燃气流量对混凝土外加剂总碱量
检测（火焰光度法）的影响
朱长喜
(上海新高桥凝诚建设工程检测有限公司, 上海 200137)
【摘要】混凝土外加剂的总碱量对整个混凝土的质量至关重要。本文通过测
定不同燃气流量下的混凝土外加剂总碱量工作曲线，发现其工作曲线重现性差，为保证检测结果的准确性，检测样品时必须同步制作工作曲线。
【关键词】混凝土外加剂；总碱量；工作曲线；影响
引 言
混凝土外加剂是混凝土改性的一种重要方法和技术，掺少量外加剂可以改善
混凝土的工作性能，提高硬化混凝土的物理力学性能和耐久性。进入21世纪，国家基础建设保持高速增长，铁路、公路、机场、煤矿、市政、核电站等工程对混凝土外加剂需求旺盛，使混凝土外加剂行业一直处于高速发展阶段，随着建筑工程技术的发展，各种高强、大流动度混凝土应用日益广泛，一些有特殊要求的混凝土应用面也在不断扩大，今后商品混凝土将是一大发展趋势。这些都离不开各种混凝土外加剂。为保证混凝土的质量，就必须保证拌制混凝土的各种原材料的质量，那么混凝土外加剂的质量控制也当然很重要了。
《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）明确规定混凝土外加剂的总碱量（外加
剂中以氧化钠当量百分数表示的氧化钠和氧化钾的总和）必须符合厂家控制范围。因为混凝土中碱含量是一种有害的化学成分，碱含量高有可能产生碱-骨料反应。混凝土碱-骨料反应是混凝土中的碱在水化过程中析出NaOH 和KOH ，在潮湿环境中与骨料中的活性SiO 2相互作用，形成碱的硅酸盐凝胶体。这种凝胶体会
使混凝土发生体积膨胀，并呈现出蛛网状龟裂，导致工程结构破坏。混凝土外加剂生产中会带入碱金属盐，如NaNO 2、NaCl 、KCl 、Na 2SO 4、K 2SO 4等，所以说混凝土
外加剂是混凝土碱含量主要来源之一，为保证工程质量，准确地测定混凝土外加剂中的总碱量非常重要。《混凝土外加剂》（GB 8076-2008）同时也明确规定了混凝土外加剂总碱量的检测方法为《混凝土外加剂匀质性试验方法》（GB/T 8077-2012），此方法标准对于总碱量检测有火焰光度法和原子吸收光谱法，火焰光度法由于其成本低、选择性强、操作简便等优点而应用较广。笔者在此也仅探讨燃气流量对火焰光度法检测混凝土外加剂总碱量的影响。
一．测定原理
火焰光度计是以火焰为光源进行发射光谱分析的仪器。它基于原子发射的原理，将预先处理好的试样溶液雾化，送入火焰燃烧，使被测元素原子化并激发成高能态，被激原子不稳定，释放能量又返回基态，释放的能量产生光辐射。由于不同元素原子辐射出不同波长的光谱，选用适当的滤光片或单色器将被测元素的辐射线和其它元素分开，并投射到光电倍增管或光电池上使之产生电流，由检流计显示出光电流的大小，从而求得K 2O 、Na 2O 的含量。
二．试剂与仪器
1.盐酸（1+1）；
2.氨水（1+1）；
3.碳酸铵溶液（100g/L）；
4.氧化钾、氧化钠标准溶液（0.5mg/mL）；
5.甲基红指示剂（2g/L乙醇溶液）；
6.火焰光度计；
7.电子太平：BS210S 型，分度值0.0001g 。
三. 燃气流量的影响
笔者配制了三个不同浓度的样品，在制作工作曲线测光度值时同步测样品的
光度值，下面是按照燃气高低不同的流量进行试验测得的标准工作液及不同浓度样品的光度值，并且这两次试验都是严格按照标准和仪器操作规程进行的，具体数据见表1和表2。
表1. 不同燃气流量下测得的标准工作液及各浓度样品的氧化钾光度值
表2. 不同燃气流量下测得的标准工作液及各浓度样品的氧化钠光度值
根据上述两次试验的数据，分别以氧化钾和氧化钠的浓度为横坐标，以对应
的光度值为纵坐标绘图得氧化钾(火焰光度法) 工作曲线（图1）和氧化钠(火焰光度法) 工作曲线（图2）。
图1氧化钾(火焰光度法)
工作曲线
图2 氧化钠(火焰光度法) 工作曲线
从氧化钾(火焰光度法) 工作曲线和氧化钠(火焰光度法) 工作曲线可明显看
出这两次试验的工作曲线完全不一样。这是由于仪器点火后，仪器操作要求要把火焰调节至最佳状态, 所谓最佳状态就是初始火焰呈一圈稳定的清晰的蓝色三角锥形。而保持这个火焰的燃气流量并不是一个固定值，在一定范围内都可以使火焰保持这个形状。由上面工作曲线图可明显看出高流量所得的工作曲线较低流量所得工作曲线更接近成一条直线。对于火焰光度计来说，理论上物质元素含量与其发射谱线强度成正比，但受到激发能量，以及燃烧过程中物质的自吸、自蚀现象的影响，浓度越高，这种影响越大，绘图后明显看到浓度越高曲线弯折越明显。
由氧化钾(火焰光度法) 工作曲线和氧化钠(火焰光度法) 工作曲线图还可看
出，碱含量的工作曲线并不是一条直线。由表1和表2的数据可以更清晰地看出氧化钾和氧化钠在低浓度时，与光度值近似成正相关，浓度越高，实测光度值越低于理论光度值。高流量下所测得的工作曲线较低流量下所测得的工作曲线更接近直线，说明其受自吸、自蚀的影响较小，更接近于理论值。那么，对于不同浓度的样品其实测结果又如何呢？将前述三个不同浓度样品的光度值代入各自的工作曲线查得氧化钾氧化钠的实测浓度见表3和表4。
从表3和表4可知，燃气流量虽然对工作曲线影响很大，但只要同步测定样
品，其最终的实测浓度与配制浓度的相对误差均未超出±10%。因为火焰光度计每次点燃时的燃气压力和流量都不会完全相同，这样每次初始火焰的能量也不同，所以每次测得的工作曲线也不同，同一浓度样品，每次测得的光度值也不同。由此可知样品检测必须和工作曲线同步进行，才能保证检测结果的准确性和可靠
性，绝不能将这次检测的样品光度值代入前一次的工作曲线来查得其浓度值。
四. 结论
混凝土外加剂中总碱量是混凝土碱含量的主要来源之一，它关系到混凝土
的耐久性，因此检测机构的检测人员要认识到混凝土外加剂总碱量检测结果的准确性至关重要。作为检测人员，应该知道对样品进行总碱量检测时，由于无法保证火焰光度计每次点火后都是同一燃气流量，进而也就无法保证工作曲线有良好的重现性，所以每次检测样品时，必须同时制作标准曲线。
参考文献
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[5]边华英、白召军、张利萍. 火焰光度法测定砼外加剂碱含量[J].河南建材，2004，（1）：
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朱长喜，男，1976年11月06日出生，中级工程师，主要从事建设工程质量检测，邮箱：
xingyuanhai-0829@163.com，手机：[1**********].