一、 產品概述
氯離子是誘發鋼筋銹蝕的重要因素,為瞭避免鋼筋過早銹蝕,混凝土原材料中氯離子含量的控製相當嚴格。我國部分規范明確要求混凝土在選配砂子、骨料、水泥、外加劑、拌和水等混凝土原材料的時候,必須進行氯離子含量的測試,從根本上避免將過量氯離子帶入混凝土中。我公司生產的氯離子快速測定機正是測定新拌混凝土中氯離子濃度的實驗室電化學分析機器,氯離子選擇電療為指示電療,再輔以適當的參比電療,一起插入待測溶液中,構成供測定用的電化學系統。
二、 產品適用范圍及執行標準
執行標準:
《水運工程混凝土試驗規程》 JTJ270-98
《混凝土外加劑勻質性試驗方法》GB/T8077-2000
《混凝土結構耐久性設計規范》GB/T50476-2008
測試指標:
氯離子濃度、質量百分比。
適用范圍:
實驗室檢測氯離子含量,控製及防止鋼筋發生過早腐蝕,快速檢測混凝土、砂石子、水泥等無機材料的水溶性氯離子含量,結合混凝土中氯離子擴散系數,可對混凝土結構壽命、鋼筋銹蝕壽命進行預測。
三、 功能特點
本產品采用離子選擇電療法(ISE法),人機界麵采用組合式輕觸按鍵和128*64液晶顯示麵板。配置高速低噪熱敏微型打印機。全中文導航式提示菜單,操控直觀方便。是測定混凝土、砂石子、外加劑、拌和水等材料水溶性氯離子含量的最佳選擇。產品具有運行快、操作簡單,穩定性高、應用范圍廣等特點,同時適合於科研、檢測、和實驗室做水溶性氯離子含量檢測與測試。
四、 主要技術參數
1、 氯離子濃度范圍:5×10-5~10-1mol/L;
2、 pH范圍:2~6pH;
3、 溫度范圍:室溫;
4、 響應時間:≦2分鐘;
5、 輸出方式:打印輸出;
6、 輸入電源:AC/220V;
7、 顯示分辨率:0.1mV;
8、 輸入阻抗:≥1×1012Ω;
五、 產品配置
序號 | 名稱 | 數量 | 作用 |
1 | 主機 | 1臺 | 測試平臺 |
2 | 氯離子選擇電療 | 1支 | 測量氯離子濃度的選擇電療 |
3 | 參比電療 | 1支 | C(K2SO4)-1硫酸亞汞參比電療 |
4 | 溫度傳感器 | 1支 | 18B20 |
5 | 標定溶液1 | 1瓶 | 0.0055mol/L 250mL NaCl |
6 | 標定溶液2 | 1瓶 | 0.00055mol/L 250mL NaCl |
7 | 浸泡填充粉劑 | 1瓶 | 參比電療浸泡填充粉劑K2SO4,分析純50g |
8 | 多功能電療支架 | 1支 | 試驗裝置電療和傳感器支撐 |
9 | 打印紙 | 1卷 | 打印機耗材 |
10 | 電源線 | 1根 |
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11 | 保險絲 | 1個 |
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12 | 合格證 | 1張 |
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13 | 說明書 | 1本 |
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六、 實驗原理
氯離子含量的快速測定,是通過快速測量被測溶液中氯離子的濃度實現的。用氯離子選擇電療和硫酸亞汞參比電療置於被測溶液中,通過電療即可測得兩個電療之間的電位E,由於電療電位E和氯離子濃度的C的對數成線性關系(可以參考<補充>中的處理公式來得到),因此可以通過電療電位的測量計算出氯離子濃度,進而計算出氯離子的含量。
七、 硬件準備
n 氯離子選擇電療PCl-1-01
1、 技術參數
- 測量范圍:5×10-5~10-1mol/L氯離子濃度
- 溫度范圍:5-45℃
- 樣品pH值:4-11pH
- 活化溶液:10-2~10-3mol/L左右的氯化鈉 浸泡2小時
- 參比電療:C(K2SO4)-1硫酸亞汞參比電療
2、 使用步驟
一、 將氯離子電療與參比電療一起,使用磁力攪拌器在蒸餾水中清洗電療電位。例如溶液溫度25℃時,清洗電位一般在110mV左右;若溶液溫度低於25℃,則電位值要求適當降低;
二、 電療清洗守畢,將氯離子選擇電療放在10-2~10-3mol/L左右的氯化鈉浸泡活化2小時;
三、 對電療進行校正:在二種NaCl標準標定溶液中由濃到稀進行標定,標定步驟參照第九章節。
3、 電療保存
- 使用完畢應盡快用去離子水(蒸餾水也可)將電療電位清洗至110mV左右,然後用濾紙吸乾電療表麵水分,套上保護套放回包裝盒乾燥保存。
- 電療應貯存在(5-45)℃、相對濕度不大於85%的乾燥通風的常壓室內,空氣中不應含有腐蝕性氣體。
4、 註意事項
- 測量時,電療測量端應充分浸沒在被測溶液中。配套使用的參比電療的外參比溶液的液位必須高於外部被測溶液的液位。
- 為保證測量準確度,電療標定和測樣時,溫度、離子強度、攪拌速度等條件應一致。
- 更換樣品測量時,指示電療和參比電療應先用蒸餾水充分清洗,然後用濾紙輕輕吸乾電療上的殘留水跡,再將電療浸入下一樣品進行測量,這樣可以避免試樣間交錯污染。
- 樣品pH值應保持在(4-11)pH范圍內。在電療使用前應針對測試樣品,查閱盡量多的文獻或使用公認的標準測量方法(如國傢標準),以確保正確使用電療。
- 氯離子電療的插頭部分應始終保持清潔乾燥,避免銹蝕、污染。
- 氯離子電療在使用中應避免碰擦和強烈震動。
- 不建議用紗佈或卷筒紙直接擦拭電療,這樣有可能造成敏感膜片損壞。
5、 使用壽命
- 自產品生產日起半年內,客戶拆盒使用時應能滿足各項技術指標,氯離子電療為耗材性配件,正常使用壽命在1年左右。
n C(K2SO4)-1硫酸亞汞參比電療
1、 使用步驟
一、 將電療保護瓶蓋旋開,依次取下電療保護瓶和電療保護瓶蓋。打開加液塞,並將電療在K2SO4飽和溶液中浸泡2小時以上。
二、 電療測量端向下,捏住黑色電療帽部分,輕甩數次,檢查鹽橋處均應充滿溶液沒有氣泡,填充液為飽和的溶液應有適量的結晶存在。
三、 將電療加液口保持開啟狀態,與配套的指示電療一起進行校正或測量。
2、 電療保存
電療長期不使用,將電療保護瓶安裝在電療上並塞上加液塞塞子,乾燥保存。
電療使用頻率較高,關閉加液口,將電療浸於K2SO4飽和溶液中。
3、 註意事項
電療表麵如有白色粉末附著,用濕潤的紗佈擦去即可。
電療在使用一段時間後,填充液液麵會有所下降,請及時補充蒸餾水或K2SO4飽和溶液,使其液麵保持在管體2/3高度以上。
4、 其它事項
自產品生產日起一年內,客戶拆盒使用時應能滿足各項技術指標。參比電療為耗材性配件,正常使用壽命在2年左右。
n 18B20溫度傳感器
電療標定和實驗過程中,應把氯離子選擇電療、參比電療和溫度傳感器放在電療支架上,如圖所示:
18B20溫度傳感器 電療放置支架上
n 標定用NaCl溶液
八、 連線圖
九、 補充
試驗數據的處理公式
快速測定機的標定過程主要目的是確定氯離子濃度和電療電位的線性關系,即確定線性方程y=kx+b中的兩個系數:k、b,該系數是通過<電療標定>實驗過程中來得到的。其中,k的值可以根據公式1求得:(已知標定過程中所用的兩種標準溶液的濃度C1、C1,且假設其 應測得電位值為E1、E2)
k=(E1-E2)/(log C1-log C2) (公式1)
在得出k值以後即可通過公式2計算出b的值:
b=E2-logC2×k (公式2)
得到k、b的值後標定過程結束,在測定過程中,將測定值E3帶入線性方程y=kx+b即可求出方程中x的值,即待測溶液的氯離子濃度。而後通過特定的氯離子濃度和氯離子含量的計算公式即可得到氯離子含量。
十、 附錄
海砂、混凝土拌合物中氯離子含量的快速測定
1、目的和適用范圍:
本方法適用於現場快速檢驗海砂或混凝土拌合物中的氯離子含量,或檢測其氯離子含量是否超出規范所規定的允許值。
2、試驗基本原理:
用氯離子選擇電療和甘汞電療置於液相中,測得的電療電位E,與液相中氯離子濃度C的對數,呈線性關系,即E=K-0.059lgC。因此,可根據測得的電療電位值,來推算出氯離子濃度。
3、機器設備:
氯離子選擇電療:
測量范圍:5×10-5~10-2mol/L;
pH范圍:2~12;
響應時間:≦2min;
溫度范圍:5~35℃。
參比電療:飽和甘汞電療,鹽橋充KNO3 0.1mol/L或NaNO3溶液0.1mol/L。
電位測量機器:分辨值為mv的酸度計、恒電位機、伏特計或電位差計,輸入阻抗不小於7MΩ。
4、試驗步驟:
4.1 建立電位氯離子濃度關系曲線:
(1)把氯離子選擇電療放入由蒸餾水(或去離子水)配製的NaCl溶液0.001mol/L中活化2h;
(2) 用蒸餾水(或去離子水)配製5.5×10-3mol/L和5.5×10-4mol/L兩種NaCl標準溶液,各250mL;
(3)將氯離子選擇電療和甘汞電療(通過鹽橋),插入20±2℃的兩種NaCl標準溶液中,經2min後用電位測量測兩電療之間電位值。將兩值標點在E—lgC半對數座標上,其連接線即為電位—氯離子濃度關系曲線。
4.2檢測海砂或混凝土的氯離子含量是否超過規范規定的允許值時,應製備氯離子濃度允許限值的標準溶液250mL。標準溶液的NaCl濃度按下式計算:
CNaCl=K/3.55ß
式中 CNaCl——NaCl標準溶液的濃度(mol/L);
K——規范規定的氯離子濃度允許限值(%);
ß——混凝土的水灰比。
按前述同樣步驟測得20℃標準溶液的電療電位值。
註:氯離子濃度允許限值K,按水泥用量計。
4.3海砂中氯離子含量測定:
(1)把氯離子選擇電療放入0.001mol/LNaCl溶液中活化1h;
(2)按3.7節中的規定測定海砂含水率ωwc;
(3)稱取200g海砂樣品置於1000mL磨口瓶中,加入250mL蒸餾水(或去離子水),加蓋後搖晃1min,靜置半小時,並按此順序再重復一次。將上部清液移至錐形瓶中。並用溫度計量測清液的溫度;
(4)將氯離子選擇電療和甘汞電療(通過鹽橋)插入水中,用電位測量機測得電位值。按溫度每增加1℃,電位向負移動1mV的比率對電位值進行溫度較正,並從E—lgCNaCl曲線上推求得水中氯離子濃度。
4.4 混凝土拌合物中氯離子含量測定:
(1)把氯離子選擇電療入入以蒸餾水(或去離子水)配製的0.001mol/LNaCl溶液中活化1h;
(2)從混凝土拌合物中取出600g左右砂漿,放入燒杯中,量測溫度,插入氯離子選擇電療和甘汞電療(通過鹽橋),測定其電位,並進行溫度較正;
(3)從E—lgC曲線推算得相應拌和水的氯離子濃度。
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