EDXRF用于分析水泥中的氯

早在上个世纪中叶,人们经常以氯化钙的形式有意将氯添加至水泥中,因为人们发现,添加1-2%的氯化钙可以加速水泥的水化作用,提高水泥强度。但是,由于水泥中的氯化物具有腐蚀性,因此,这种做法如今已被淘汰。氯化物所产生的最严重的影响之一是对钢筋的腐蚀。通常,嵌入混凝土中的钢材会受到表面钝化层的保护而不受腐蚀。但是如果氯离子的含量超过某一定值,其会破坏钢材周围的保护层,由此引发腐蚀。

但这并不是在水泥中加氯的唯一缺点,氯化物还会溶解钙,从而对表层混凝土的质量产生负面影响。而高浓度氯化物可能通过形成羟基氯化钙而使氢氧钙石不稳定,这也导致产品的质量较差。

Analyzing chlorine in cement with EDXRF

 

水泥中的氯化物来自哪里?

如今,已在水泥生产中禁止有意添加氯化物,但这并不意味着产品中没有氯化物。在制造过程中,所使用的原材料或燃料可能会引入氯。

例如,水泥窑粉尘(CKD)可以作为原材料回收。但是,它通常含有大量的氯,必须在使用它前去除氯。大多数窑炉工艺使用旁路除氯系统,以确保最终产品符合规格。但是仅仅凭借可靠的工艺不足以实现控氯目标,还需要对混凝土进行分析,以确保氯化物的浓度足够低。

水泥中的氯离子限值

如上所述,氯离子的内部来源是问题所在,氯离子限值仅适用于这些来源。一般来说,结构预应力混凝土或钢筋混凝土的氯离子限值设定在0.05至0.1 %(按重量计)的范围内。这大致相当于在水泥中设定0.4%至0.8%的氯离子限值。使用钢筋阻锈剂或镀锌钢可以稍微扩展氯离子限值的余地。

XRF分析法用于测定水泥中的氯含量

通过检测水泥中氯离子的存在,可以测定氯含量。EDXRF分析是一种理想的方法,因为其速度快,只需简单的样品制备,可适用于所有类型的材料(包括粉末)。此外,如果选择正确的仪器,它将在测定水泥中的氯含量时提供非常可靠和准确的结果,并可用于从原材料分析到最终产品的几个生产阶段。

在日立的XRF光谱仪系列中,有两款推荐产品适用于水泥分析:LAB-X5000和X-Supreme8000。这两款分析仪的设计坚固耐用,足以承受多尘、大批量生产环境(例如水泥厂的环境)。若要制备样品,只需将水泥粉末压成样片,之后将其放入分析仪。只需按一下按钮,XRF光谱仪将在几分钟内返回完整的成分组成,轻松进行大容量分析。

使用先进直观的软件,可以密切关注趋势数据,以观察氯含量是否会随着时间的推移而上升,以防止出现制造问题。

LAB -X5000

LAB-X5000包含强大的XRF技术,仪器坚固耐用、结构紧凑,非常适合嵌入在生产线旁。其内置安全功能,如安全窗口和自动转台,可保护关键的XRF组件免受意外溢出和灰尘的影响,有助于最大限度地延长仪器的正常运行时间。

Hitachi LAB-X5000

 

X-Supreme8000

X-Supreme8000兼具LAB-X5000所具备的高准确度和可靠性,但一次最多可容纳10份样本,非常适合大容量测试。其可一次性设置多个样品进行测量,可使操作员在分析过程中执行其他任务。

 

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日期: 28 July 2021

作者: Christelle Petiot, XRF Product Manager

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