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摘 要：水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂浆或混凝土广泛应用于土木建筑、桥梁等工程。水泥中的化学成分对混凝土的影响非常大，因此水泥的化学分析具有重要意义。
关键词：水泥；化学分析；检测
水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、桥梁等工程。水泥中的化学成分对混凝土的影响非常大。如在化学分析时操作不当将对试验结果造成很大偏差，现将试验中易出现的问题进行了分析总结，对容易产生问题的步骤给出相应的操作要点，以提高測定的准确度，减少试验过程中的人为误差。
1 水泥化学分析检测的必要性
（1）水泥中氯离子超过一定的含量会对混凝土中的钢筋产生锈蚀，对混凝土的结构造成很大的破坏。
（2）水泥的安定性是水泥几项技术指标中最重要的质量指标。安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性，若水泥硬化后体积变化不稳定和均匀，即是安定性不良，会导致混凝土产生膨胀破坏，造成严重的工程质量事故。而影响水泥安定性不良的原因有：一是水泥熟料中氧化镁含量超标，二是水泥中含有过量的三氧化硫。
我国新修订的《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）中规定了水泥中氯离子、 氧化镁和三氧化硫的限量。
2 水泥中氯离子的测定方法和操作要点
关于水泥中氯离子的测定方法，《水泥化学分析方法》（GB/T176-2008）给出了硫氰酸铵容量法和磷酸蒸馏-汞盐滴定法两种方法， 目前被广泛使用的是磷酸蒸馏-汞盐滴定法。
磷酸蒸馏-汞盐滴定法测试需注意以下几个方面：（1）称取试样时要注意，勿使试料粘附于管壁，否则粘附于管壁的试料将无法发生反应，使测试结果偏低；（2）冷凝管的下端与锥形瓶的液面要很好地接触；（3）控制好气体流速，此时锥形瓶中应有连续的气泡产生，若没有，应检查锥形瓶的气密性，保证蒸馏出来的氯化氢气体被吸收液充分吸收，气体流速对测定结果会有一定的影响；（4）蒸馏液中乙醇的体积分数占75%以上，其目的是增大指示剂的溶解度，使测试终点敏锐；（5）在硝酸汞标准滴定溶液的配制过程中，为了防止硝酸汞水解形成沉淀，一定先将硝酸汞固体用硝酸溶解完全后再加水稀释。固体硝酸汞的吸水性很强，称量完毕后要马上密封保存，硝酸汞溶液属于有毒的重金属溶液，配制时要佩戴手套以免沾手；（6）配制二苯偶氮碳酰肼溶液时，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否则会因为指示剂浓度不够而影响其灵敏度；（7）溴酚蓝及二苯偶氮碳酰肼两种指示剂都溶于乙醇，所以不要一次性配制很多，否则会因为乙醇挥发而改变指示剂溶液的浓度，使终点颜色变色不敏锐，影响结果滴定；（8）pH值调节，溴酚蓝指示剂变色范围在3.0～4.6，用氢氧化钠调至蓝色，再用硝酸调成刚好黄色并过量一滴，此时pH值刚好在3.5左右。
3 水泥中氧化镁含量的测定方法和操作要点
3.1 水泥中氧化镁含量的测定
目前广泛应用的是EDTA滴定差减法（代用法）。通常采用将硅、铁、铝等与钙、镁分离，在pH=10时，以酸性铬蓝K-萘酚绿B为指示剂，用EDTA滴定溶液中的钙、镁含量，在pH>12.5时，测得钙含量，用钙、镁含量减去钙的量，即可求得氧化镁的含量。
3.2 氧化镁测定的操作要点
氧化镁测定的操作要点为以下几个方面：（1）用酸熔方法制备溶液时，向试样中加水必须边加水边搅拌，否则水泥很容易凝固；（2）明显判定氧化钙指标滴定终点绿色荧光消失并呈现红色的最佳背景应是黑色试验台；（3）pH值的调节是影响实验结果关键的一步；（4）指示剂的加入量很关键，加指示剂时必须慢慢地加，并且边加边搅拌。测氧化钙时，CMP混合指示剂加到溶液呈淡黄色即可，如果加多了，呈深黄色就很难找到滴定的终点，测钙、镁时，KB混合指示剂需加到溶液呈红色，如果加少了，呈很淡的红色也很难找到滴定的终点；（5）由于EDTA与镁离子配位反应缓慢，所以在临近终点时，必须充分搅拌，并放慢滴定速度，如果滴定速度快，则容易使测定结果偏高。
4 水泥中三氧化硫的测定方法和操作要点
硫酸钡重量法是测定三氧化硫的经典方法，该方法准确度高、 适用范围广。
4.1 硫酸钡重量法的测试原理
用盐酸将水泥中的硫酸根离子溶解，加入氯化钡溶液。使硫酸根离子与钡离子形成硫酸钡沉淀，通过称量得到硫酸钡的质量，从而计算出水泥中硫酸根离子的含量（结果以三氧化硫计）。
4.2 分析步骤
称取约0.5g水泥，置于烧杯中，加30ml～40ml的水，加10ml盐酸，加热煮沸并保持微沸5min左右。中速滤纸过滤，用热水洗涤10次～12次，调整溶液体积为200ml左右，煮沸，边搅拌边滴加氯化钡溶液（100g/l）10ml，在常温下静置12h～24h或温热处静置至少4h。用慢速滤纸过滤，温水洗涤至无氯离子（用硝酸银溶液检验）。
4.3 操作要点
操作要点主要为：（1）加入盐酸前，应将水泥试样用玻璃搅拌散，加入盐酸后要仔细搅拌，不得有大块水泥试样存在，以便使水泥试样充分溶解；（2）过滤用的漏斗最好采用长颈漏斗，且过濾前使漏斗颈充满水，即做成水柱，以加快过滤速度；（3）洗涤时，第一次洗液滤完后，再进行第二次洗涤，第二次洗液滤完后，再进行第三次洗涤，以此类推；（4）硫酸钡是晶状沉淀，为了获得较纯净的硫酸钡沉淀，滴加氯化钡溶液时应缓慢地加入且应不断搅拌，以防止“局部过浓”的现象，另外，沉淀过程应当在热溶液中进行，即将溶液煮沸，最好氯化钡溶液也在加热后使用。
5 结束语
总之，水泥化学分析是水泥重要指标，要在试验检测过程中严格控制。检测结果不仅与量的本身有关，而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员有关。所以在实验过程中，一定要严格按照标准规定的程序进行操作。在充分理解各检验项目测定原理的基础上，准确把握影响测定结果准确性的关键环节，精心操作，就能减小实验误差，提高检测结果的准确性。
参考文献：
[1]GB175-2007.通用硅酸盐水泥[S].
[2]GB/T176-2008.水泥化学分析方法[S].
关键词：水泥；化学分析；检测
水泥是重要的建筑材料，用其制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、桥梁等工程。水泥中的化学成分对混凝土的影响非常大。如在化学分析时操作不当将对试验结果造成很大偏差，现将试验中易出现的问题进行了分析总结，对容易产生问题的步骤给出相应的操作要点，以提高測定的准确度，减少试验过程中的人为误差。
1 水泥化学分析检测的必要性
（1）水泥中氯离子超过一定的含量会对混凝土中的钢筋产生锈蚀，对混凝土的结构造成很大的破坏。
（2）水泥的安定性是水泥几项技术指标中最重要的质量指标。安定性是指水泥浆体硬化后体积变化的均匀性，若水泥硬化后体积变化不稳定和均匀，即是安定性不良，会导致混凝土产生膨胀破坏，造成严重的工程质量事故。而影响水泥安定性不良的原因有：一是水泥熟料中氧化镁含量超标，二是水泥中含有过量的三氧化硫。
我国新修订的《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）中规定了水泥中氯离子、 氧化镁和三氧化硫的限量。
2 水泥中氯离子的测定方法和操作要点
关于水泥中氯离子的测定方法，《水泥化学分析方法》（GB/T176-2008）给出了硫氰酸铵容量法和磷酸蒸馏-汞盐滴定法两种方法， 目前被广泛使用的是磷酸蒸馏-汞盐滴定法。
磷酸蒸馏-汞盐滴定法测试需注意以下几个方面：（1）称取试样时要注意，勿使试料粘附于管壁，否则粘附于管壁的试料将无法发生反应，使测试结果偏低；（2）冷凝管的下端与锥形瓶的液面要很好地接触；（3）控制好气体流速，此时锥形瓶中应有连续的气泡产生，若没有，应检查锥形瓶的气密性，保证蒸馏出来的氯化氢气体被吸收液充分吸收，气体流速对测定结果会有一定的影响；（4）蒸馏液中乙醇的体积分数占75%以上，其目的是增大指示剂的溶解度，使测试终点敏锐；（5）在硝酸汞标准滴定溶液的配制过程中，为了防止硝酸汞水解形成沉淀，一定先将硝酸汞固体用硝酸溶解完全后再加水稀释。固体硝酸汞的吸水性很强，称量完毕后要马上密封保存，硝酸汞溶液属于有毒的重金属溶液，配制时要佩戴手套以免沾手；（6）配制二苯偶氮碳酰肼溶液时，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否则会因为指示剂浓度不够而影响其灵敏度；（7）溴酚蓝及二苯偶氮碳酰肼两种指示剂都溶于乙醇，所以不要一次性配制很多，否则会因为乙醇挥发而改变指示剂溶液的浓度，使终点颜色变色不敏锐，影响结果滴定；（8）pH值调节，溴酚蓝指示剂变色范围在3.0～4.6，用氢氧化钠调至蓝色，再用硝酸调成刚好黄色并过量一滴，此时pH值刚好在3.5左右。
3 水泥中氧化镁含量的测定方法和操作要点
3.1 水泥中氧化镁含量的测定
目前广泛应用的是EDTA滴定差减法（代用法）。通常采用将硅、铁、铝等与钙、镁分离，在pH=10时，以酸性铬蓝K-萘酚绿B为指示剂，用EDTA滴定溶液中的钙、镁含量，在pH>12.5时，测得钙含量，用钙、镁含量减去钙的量，即可求得氧化镁的含量。
3.2 氧化镁测定的操作要点
氧化镁测定的操作要点为以下几个方面：（1）用酸熔方法制备溶液时，向试样中加水必须边加水边搅拌，否则水泥很容易凝固；（2）明显判定氧化钙指标滴定终点绿色荧光消失并呈现红色的最佳背景应是黑色试验台；（3）pH值的调节是影响实验结果关键的一步；（4）指示剂的加入量很关键，加指示剂时必须慢慢地加，并且边加边搅拌。测氧化钙时，CMP混合指示剂加到溶液呈淡黄色即可，如果加多了，呈深黄色就很难找到滴定的终点，测钙、镁时，KB混合指示剂需加到溶液呈红色，如果加少了，呈很淡的红色也很难找到滴定的终点；（5）由于EDTA与镁离子配位反应缓慢，所以在临近终点时，必须充分搅拌，并放慢滴定速度，如果滴定速度快，则容易使测定结果偏高。
4 水泥中三氧化硫的测定方法和操作要点
硫酸钡重量法是测定三氧化硫的经典方法，该方法准确度高、 适用范围广。
4.1 硫酸钡重量法的测试原理
用盐酸将水泥中的硫酸根离子溶解，加入氯化钡溶液。使硫酸根离子与钡离子形成硫酸钡沉淀，通过称量得到硫酸钡的质量，从而计算出水泥中硫酸根离子的含量（结果以三氧化硫计）。
4.2 分析步骤
称取约0.5g水泥，置于烧杯中，加30ml～40ml的水，加10ml盐酸，加热煮沸并保持微沸5min左右。中速滤纸过滤，用热水洗涤10次～12次，调整溶液体积为200ml左右，煮沸，边搅拌边滴加氯化钡溶液（100g/l）10ml，在常温下静置12h～24h或温热处静置至少4h。用慢速滤纸过滤，温水洗涤至无氯离子（用硝酸银溶液检验）。
4.3 操作要点
操作要点主要为：（1）加入盐酸前，应将水泥试样用玻璃搅拌散，加入盐酸后要仔细搅拌，不得有大块水泥试样存在，以便使水泥试样充分溶解；（2）过滤用的漏斗最好采用长颈漏斗，且过濾前使漏斗颈充满水，即做成水柱，以加快过滤速度；（3）洗涤时，第一次洗液滤完后，再进行第二次洗涤，第二次洗液滤完后，再进行第三次洗涤，以此类推；（4）硫酸钡是晶状沉淀，为了获得较纯净的硫酸钡沉淀，滴加氯化钡溶液时应缓慢地加入且应不断搅拌，以防止“局部过浓”的现象，另外，沉淀过程应当在热溶液中进行，即将溶液煮沸，最好氯化钡溶液也在加热后使用。
5 结束语
总之，水泥化学分析是水泥重要指标，要在试验检测过程中严格控制。检测结果不仅与量的本身有关，而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员有关。所以在实验过程中，一定要严格按照标准规定的程序进行操作。在充分理解各检验项目测定原理的基础上，准确把握影响测定结果准确性的关键环节，精心操作，就能减小实验误差，提高检测结果的准确性。
参考文献：
[1]GB175-2007.通用硅酸盐水泥[S].
[2]GB/T176-2008.水泥化学分析方法[S].