化學(xué)分析在建筑材料檢測(cè)中的應(yīng)用思考

張夏妍

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技的快速發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)也得到了飛速發(fā)展。在建筑行業(yè)中，建筑材料的質(zhì)量及安全性能問題已經(jīng)成為保障建筑項(xiàng)目質(zhì)量的關(guān)鍵性問題。在建筑材料的質(zhì)量及安全性能問題把控中主要是應(yīng)用化學(xué)分析的方法來對(duì)建筑材料進(jìn)行專業(yè)的檢測(cè)，以確保建筑材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)、性能與建筑建設(shè)要求相符。本文通過對(duì)化學(xué)分析方法進(jìn)行介紹，進(jìn)而從化學(xué)分析在水泥、混凝土外加劑等建筑材料檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行相關(guān)的分析探討。

關(guān)鍵詞：化學(xué)分析;建筑材料檢測(cè);應(yīng)用分析

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，我國(guó)建筑行業(yè)也取得了快速發(fā)展，要想全面保障建筑項(xiàng)目質(zhì)量，則需要對(duì)建筑材料質(zhì)量有所保障，因此對(duì)于材料的化學(xué)分析檢測(cè)工作要提高重視。鑒于建筑材料種類繁多，本工作選取應(yīng)用最為廣泛的水泥與混凝土外加劑作為研究對(duì)象，對(duì)化學(xué)分析在這兩種建筑材料檢測(cè)中的應(yīng)用展開分析。

一、化學(xué)分析方法

化學(xué)分析法，顧名思義是利用化學(xué)手段來對(duì)待測(cè)樣品進(jìn)行分析檢測(cè)的方法?；瘜W(xué)分析通常是在被測(cè)樣品中添加已知的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)來發(fā)生相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的消耗量來對(duì)待測(cè)樣品的化學(xué)組成及相關(guān)物質(zhì)含量進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)物的組成、化學(xué)性質(zhì)及相關(guān)指標(biāo)含量的評(píng)價(jià)和分析。隨著科技的不斷發(fā)展，目前化學(xué)分析方法的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣，在各生產(chǎn)行業(yè)及人們的日常生活領(lǐng)域都應(yīng)用頗多。

二、化學(xué)分析在水泥材料檢測(cè)中的相關(guān)應(yīng)用

（一）測(cè)定燒失量

水泥燒失量指的是在950-1000℃高溫灼燒下的水泥試樣所減少的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。水泥試樣在高溫灼燒的過程中，內(nèi)部化學(xué)組成會(huì)產(chǎn)生變化。比如氧化亞鐵在灼燒中會(huì)與氧氣產(chǎn)生反應(yīng)而形成三氧化二鐵，最終表現(xiàn)在燒失量方面會(huì)質(zhì)量增多;而碳酸鈣在灼燒中會(huì)分解出氧化鈣，而燒失量則會(huì)表現(xiàn)出質(zhì)量減少情況。具體來講，對(duì)于水泥的燒失量檢測(cè)方法如下：稱取1.0000g水泥試樣，將試樣放入灼燒且重量穩(wěn)定的瓷坩堝中，并且將其放置在馬弗爐中，加熱至（950±25）℃高溫，時(shí)間持續(xù)1h左右，在干燥器中進(jìn)行冷卻，進(jìn)行多輪灼燒直到質(zhì)量穩(wěn)定。

（二）測(cè)定水泥不溶物

水泥中的不溶物是衡量水泥質(zhì)量和性能情況的又一重要指標(biāo)，水泥中的不溶物一般是指含有鐵、硅及鋁的混合物。利用化學(xué)分析法將水泥加入到不同濃度的酸堿溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后剩余的殘?jiān)礊樗嗖蝗芪铩＠没瘜W(xué)分析法檢測(cè)水泥不溶物時(shí)，首先稱取一定量的水泥樣品加水?dāng)嚢?，邊攪拌邊加入鹽酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，然后在加水稀釋后置于蒸汽水浴鍋中加熱15min用定量濾紙進(jìn)行過濾，再用熱水多次洗滌后，將剩余的殘?jiān)c濾紙一起放回?zé)?，添加近沸的氫氧化鈉（濃度為10g/L）加熱15min，然后加入甲基紅指示劑（1-2滴）并加入鹽酸若溶液變紅則在加入10滴左右，然后進(jìn)行過濾，同時(shí)利用熱的硝酸銨進(jìn)行洗滌10-15次，最后將剩余的殘?jiān)蜑V紙一起放于瓷坩堝中置于馬弗爐中灼燒，溫度控制在950±25℃，同樣進(jìn)行重復(fù)灼燒冷卻直至質(zhì)量恒定后進(jìn)行稱量來分析水泥樣品中不溶物的含量。

（三）測(cè)定三氧化硫

通常采取的是硫酸鋇法對(duì)三氧化硫含量展開檢測(cè)，將適量鹽酸投入到水泥中，溶解硫酸根離子，隨后加入氯化鋇，從而形成硫酸鋇沉淀，最后對(duì)沉淀物展開物理處理，對(duì)其重量進(jìn)行稱量，進(jìn)而推算出硫酸根的量，也即是三氧化硫的含量。在這一檢測(cè)過程中需要重視如下幾點(diǎn)：（1）在加入鹽酸前，需要對(duì)水泥樣品充分?jǐn)嚢?，保證水泥粉末得以溶解;（2）過濾過程中要選擇合適漏斗，保證過濾質(zhì)量和速度;（3）在處理沉淀物的過程中要多次洗滌，在適度烘干后進(jìn)行稱重;（4）硫酸鋇沉淀物成形過程中要對(duì)溶液充分?jǐn)嚢?，確?；瘜W(xué)反應(yīng)全過程都在加熱狀態(tài)下進(jìn)行，從而保證硫酸鋇形成質(zhì)量，提升檢測(cè)精準(zhǔn)度。

三、化學(xué)分析在混凝土外加劑材料檢測(cè)中的應(yīng)用

（一）測(cè)定混凝土外加劑材料中的總堿量

對(duì)于混凝土外加劑材料中總堿量的測(cè)定是衡量混凝土外加劑材料質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)。通常情況下，混凝土外加劑總堿量的測(cè)定是采用化學(xué)分析法中的火焰光度法，取一定量的材料樣品進(jìn)行熱水溶解（溫度控制在80℃），然后利用氨水來分離材料中的鐵、鋁使其生成沉淀，利用碳酸氨來分離材料中的鈣、鎂以形成相應(yīng)的碳酸鈣和碳酸鎂沉淀，同時(shí)濾液中的鈉、鉀采用火焰光度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。其中，混凝土外加劑材料中的總堿量以材料中所含的鈉、鉀的含量總和，而材料中的鐵、鋁、鈣、鎂干擾通過沉淀法來沉淀過濾除去，然后利用火焰光度法進(jìn)行鈉、鉀含量的測(cè)定，進(jìn)而得出混凝土外加劑材料的總堿量。

（二）測(cè)定混凝土外加劑材料中的硫酸鈉含量

混凝土外加劑中的硫酸鈉含量的具體化學(xué)分析檢測(cè)方法有兩種，一種是重量法，另外一種則是離子交換重量法，將針對(duì)第一種檢測(cè)方法進(jìn)行分析。由于氯化鋇溶液與混凝土外加劑試樣中的硫酸鹽發(fā)生反應(yīng)會(huì)形成硫酸鋇沉淀，該沉淀物溶解度非常小，并且稱量之后再進(jìn)行高溫灼燒，對(duì)沉淀物進(jìn)行稱量能夠計(jì)算得出硫酸鈉含量。結(jié)合稱量結(jié)果，對(duì)混凝土外加劑中的硫酸鈉含量可按照公式計(jì)算：XNa2SO4=0.6086（M2-M1）/M100。其中，M為混凝土外加劑試樣質(zhì)量，以g為單位;M1為空坩堝質(zhì)量，以g為單位;M2為灼燒后濾渣和坩堝的質(zhì)量總和，以g為單位;0.6086為硫酸鋇換算成硫酸鈉的科學(xué)系數(shù)。重復(fù)性限制為0.50%;再現(xiàn)性限制為0.80%。

四、化學(xué)分析在材料檢測(cè)應(yīng)用中的發(fā)展趨向

化學(xué)分析在科學(xué)技術(shù)研究、生物資源的開發(fā)、化工產(chǎn)品研發(fā)以及推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)未來發(fā)展法相均發(fā)揮有重要的作用?，F(xiàn)代化學(xué)分析方法所應(yīng)用的科學(xué)技術(shù)原理多元化，對(duì)材料進(jìn)行的分析也不僅限于化學(xué)方面，不僅能夠?qū)σ阎奈镔|(zhì)進(jìn)行分析，而且還可根據(jù)物質(zhì)所表現(xiàn)出的特性進(jìn)行不確定性因素的分析，從而有效擴(kuò)大了其應(yīng)用的領(lǐng)域。另外，現(xiàn)代化學(xué)分析技術(shù)已經(jīng)突破了分子分析的層面，能夠有效對(duì)物質(zhì)原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的分析。

化學(xué)分析對(duì)材料的檢測(cè)手段，逐步向在線實(shí)時(shí)檢測(cè)、自動(dòng)控制、準(zhǔn)確數(shù)據(jù)追蹤、數(shù)據(jù)定量分析等技術(shù)方向發(fā)展，現(xiàn)代化學(xué)分析的方向已經(jīng)不僅僅只是對(duì)物質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)、含量極其相應(yīng)的組成進(jìn)行分析，更重要的是要對(duì)其物質(zhì)內(nèi)部的化學(xué)活性功能團(tuán)、微曲極其構(gòu)成形態(tài)進(jìn)行更加深入的理論分析。進(jìn)行材料的化學(xué)分析工作不只是進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的提供，更重要的是能夠?qū)⑺@得的信息使其與科研發(fā)展方向相結(jié)合，明確現(xiàn)代材料檢測(cè)分析的更重要任務(wù)也將作為相關(guān)分析人員的新課題。當(dāng)前的化學(xué)分析技術(shù)，與很多學(xué)科均有交叉，并且能夠有效應(yīng)用其他學(xué)科中的先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合化學(xué)分析特點(diǎn)，研發(fā)出新的化學(xué)分析方法，從而建立起領(lǐng)域更加廣泛、技術(shù)更加健全的分析手段。

結(jié)束語

總之，在建筑行業(yè)的快速發(fā)展中，水泥和混凝土外加劑材料作為建筑行業(yè)最常用的材料，其質(zhì)量和性能的衡量及把控主要是通過化學(xué)分析法來實(shí)現(xiàn)的?；瘜W(xué)分析法在建筑材料檢測(cè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，同時(shí)在應(yīng)用化學(xué)分析法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)要注重操作的規(guī)范及細(xì)節(jié)，以確保分析檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)度，從而提高建筑材料的質(zhì)量及性能的把控水平，進(jìn)而推動(dòng)建筑行業(yè)的穩(wěn)健向前發(fā)展。

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