Determinazione del contenuto di ioni cloruro negli additivi per calcestruzzo mediante cromatografia ionica

La corrosione dell'acciaio è un fattore primario che influisce sulla durata delle strutture in calcestruzzo armato.e l'erosione degli ioni di cloruro è il fattore scatenante più significativo di tale corrosioneIl calcestruzzo è costituito principalmente da cemento, aggregati, acqua di miscelazione e additivi di calcestruzzo..Pertanto, è di grande importanza rilevare gli ioni cloruro nelle miscele di calcestruzzo.

In questo studio è stato utilizzato un cromatografo agli ioni Wayeal dotato di una colonna di scambio anionico NovaChrom HS-5A-P2 per separare gli ioni bersaglio da altri ioni interferenti.è stato stabilito un metodo analitico accurato per gli ioni cloruro nelle miscele di calcestruzzo.

Parole chiave:Cromatografia ionica, miscele di calcestruzzo, ioni di cloruro.

1Metodo sperimentale

1.1 Configurazione dello strumento

Tabella 1 Elenco delle configurazioni del sistema di cromatografia ionica

1.2 Materiale sperimentale e attrezzature ausiliarie

Soluzione standard di ioni di cloruro in acqua: 1000 mg/l

Acido nitrico: GR

Campione: Agente di trattamento del calcestruzzo

Filtro per siringa a base d'acqua (0,22 μm)

Balance analitica con precisione di 0,0001 g

L'acqua sperimentale è stata preparata con il sistema di depurazione dell'acqua ultrapura Wayeal, con una conducibilità di 18,25 MΩ·cm (a 25°C).

1.3 Condizioni di prova

Tabella 2 Condizioni di cromatografia ionica

1.4 Pretrattamento del campione

Pesare esattamente 0,5 g del campione di miscela, con una precisione di 0,1 mg. Metterlo in un tubo centrifugo da 50 ml, aggiungere 25 ml di acqua e 5 gocce di acido nitrico per sciogliere il campione.Se il campione è idrosolubile, aggiungere un ulteriore 25 ml di acqua.Filtro a siringa usa e getta da 22 μm prima di introdurlo nel cromatografo ionico per analisi- mantenere le stesse condizioni analitiche e eseguire una prova in bianco.

2Risultati e discussione

2.1 Prova lineare

Una serie di soluzioni di lavoro standard di ioni di cloruro con concentrazioni di 1 mg/L, 2 mg/L, 4 mg/L, 6 mg/L e 8 mg/L sono state pipettate sequenzialmente..3, i cromatogrammi di sovrapposizione per la curva standard come illustrato nella figura 1.la curva di taratura degli ioni di cloruro ha mostrato un coefficiente di correlazione (R) superiore a 0.999, indicando un'eccellente linearità.

Figura 1 Cromatogramma di sovrapposizione della curva standard

Figura 2 Curva standard degli ioni di cloruro

Tabella 3 Equazione lineare della curva standard

2.2 Limite di rilevamento

Secondo il metodo di prova GB/T 8077-2023 per l'uniformità delle miscele di calcestruzzo, il limite di rilevazione degli ioni cloruro mediante cromatografia ionica è di 0,01 mg/L. In questo metodo,il rapporto segnale/rumore per gli ioni cloruro a 0.01 mg/l è significativamente superiore a 3, che soddisfa i requisiti di sensibilità della norma nazionale. I rapporti segnale/rumore per il limite di rilevamento degli ioni cloruro sono elencati nella tabella 4,e il corrispondente cromatogramma è mostrato nella figura 3.

Tabella 4 Limite di rilevamento degli ioni di cloruro Rapporto segnale/rumore

Figura 3 Limite di rilevazione degli ioni di cloruro del cromatogramma

2.3 Prova di campionamento

2.3.1 Prova del contenuto del campione

In condizioni analitiche specificate al punto 1.3, sono state effettuate prove parallele sui campioni pretrattati descritti nella sezione 1.4I risultati hanno mostrato una buona riproducibilità dei campioni. I cromatogrammi dei campioni paralleli sono illustrati nelle figure 4 e 5.e il tenore di ioni cloruro ottenuto nei campioni è riportato nella tabella 5.

Figura 4 Cromatogramma di prova con ioni di cloruro per campione parallelo 1 di agente di trattamento

Figura 5 Cromatogramma di prova con ioni di cloruro per campione parallelo 2 di agente di trattamento

Tabella 5 Analisi dei risultati del campione

Nota: 1 I risultati delle prove sono stati corretti per i valori in bianco; 2 possono verificarsi variabilità tra i risultati ottenuti con metodi diversi o tra laboratori diversi.

2.3.2 Limite di ripetibilità del campione

Secondo i requisiti della norma nazionale, il limite di ripetibilità per le prove di campionamento deve essere conforme alle specifiche della tabella 6 di seguito riportata:

Tabella 6 Requisiti limite di ripetibilità del campione

Sulla base dei dati di prova dei campioni di cui al punto 2.3.1, il limite di ripetibilità per l'agente di trattamento è calcolato come 0,0487% 0,0469% di zucchero = 0,0018%, che è inferiore allo 0,02% e soddisfa i requisiti della norma nazionale.

2.3.3 Prova di ripetibilità del campione

alle condizioni di prova di funzionamento specificate al punto 1.3, sono state effettuate prove di ripetibilità sui campioni pretrattati descritti al punto 1.4I cromatogrammi di sovrapposizione ottenuti da iniezioni multiple sono illustrati nelle figure 6 e 7.che indica che la deviazione standard relativa (RSD) dell'area di picco per gli ioni cloruro nelle prove di ripetibilità variava da 0I risultati sono affidabili, dimostrando una buona ripetibilità.

Figura 6 Cromatogrammi di sovrapposizione di ioni di cloruro per il trattamento dell'agente campione parallelo 1 (6 iniezioni)

Figura 7 Cromatogrammi di sovrapposizione di ioni di cloruro per il trattamento dell'agente campione parallelo 2 (6 iniezioni)

Tabella 7 Risultati di ripetibilità del campione

3Conclusioni

Questo esperimento si è riferito al metodo di cromatografia ionica specificato nella prossima norma GB/T 8076-2025 "Additivi per calcestruzzo." I risultati sperimentali indicano che per sei iniezioni consecutive della soluzione del campione, il tempo di ritenzione RSD variava da 0,015% a 0,028% e l' area di picco RSD variava da 0,238% a 0,243%.con coefficiente di correlazione R2 pari a 0.99911Tutti i dati di cui sopra soddisfano i requisiti del metodo standard nazionale per le prestazioni strumentali.È stato sviluppato un metodo di cromatografia ionica per la determinazione del tenore di ioni cloruro nelle miscele di calcestruzzo utilizzando un cromatografo agli ioni Waayeal dotato di un rivelatore di conduttivitàDopo il pretrattamento del campione, la separazione è stata effettuata su una colonna cromatografica ionica e la quantificazione è stata effettuata con il metodo standard esterno.Questo approccio consente l'analisi qualitativa e quantitativa degli ioni cloruro nelle miscele di calcestruzzoIl metodo è semplice, presenta una buona ripetibilità e soddisfa i criteri richiesti per la sensibilità, il parallelismo e i limiti di ripetibilità.Può essere utilizzato per la determinazione del tenore di ioni clorurici nelle miscele di calcestruzzoLa convalida del metodo di cromatografia ionica per la determinazione degli ioni di cloruro specificato nella nuova norma GB/T 8076-2025 "Additivi per calcestruzzo" è stata completata con successo.