附录A混凝土碱总量计算和外加剂碱含量测定方法

公路工程水泥混凝土外加剂与掺合料应用技术指南(附录)

附录A 混凝土碱总量计算和外加剂碱含量测定方法

A．1混凝土碱总量计算方法

混凝土中的总含碱量对公路工程混凝土结构抵抗碱集料反应的耐久性有重大影响，特别是存在碱活性集料的情况下，对公路的桥梁、涵洞、隧道、路面等结构的使用年限有致命的危害。因此，为了保证结构的安全使用，必须同时对碱活性集料及混凝土中的碱含量加以严格限制。混凝土中的碱含量来源于水泥、掺合料、水、外加剂特别是早强剂和防冻剂。下面分别规定其碱含量的计算方法及在外加剂中的测定方法。

A．1．1水泥

水泥的碱含量应按Na2O+0.658K2O计算值表示，并以实测平均碱含量计，每立方米混凝土水泥用量以实际用量计，水泥提供的碱可按式(A．1．1)计算：

AC=WCKC(kg/m3) (A．1．1)

式中：WC——水泥用量(kg／m3)；

Kc——水泥平均碱含量(％)。

A．1．2掺合料

掺合料提供的碱可按式(A．1．2)计算：

Ama???WcKma(kg/m3) (A．1．2)

式中：β掺合料有效碱含量占掺合料碱含量的百分率(％)； γ——掺合料对水泥的重量置换率(％)； Kma——掺合料碱含量(％)。

对于矿渣、粉煤灰和硅灰，β值分别为50％、15％和50％。

A．1．3集料和拌合水

如果骨料为受到海水作用的砂石和拌合水为海水，则由集料和拌合水引入混凝土中的碱可按式(A．1．3)计算：

Aam=0．76(WaPac+WwPwc) (kg／m3) (A．1．3)

O该方法摘自《水泥化学分析方法》(GB／1r 176---1996)(iso 680．1991，CECS 53：93)，氧化钠、氧化钾的测定和计算摘自《硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥标准》(GB 175—1999)。 ----——122·---——

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式中：Pac——集料的氯离子含量(％)； Pwc—— 拌合水的氯离子含量(％)；

Wa——集料用量(kg／m3)；

Ww——拌合水用量(kg／m3)。

A．1.4化学外加剂

在化学外加剂的掺量以水泥重量的百分数表示时，外加剂引入混凝土的碱可按式(A．1．4)计算：

Aca=aWcWaKca (kg／m3) (A．1．4)

式中： a——将钠或钾盐的重量折算成等当量Na2O重量的系数； Wa——外加剂掺量(％)；

Kca——外加剂中钠(钾)盐含量(％)。 常用钾或钠盐的折算系数按表A．1．4取值。

表A．1．4钠或钾盐的重量折算成等当量Na20重量的系数

钠、钾盐 NaN02 NaCI a 0.45 0.53 Na2S04 Na2C03 NaNO3 K2S04 K2C03 KCl 0.44 0.58 O．36 0.36 0.45 0.42 A．1．5混凝土

混凝土的碱总量A可按下式计算：

A=Ac+Aca+Ama+Aaw (kg／m3) (A．1．5)

A．2混凝土外加剂中含碱量的测定方法①(火焰光度法)

A．2．1适用范围

矿物质的混凝土外加剂，如膨胀剂等，不在此范围之内。

A．2．2方法提要

试样用约80℃的热水溶解，以氨水分离铁、铝；以碳酸钙分离钙、镁。滤液中的碱(钾和钠)，采用相应的滤光片，用火焰光度计进行测定。

A．2．3试剂与仪器

1水：本方法所涉及的水为蒸馏水或同等纯度的水。

2试剂：本方法所涉及的化学试剂除特别注明外，均为分析纯化学试剂。

①摘自《混凝土外加剂》(GB 8076—1997)附录D。

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3 氧化钾、氧化钠标准溶液：精确称取已在130～150℃烘过2h的氯化钾(光

谱纯)0．7920g及氯化钠(光谱纯)0．9430g，置于烧杯中，加水溶解后，移人1000mL

容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀，转移至干燥的带盖的塑料瓶中。此标准溶液每毫升相当于氧化钾及氧化钠0．5mg。

4 盐酸(1+1)。

5 6 7 8

氨水(1+1)。

碳酸铵溶液[10％(W/V)]。

甲基红指示剂{[0．2％(W/V)]乙醇溶液}。 火焰光度计。

A．2．4工作曲线的绘制

分别向l00mL的容量瓶中注入0．00mL；1.00mL；2.00mL；4.00mL；8.00mL；12.00mL的氧化钾、氧化钠标准溶液(分别相当于氧化钾、氧化钠各0.00mg；0.50mg；1.00 mg；2.00mg；4.00mg；6.00mg)，用水稀释至标线，摇匀，分别于火焰光度计上按仪器使用规程进行测定，根据测得的检流计读数与溶液的浓度关系，分别绘制氧化钾及氧化钠的工作曲线。

A．2．5分析步骤

准确称取一定量的试样置于150mL的瓷蒸发皿中，用80~C左右的热水润湿并稀释至30mL，置于电热板上加热蒸发，保持微沸5min后取下，冷却加1滴甲基红指示剂，{[0.2％(W/V)]乙醇溶液}，滴加氨水(1+1)，使溶液呈黄色，加人l0mL碳酸铵溶液[10％(W/V)]，搅拌，置于电热板上加热并保持微沸l0min，用中速滤纸过滤，以热水洗涤，滤液及洗液盛于容量瓶中，冷却至室温，以盐酸(1+1)中和至溶液呈红色，然后用水稀释至标线，摇匀，以火焰光度计按仪器使用规程进行测定。称样量及稀释倍数见表A．2．5。

表A．2．5称样量及稀释倍数

总碱量(％) 1．0 1．0～1.5 5.0—10.0 10.0 称样量(g) 0.20 0.10 0.05 0.05 稀释体积(mL) 稀释倍数n 100 250 250或500 500或1000 1 2.5 2.5或5．0 5．0或10.0 A．2．6氧化钾与氧化钠含量计算：

氧化钾百分含量(X1)及氧化钠百分含量(X2)分别按式(A．2．6-1)和式(A．2．6-2)计算：

C1?n?100 (A．2．6-1)

G?1000C2?nX2(%)??100 (A．2．6-2)

G?1000X1(%)?式中：C1--在工作曲线上查得每lOOmL被测定液中氧化钾的含量(mg)； --·——124·—--——

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C2--在工作曲线上查得每100mL被测定液中氧化钠的含量(mg)； n——被测溶液的稀释倍数； G——试样质量(g)。

A．2．7含碱量

外加剂含碱量按式(A．2．7)计算：

含碱量(％)=0.658×X1+ X2 (A．2．7) 式中： X1--氧化钾含量(％)； X2——氧化钠含量(％)。

A．2．8分析结果的允许误差范围

分析结果的允许误差范围见表A．2．8。

表A．2．8分析结果的允许误差范围

含碱量(％) 1.0 1.0～5.0 5.0～10.0 10.0 室内允许误差(％) 0.10 0.20 0.30 0.50 室间允许误差(％) 0.15 0.30 0.50 0.80 A．2．9含碱量的测定

含碱量的测定亦可采用原子吸收光谱法，参见《水泥化学分析方法》(GB／T 176)中3．11．2。

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