2×20（mg/L），氧化钠含量= m3×20（mg/L）

m2：100mL测定溶液中氧化钾的含量（mg）

m3：100mL测定溶液中氧化钠的含量（mg）

m1：试样体积（50ml）

碱含量为0.658*氧化钾含量+氧化钠含量

5.3化学外加剂粉剂试验结果

以十组高效标准减水剂（粉剂）为例，按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2017）和《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077-2012）分别进行分析，试验结果见表1：

5.4混凝土用水试验结果

以十组混凝土用水为例，按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2017）和《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077-2012）分别进行分析，试验结果见表2：

6.结论

通过试验表明，化学外加剂粉剂和混凝土用水碱含量按照《水泥化学分析方法》（GB/T 176-2017）和《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077-2012）试验，结果一致性很好。因此，建议矿物外加剂碱含量试验方法参照GB/T 176-2017，化学外加剂和混凝土用水碱含量参照GB/T 8077-2012进行试验，但混凝土用水试验取样直接量取50ml。因此，方法简便，结果准确可靠的试验方法是值得推荐和采用的。

参考文献

[1] GB/T 8077-2012，《混凝土外加剂匀质性试验方法》

[2] GB/T 176-2017，《水泥化学分析方法》

[3] JGJ 63-2006，《混凝土用水标准》