第五章混凝土拌合用水及环境水.docx

1、第五章 混凝土拌合用水及环境水5混凝土拌合用水及环境水5.1 混凝土拌合用水依据混凝土拌合用水标准，检验水质能否用于拌制混凝土，是保证混凝土质量的措施之一。5.1.1 拌合用水的类型水是混凝土的重要组成部份，一般认为饮用水就可作为混凝土拌合用水，水的品质会影响混凝土的和易性、凝结时间、强度发展和耐久性等，水中的氯离子对钢筋特别是预应力钢筋会产生腐蚀作用。符合国家标准的生活饮用水可直接用作混凝土拌合水。地表水、地下水，应经检验合格后方能作为混凝土拌合用水。海水只能做为素混凝土的拌合用水，不得用于拌制钢筋混凝土和预应力混凝土及有饰面要求的混凝土。工业废水必须经过处理，经检验合格后才能作为混凝土拌合

2、用水。5.1.2 技术要求5.1.2.1拌合水不应产生以下有害作用影响混凝土和易性及凝结。有损于混凝土强度发展。降低混凝土的耐久性，加快钢筋腐蚀及导致预应力钢筋脆断。污染混凝土表面。5.1.2.2凝结时间的要求用待检验水和蒸馏水(或符合国家标准的生活饮用水)试验所得的水泥初凝及终凝时间差均不得大于30min，且初凝及终凝时间应符合国家标准的规定。5.1.2.3抗压强度的要求用待检验水配制的水泥砂浆或混凝土的28d抗压强度(若有早期抗压强度要求时需增加7d抗压强度)不得低于蒸馏水(或符合国家标准的生活饮用水)拌制的对应砂浆或混凝土抗压强度的90%。5.1.2.4水的化学物质应满足以下要求水的pH

3、值、不溶物，可溶物，氯化物，硫酸盐，硫化物的含量应符合表5-1的规定。表5-1化学物质含量限值项 目预应力混凝土钢筋混凝土素混凝土pH值444不溶物(mg/L)200020005000可溶物(mg/L)2000500010000氯化物(以Cl-计，mg/L)50012003500硫酸盐(以S042-计，mg/L)60027002700硫化物(以s计，mg/L)2000含盐地层7.59.0100020002001400040002镁盐侵蚀含镁盐渍土，盐湖、盐田、海水8.010.0(mg/L)100030003001750075003盐类结晶侵蚀干旱地区盐渍土，碱土，滨海平原盐渍土8.012.0溶

4、解盐类(g/L)10151630304硫酸型酸性侵蚀煤系地层，黑色岩层、有色金属矿田、 矿脉1.56.5PH值6.56.16.05.05.0(mg/L)250251100010005溶出型侵蚀(含碳酸型侵蚀)富含有机质的淤泥和土壤，低矿化度河水和地下水5.06.5PH值6.56.16.05.0(mmol/L)1.50.70.75.2.2.2采取的防护措施1)对水泥的要求普通硅酸盐水泥: 3CaO.Al2O3应小于8%。普通抗硫酸盐水泥:3CaOAl2O3应小于5%。3CaO.SiO2不大于50%。4CaO.Al2O3.Fe2O3十3CaO.Al2O3不大于22%。高级抗硫酸盐水泥: 3CaO.

5、Al2O3应小于2.5%。3CaO.SiO2不大于50%。4CaO.Al2O3.Fe2O3十3CaO.Al2O3不大于22%。2)对粗骨料的要求粗骨料不得受当地腐蚀介质污染。粗骨料的技术要求应符合混凝土用粗骨料标准对C30及以上混凝土的规定，其坚固性指标不得大于8%；最大粒径不得大于40mm。3)环境水对混凝土具有硫酸盐型，盐类结晶型或溶出型侵蚀的结论时，应根据侵蚀类型、侵蚀程度选用适宜的水泥品种及掺合料，保证最小水泥用量、控制最大水胶比、满足混凝土的抗渗等级等防护措施。此外，还应根据具体情况采用防水层，降低环境水侵蚀性，排水，换填土、降低地下水水位及设防护层等工程措施。4)环境水对混凝土具有

6、硫酸型酸性侵蚀及镁盐侵蚀时，应采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，其最大水胶比不应大于0.5(弱侵蚀)，0.45(中等侵蚀)，和0.40(强侵蚀)；最小水泥用量不应小于330kg/m3(弱侵蚀)，360 kg/m3(中等侵蚀)和390 kg/m3(强侵蚀)；抗渗等级应达到P6(弱侵蚀)，P8(中等侵蚀)和P10(强侵蚀)。同时，还应采用7.2.2.2 中3)所列的工程措施。混凝土外露面的边缘，棱角、沟槽均应呈园弧形。5)特细砂不得用于配制耐腐蚀混凝土。6)耐腐蚀混凝土使用的外加剂和掺合料应具有抗腐蚀性能。7)耐腐蚀混凝土必须采用机械搅拌和机械振捣。8)当混凝土坍落度有明显变异时，应及时分析，并调整

7、施工配合比。9)耐腐蚀混凝土施工缝、变形缝和防护层均应符合设计要求。5.3 水质检验方法5.3.1 水质检验标准(水质检验方法见表5-4)。表5-4水的检验方法序号测定项目测定方法1pH值(氢离子浓度)TB10104-20032游离二氧化碳(C02)及侵蚀性二氧化碳(C02)含量TB10104-2003侵蚀性C02需专门取样，处理后送检3总碱度、重碳酸盐、碳酸盐、氢氧化物的测定TB10104-20034氯离子(C1-)含量TB10104-20035硫酸根离子(S042-)含量TB10104-20036钙镁离子浓度TB10104-20037钙离子(Ca2+)含量TB10104-20038镁离子(

8、Mg2+)含量TB10104-20039钠(Na+)+钾(K+)离子含量TB10104-200310溶解性固体(总矿化度)TB10104-200311腐殖土，淤泥中有机物含量就地封存土样，在室内用重铬酸钾法分析5.3.2 pH值的测定pH值应采用酸度计法并宜在现场测定5.3.2.1所用仪器设备 1)酸度计及其配套的复合电极或玻璃电极、甘汞电极； 2)烧杯、容量瓶：50、100mL 3)试验室常用仪器、设备。5.3.2.2所用试剂1)标准缓冲溶液pH值4.008：准确称取在105110烘干2h，在干燥器中冷却至室温的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)10.211g，溶于煮沸冷却后的水中，移入10

9、00mL容量瓶，用水稀释至标线，混匀。2）标准缓冲溶液pH6.865：准确称取在105110烘干2h，在干燥器中冷却至室温的磷酸二氢钾(KH2PO4)3.3886g和无水磷酸氢二钠(Na2HPO4)9.5353g，溶于煮沸冷却后的水中，移入1000mL容量瓶，用水稀释至标线，混匀。3）标准缓冲溶液pH9.180：准确称取与饱和溴化钠溶液，在室温下共同放置在干燥器内平衡两昼夜的四硼酸钠（Na2B4O7.10H2O）3.8080g，溶于煮沸冷却后的水中，移入1000mL容量瓶，用水稀释至标线，混匀。4）饱和氯化钾溶液：将氯化钾(KCl)溶于100mL水中，混匀，直至溶液中出现氯化钾晶体为止。5.3

10、.2.3 试验步骤1）仪器的校准；按仪器使用说明书，将仪器通电预热30min，试样和标准缓冲溶液调至同温度，测定水温。仪器温度补偿旋钮置于水温处，调整零旋纽，表头指针置于零。电极擦干浸入标准缓冲溶液中，按测定旋钮，调整定位旋钮。将仪表头指针调至指示该标准缓冲溶液的pH值处。所选标准缓冲溶液的pH值应靠近待测水样的pH值。2）水样测定：用水冲洗电极，再用水样冲洗，最后将电极浸入试样中，小心摇动使其均匀，按下测定旋钮，待读数稳定后记录pH值。5.3.3游离二氧化碳的测定游离二氧化碳采用中和法测定。5.3.3.1所用仪器设备1）具塞锥形瓶：250mL；2）碱式滴定管：10mL；3）移液管：25、50

11、mL；4）乳胶管；5）试验室常用仪器、设备。5.3.3.2所用试剂1)1%酚酞指示剂：称取1g酚酞(C20H14O4)溶于50乙醇溶液，并用50乙醇溶液稀释至100mL，混匀。2)20中性酒石酸钾钠溶液；称取20g酒石酸钾钠(KNaC4H4O6)溶于适量水中，混匀，加入3滴1酚酞指示剂，用稀酸滴至红色刚消失，用水稀释至100mL。3)氢氧化钠标准溶液(NaOH)0.020mol/l：配制称取1g氢氧化钠(NaOH)溶于适量水中，静置12h以上，过滤后用煮沸冷却后的水稀释至1000mL，用基准物邻苯二甲酸氢钾标定。标定：准确称取在105110烘干2h的基准物邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)0.

12、500g三份，分别置于具塞锥形瓶中，各加50ml水，加热至沸，冷却后加35滴1酚酞指示剂，用0.020mol/l氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈粉红色，20s不褪色为终点。氢氧化钠标准溶液的浓度应按式（5-1）计算：氢氧化钠标准溶液，应存放在隔绝二氧化碳滴定管装置中(见图.1)。图5.1隔绝二氧化碳滴定管装置 图5.2 隔绝二氧化碳移液管5.3.3.3 试验步骤1)用隔绝二氧化碳移液管装置(见图5.2)，吸取25.00100.00ml水样，并置于250mL具塞锥形瓶中。2)在试样中滴入35滴l酚酞指示剂。3)盖上瓶塞，小心振荡试样，自上而下垂直观察，呈红色，水中无二氧化碳；当无色时，打开瓶塞迅速用

13、氢氧化钠标准溶液滴定至试样刚呈粉红色，盖好瓶塞振荡均匀，直至粉红色20s内不褪色为终点，记录滴定消耗的氢氧化钠标准溶液体积。4)如在滴定过程中出现溶液混浊现象，应另取水样加入20中性酒石酸钾钠溶液5mL，重新测定。5.3.3.4 计算水样中游离二氧化碳的质量浓度应按式（5-2）计算：5.3.4总碱度、重碳酸盐、碳酸盐、氢氧化物的测定各种碱度应采用中和法测定。5.3.4.1所用仪器、设备1)锥形瓶：250ml；2)滴定管：10、25ml；3)移液管：25、50ml；4)容量瓶：250ml；5.3.4.2所用试剂1)1%酚酞指示剂：称取1g酚酞(C20H14O4)溶于50乙醇溶液，并用50乙醇溶液

14、稀释至100ml，混匀。2) 0.1甲基橙指示剂：称取0.1g甲基橙溶于适量水中，用水稀释至100ml，混匀。3) 碳酸钠基准溶液(0.025mol/l)：准确称取经250烘干1h的无水碳酸钠2.6497g，溶于适量水中，移入1000 ml容量瓶，用水稀释至标线，混匀。4)盐酸标准溶液(0.050 mol/l)：称量量取4.20 mL浓盐酸（HCl）缓缓倾入适量水中，用水稀释至1000 mL，混匀。标定吸取0.025mol/l碳酸钠基准溶液25.00 ml置于锥形瓶中，加3滴甲基橙指示剂，用盐酸溶液滴定，至溶液由橙黄色突变为淡橙红色为终点，记录滴定消耗盐酸标准溶液的体积。盐酸标准溶液的浓度应按

15、式(5-3)计算：5.3.4.3试验步骤1)酚酞碱度：吸取25.00100.00 ml水样置于锥形瓶中，加入23滴1酚酞指示剂，如果呈红色，在不断振荡下用0.050mol/l盐酸标准溶液滴定，至微红色消失为终点，记录滴定消耗盐酸标准溶液体积P(ml)。如果水样加酚酞指示剂呈无色，水中无酚酞碱度。2)甲基橙碱度：在滴定完酚酞碱度的溶液中加23滴0.1甲基橙指示剂，继续用0.050mol/l盐酸标准溶液滴定，至微红色消失为终点，记录滴定消耗盐酸标准溶液体积M(ml)。3)滴定各种碱度所消耗盐酸标准溶液体积的关系。图5.3 碱度组成示意图以酚酞作指示剂时，水样中全部氢氧化物与碳酸盐变为重碳酸盐所消耗

16、的盐酸标准溶液体积P(ml)。再加入甲基橙作指示剂，水样中原重碳酸盐和由碳酸盐变为重碳酸盐的全部重碳酸盐，与盐酸作用所消耗的盐酸标准溶液体积M(ml)。测定各种碱度时，所消耗的盐酸标准溶液总体积T(ml)。三者关系见图5.35.3.4.5碱度的计算1) 滴定各种碱度消耗盐酸标准溶液体积可按表5.5确定。表5.5 滴定各种碱度消耗盐酸标准溶液的体积滴定结果(ml)滴定氢氧化物(OH-)消耗量(ml)滴定碳酸盐(CO32)消耗量(ml)滴定重碳酸盐(HCO3)消耗量(ml)PTP002P-T或P-M2(T-P)或2M002P002PT-2P或M-PP000T或M2)水样中总碱度、重碳酸盐、碳酸盐、

17、氢氧化物碱度计算：当P0时，只有重碳酸盐 重碳酸盐碱度以碳酸钙质量表示的质量浓度：当PM时，只有碳酸盐c(OH-)=0，c(HCO3-)=0碳酸盐碱度以碳酸钙质量表示的质量浓度:当PM时，有碳酸盐和重碳酸盐当PM时，有氢氧化物和碳酸盐氢氧化物碱度以碳酸钙质量表示的质量浓度：当M0时，只有氢氧化物 总碱度总碱度以碳酸钙质量表示的质量浓度：以上各式中,各种离子的摩尔质量如下:5.3.5氯离子含量的测定氯离子的浓度应采用硝酸银容量法测定。它适宜测定氯离子质量浓度为10500mg/l的水样。5.3.5.1 所用仪器、设备1)瓷蒸发皿：250ml；2)移液管：25、50ml；3)容量瓶：100、500、

18、1000ml；4)棕色酸式滴定管：10、25ml；5.3.5.2所用试剂1)5铬酸钾指示剂：称取5g铬酸钾(K2CrO4)溶于适量水中，以0.050mol/l硝酸银溶液滴定，至出现微砖红色沉淀，静止24h以上,过滤并稀释至100ml，混匀。2)氯化钠基准溶液(0.050mol/l)将基准物氯化钠(NaCl)置于瓷蒸发皿内，在高温炉中500600灼烧4050min,或在电炉上炒至无爆裂声，放入干燥器冷却室温，再准确称取2.9221g溶于适量水中，仔细地全部移入1000ml量瓶，用水稀释至标线，混匀。3)硝酸银标准溶液(0.050mol/l)：配制称取8.5g硝酸银(AgNO3)溶于适量水中，移入

19、1000ml容量瓶，用水稀释标线，混匀。贮于棕色瓶，用氯化钠基准溶液标定。标定：吸取0.050mol/l氯化钠基准溶液25.00ml，置于150ml锥形瓶中，加入25ml水和5铬酸钾指示剂0.5ml，在不断振捣下用硝酸银标准溶液滴定，至溶液由黄色突为微砖红色为终点，记录滴定消耗的氯化钠基准溶液体积计算硝酸银标准溶液浓度应按式(5-21)计算4) 5碳酸钠溶液称取0.5g碳酸钠(Na2CO3)，溶于适量水中，水稀释至100ml,混匀。5)1醋酸溶液：量取1ml醋酸(HC2H3O2)倾入适量水中，用水稀释至100ml,混匀。6)过氧化氢(H2O2)。5.3.5.3试验步骤1)吸取25.00100.

20、00ml水样置于锥形瓶中。如果水样有颜色，先加1ml过氧化氢煮沸、过滤。颜色不褪可再加入0.1g碳酸钠溶解后蒸发至干，残渣用水溶解，再进行下面步骤。2)水样pH值大于l0.5或小于6.5,用1醋酸溶液或0.5%碳酸钠溶液调pH值7.0左右,再加入5%铬酸钾指示剂0.51.0ml，混匀。3)在不断振荡下水样的前提下,用硝酸银标准溶液滴定，至溶液由黄色突变为微砖红色为终点,记录滴定消耗硝酸银标准溶液体积。5.3.5.4氯化物浓度计算氯化物浓度按式(7-22)、式（5-23）计算。5.3.6 钙镁离子浓度的测定钙镁离子浓度采用EDTA二钠(乙二胺四乙酸二钠)络合滴定法测定，它适宜测定钙镁离子浓度为0

21、.05 5mmol/l的水样。5.3.6.1所用仪器、设备1)容量瓶：500、1000ml；2)锥形瓶：100、250ml；3)滴定管：10、25ml；4)移液管：15、50ml；5.3.6.2所用试剂1)铵盐缓冲溶液(pH值=100.1)称取67.5g氯化铵(NH4Cl)，溶于200ml水入570ml氨水(NH3H2O)，用水稀释至1000ml，混匀。2) 1%铬黑T固体指示剂取1g铬黑T(C20H12N3O7SNa)与100g干燥氯化钾(KCl)或100g干燥氯化钠(NaCl)混合研细，贮棕色瓶中。3) 5硫化钠溶液称取5g硫化钠(Na2S2H2O)溶干适量水中，用水稀释至100ml，混匀

22、。4)三乙醇胺N(C2H4OH)3。5)锌基准溶液c(Zn)=0.025mol/l准确称取纯度为99.999，在干燥器中保存24h以上的锌0.8172g于100ml锥形瓶，加入(1+1)盐酸溶液15ml，在水浴上加热使锌全部溶解，冷却后移人500mL容量瓶，用水彻底冲洗锥形瓶数次，洗液合并在容量瓶中，用水稀释至标线，混匀。6)EDTA二钠标准溶液(0.025mol/l)称取9.4g乙二胺四乙酸二钠(C10Hl4N2O8Na22H2O)溶于适量热水中，冷却后用水稀释至1000ml，混匀。用锌基准溶液标定。标定：吸取25.00ml锌基准溶液置于250ml锥形瓶中，加水50ml，加铵缓冲溶液23ml

23、，混匀，加约0.01g铬黑T固体指示剂，混匀。用EDTA二钠标准溶液在不断振荡下滴定，至溶液由酒红色突为纯蓝色为终点，记录滴定消耗EDTA二钠标准溶液体积。EDTA二钠标准溶液浓度应按式(5-24)计算5.3.6.3试验步骤1) 吸取25.00100.00ml水样置于250ml锥形瓶，加入铵盐缓冲溶液23ml，混匀，调节试样pH值至100.1。2)加约0.01g铬黑T固体指示剂，混匀，在不断振荡下逐滴加入EDTA二钠标准溶液，至溶液由酒红色突变为纯蓝色为终点。滴定过程先快后慢。宜在5分钟时间内完成。记录滴定消耗EDTA二钠标准溶液体积。3)如果水样中含有较多铜、锌、铁、铅等金属离子，应在试样中

24、先加入5硫化钠溶液1ml，或加入13ml三乙醇胺消除干扰后再进行测定。4)煤层、矿坑的酸性水或含盐地层水，应预先用氨水调节pH值至7左右，使重金属沉淀过滤后再进行测定。5)如果水样中有大量二氧化碳，应在试样中加(1 + 1)盐酸溶液至刚果红试纸变蓝，煮沸除去二氧化碳后再进行测定。6)如果水样中镁含量极低，可在试样中加入准确量的镁离子，然后从测定结果中减去加入镁离子的量。5.3.6.4钙镁离子浓度计算5.3.7硫酸盐的测定（EDTA二钠容量法）EDTA二钠容量法适宜测定硫酸盐质量浓度为10200mg/l的水样。5.3.7.1所用仪器、设备1)锥形瓶：250ml；2) 移液管：25、50ml；3)

25、 滴定管：10、25ml；5.3.7.2所用试剂1)（1+1）盐酸溶液量取100mL浓盐酸在不断搅拌下，缓缓倾入100ml水中，混匀。2) EDTA二钠标准溶液(0.025mol/l)见7.3.6.2规定EDTA二钠标准溶液。3)钡、镁混合标准溶液配制称取3.05g氯化钡（BaCl22H2O）和2.54g氯化镁（MgCl26H2O）溶于适量水中，用水稀释至1000ml，混匀。标定吸取10.0020.00ml钡镁混合标准溶液，置于250ml锥形瓶中，加水50ml、铵盐缓冲溶液23ml、调节pH值至100.1。加约0.01g铬黑T指示剂，用0.025 mol/l EDTA二钠标准溶液滴定，至溶液由

26、酒红色突变为纯蓝色为终点，记录滴定消耗EDTA二钠标准溶液体积。钡镁混合标准溶液的浓度按式(5-27)计算：4)铵盐缓冲溶液(pH值100.1)见7.3.6.2规定的铵盐缓冲溶液5)刚果红试纸。6) 5氯化钡溶液称取5.0g氯化钡（BaCl22H2O）溶于适量水中，用水稀释至100 ml，混匀。5.3.7.3试验步骤1)试管中注入水样5ml，加入（1+1）盐酸溶液1滴，5氯化钡5滴，混匀。根据浑浊程度可按表5.6确定取样量。表5.6浑浊程度与取样量浑浊程度取样量（mL）立即产生大量沉淀510立即浑浊2550经数分钟才出现浑浊501002)按上表中的给定的取样量，吸取两份相同体积的水样，分别置于

27、两支锥形瓶，其中一份按本规程第7.3.6.4条的规定，测定试样钙镁离子浓度。记录滴定消耗EDTA二钠标准溶液体积V1。另一份放1小块刚果红试纸，加12滴（1+1）盐酸溶液，至刚果红试纸变蓝，加热煮沸12min除去二氧化碳，趁热在不断振荡下逐滴加入（2.02.5）V1的钡、镁混合标准溶液，加入的钡、镁混合标准溶液体积记录为V2。充分振荡，静置30min以上，按本规程第5.3.6.4条的规定进行滴定，记录滴定消耗EDTA二钠标准溶液体积V3。5.3.7.5硫酸根浓度计算 硫酸根浓度按式（7-27）、（7-28）计算。5.3.8钠、钾离子含量的测定5.3.8.1.原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法适宜测定钾质量浓度为0.05300mg/l、钠质量浓度为0.05200mg/l的水样；可以通过将样品浓缩和稀释的方法来扩展测定范围。1)所用仪器、设备原子吸收分光光度计其辅助设备；钾、钠空心阴极灯：所用玻璃器皿必须用（1+1）硝酸溶液浸泡24h，临用时用水清洗干净。2)所用试剂(1+1)硝酸溶液量取100ml浓硝酸缓缓倾入100ml水中，混匀。钾基准溶液钾基准贮备溶液(1.000mg/ml)准确称取在150烘干2h，置于干燥器中冷却后的基准氯化钾(KCl)1.9069g溶于少量水，加入(1+1)硝酸溶液10ml，用水稀释至1000ml，