土木工程檢測(cè)中分析化學(xué)的應(yīng)用

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摘要：分析化學(xué)技術(shù)具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定量分析、精確度高的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于土木工程檢測(cè)領(lǐng)域，能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)檢驗(yàn)理論和操作技能的統(tǒng)一，提升工程項(xiàng)目檢測(cè)效率和質(zhì)量。本文在闡述分析化學(xué)技術(shù)檢測(cè)特征的基礎(chǔ)上，就土木工程檢測(cè)的內(nèi)容展開(kāi)分析，并指出分析化學(xué)在土木工程檢測(cè)中的具體應(yīng)用要點(diǎn)。期望能實(shí)現(xiàn)分析化學(xué)技術(shù)與土木工程檢測(cè)的深度融合，繼而在提升分析化學(xué)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用水平的同時(shí)，促進(jìn)土木工程建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：分析化學(xué)；土木工程；檢測(cè)

作為施工技術(shù)管理中不可或缺的組成部分，土木工程檢測(cè)技術(shù)管理直接關(guān)系著工程結(jié)構(gòu)建設(shè)的穩(wěn)定性和安全性；現(xiàn)階段，人們對(duì)于建筑工程土木施工項(xiàng)目提出了較高要求，有必要進(jìn)行土木工程施工質(zhì)量的有效檢測(cè)，并在實(shí)際檢測(cè)中不斷優(yōu)化檢測(cè)方法。分析化學(xué)技術(shù)是一種較為有效的現(xiàn)代檢測(cè)方式，其在目標(biāo)物實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，定量化的進(jìn)行對(duì)象分析，有效地升了目標(biāo)物的實(shí)際檢測(cè)精度?，F(xiàn)階段，分析化學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為土木工程檢測(cè)的關(guān)鍵技術(shù)之一，其在工程設(shè)計(jì)參數(shù)、施工質(zhì)量控制、施工驗(yàn)收評(píng)定、養(yǎng)護(hù)管理決策過(guò)程中起到至關(guān)重要的作用。

1分析化學(xué)技術(shù)檢測(cè)特征

分析化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用關(guān)注于兩個(gè)基本層面，即分析方法和分析對(duì)象。任何具體的分析方法都是為分析對(duì)象服務(wù)的；而沒(méi)有分析對(duì)象，分析方法無(wú)從談起。這使得分析化學(xué)技術(shù)的研究對(duì)象和分析方法共存于分析工作的各個(gè)方面。在土木工程檢測(cè)中，分析化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、定量分析、精確度高的特點(diǎn)。具體而言，這些特征表現(xiàn)在以下層面：其一，隨著現(xiàn)代分析檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，分析化學(xué)中出現(xiàn)了許多高靈敏度、高選擇性的分析方法，并且伴隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，這些分析技術(shù)的支撐設(shè)備出現(xiàn)了小型化、智能化的特點(diǎn)，其已經(jīng)成為分析化學(xué)技術(shù)發(fā)展的一種趨勢(shì)。其二，基于土木工程檢測(cè)管理需要，分析化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其不僅可以用于工程項(xiàng)目建設(shè)材料分析，而且在項(xiàng)目結(jié)構(gòu)檢測(cè)、狀態(tài)和價(jià)態(tài)分析、表面分析和微區(qū)分析中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。基于具體目標(biāo)物的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和定量分析，分析化學(xué)技術(shù)能為工程設(shè)計(jì)參數(shù)控制、施工質(zhì)量檢測(cè)提供有效支撐。此外，依托分析化學(xué)技術(shù)進(jìn)行施工驗(yàn)收評(píng)定，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理決策，能實(shí)現(xiàn)工程整體建設(shè)效益的統(tǒng)一。其三，隨著工程項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大，分析化學(xué)技術(shù)可在各類(lèi)生物傳感器的支撐下，對(duì)工程土木部分進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，同時(shí)與其他檢測(cè)方法的聯(lián)用趨勢(shì)增強(qiáng)，這在土木工程建設(shè)復(fù)雜問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，有效地提升了工程項(xiàng)目建設(shè)的整體效益。

2土木工程檢測(cè)內(nèi)容

土木工程檢測(cè)涉及內(nèi)容較多，從工程土木結(jié)構(gòu)來(lái)看，混凝土、砌體與鋼材是建筑土木工程結(jié)構(gòu)組成的重要部分，對(duì)土木工程的檢測(cè)應(yīng)重點(diǎn)做好以下三個(gè)要素的檢測(cè)。

2.1土木工程混凝土檢測(cè)

混凝土是建筑土木結(jié)構(gòu)施工的主要材料之一，其對(duì)于土木結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量具有深刻影響。在項(xiàng)目施工中，有必要就混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。回彈法檢測(cè)法、超聲檢測(cè)法與鉆心檢測(cè)法試混凝土檢測(cè)的三種常用方式。就回彈法而言，其主要是通過(guò)垂心重力擊打混凝土，隨后對(duì)反彈的輕重和反彈距離進(jìn)行分析，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)混凝土質(zhì)量檢測(cè)。需注意的是雖然該方案具有較強(qiáng)的操作性，但會(huì)對(duì)整個(gè)建筑物造成一定損傷，故而在當(dāng)前檢測(cè)中應(yīng)用較少，其已經(jīng)逐漸被取締。超聲法是依據(jù)超聲傳導(dǎo)的特異性，對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)與缺陷進(jìn)行判斷的一種方式，該檢測(cè)方法技術(shù)先進(jìn)，是當(dāng)前混凝土檢測(cè)中最主要的應(yīng)用方式。鉆芯法多采用冷式鉆機(jī)在混凝土結(jié)構(gòu)中進(jìn)行鉆孔采樣，然后檢測(cè)樣本的強(qiáng)度，以此來(lái)進(jìn)行整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量評(píng)估。鉆芯取樣也會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成一定損壞，應(yīng)注重取樣位置、規(guī)格大小的有效把控。

2.2土木工程砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)

靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)是土木工程砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)的兩種常用方式。在實(shí)際檢測(cè)中，針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)，應(yīng)重點(diǎn)突出自重砂漿輕度指標(biāo)的檢測(cè)。筒壓法、推出法在自重砂漿輕度檢測(cè)中發(fā)揮著重要作用。就筒壓法而言，其通常按照采集樣本砂漿、碾碎、烘干樣本、砂漿筒壓操作、砂漿強(qiáng)判斷的流程進(jìn)行實(shí)際檢測(cè)。而在推出法檢測(cè)中，工作人員應(yīng)現(xiàn)在推出儀的作用下，推出砌體結(jié)構(gòu)中的磚塊，隨后就推塊過(guò)程中水平推力與表面砂漿飽滿(mǎn)度的大小進(jìn)行檢測(cè)，然后實(shí)現(xiàn)砂漿強(qiáng)度的系統(tǒng)判斷。

2.3土木工程鋼材結(jié)構(gòu)檢測(cè)

鋼材結(jié)構(gòu)檢測(cè)包含變形損傷、尺寸偏差、鋼材連接性能等諸多內(nèi)容；通過(guò)這些檢測(cè)內(nèi)容的分析，可實(shí)現(xiàn)鋼構(gòu)件實(shí)載和動(dòng)力性能的有效把控。相比于混凝土與砌體結(jié)構(gòu)，建筑鋼材本身具有輕度高、材質(zhì)勻稱(chēng)的特點(diǎn)，同時(shí)其結(jié)構(gòu)韌性與塑性突出，自重較輕。針對(duì)鋼材的檢測(cè)，單前較為常見(jiàn)的方式包含超聲波檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)、磁粉檢測(cè)等諸多內(nèi)容，進(jìn)行這些要素的檢測(cè)，能實(shí)現(xiàn)鋼材內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺陷的有效把控，這為建筑土木工程施工創(chuàng)造了有利條件。

3分析化學(xué)技術(shù)在土木工程檢測(cè)中的應(yīng)用

分析化學(xué)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于定量分析檢測(cè)對(duì)象，這樣不僅能保證檢測(cè)方法的規(guī)范性，而且能有效提升檢測(cè)精度?，F(xiàn)以工程砂、水泥為例，通過(guò)分析化學(xué)技術(shù)，重點(diǎn)就兩種物質(zhì)的組成成分進(jìn)行檢測(cè)。

3.1分析化學(xué)技術(shù)工程砂組成成分檢測(cè)中的應(yīng)用

3.1.1有機(jī)物含量檢測(cè)基于分析化學(xué)技術(shù)進(jìn)行工程砂中有機(jī)物分析，先選擇有機(jī)砂樣品，采用5mm孔徑篩網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行篩選處理，然后通過(guò)四分法將其縮分至500g，將其烘干后倒入250mL量筒中至130mL刻度處，隨后滴入3%NaOH溶液，使得總體混合液達(dá)到200ml，劇烈攪拌混合液并靜止24h。最后比較試樣上部溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色；當(dāng)試樣上部溶液顏色淺，標(biāo)準(zhǔn)溶液的顏色深時(shí)，表明試樣有機(jī)質(zhì)的含量符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

3.1.2氯離子含量檢測(cè)工程砂中氯離子富集容易在后期對(duì)鋼筋造成影響，故而在前期工程砂選擇中，應(yīng)規(guī)范化地對(duì)其氯離子進(jìn)行檢測(cè)。具體檢測(cè)方法為：選擇2kg工程砂進(jìn)行烘干出來(lái)，待其恒重后通過(guò)四分法縮至500g，并導(dǎo)入帶塞磨口瓶中；在磨口瓶中滴加蒸餾水500ml，然后靜止2h。經(jīng)過(guò)兩小時(shí)靜置后，按照間隔5min的要求搖動(dòng)3次。對(duì)混合液進(jìn)行過(guò)濾處理，然后采用移液管選擇50ml到三角瓶中，隨機(jī)滴加1ml的鉻酸鉀指示劑，要求鉻酸鉀濃度為5%，最后采用0.01moL/LAgNO3的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定處理，當(dāng)?shù)味ê笕芤簽榇u紅色時(shí)，停止滴定，然后就AgNO3的實(shí)際消耗量進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)氯離子含量的有效把控。

3.1.3砂的堿活性試驗(yàn)針對(duì)工程砂堿活性的分析化學(xué)試驗(yàn)，應(yīng)將選擇的樣品控制在500g，然后采用破碎機(jī)及粉磨機(jī)對(duì)樣品進(jìn)行粉磨處理，隨后采用烘箱將樣品烘烤20±4h，烘烤溫度控制在105±5℃。完成烘烤后，采用0.315mm孔徑篩網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行篩分處理，并通過(guò)磁鐵去除破碎樣品時(shí)帶入的鐵粉。在完成試樣制作后，將試樣分成三份，然后用移液管加入濃度為1mol/LNaOH溶液，溶液體積為25mL，隨后進(jìn)行密封反應(yīng)和水浴處理，完成水浴后將反應(yīng)器放在自來(lái)水中冷卻15±2min，并進(jìn)行過(guò)濾處理。在實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)后期階段，通過(guò)重量法、容量法或比色法登方式，就可溶性二氧化硅含量進(jìn)行具體檢測(cè)，這樣可系統(tǒng)掌握工程砂中堿活性參數(shù)值。此外，針對(duì)工程砂的測(cè)定，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，通過(guò)分析化學(xué)方式就砂堿活性、砂中硫酸鹽、硫化物含量進(jìn)行具體檢測(cè)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)工程砂性質(zhì)的有效把控。

3.2分析化學(xué)技術(shù)水泥組成成分檢測(cè)中的應(yīng)用

3.2.1水泥原料中氯離子檢測(cè)水泥是土木結(jié)構(gòu)施工中較為常見(jiàn)的一種原材料，針對(duì)水泥原料中氯離子的分析化學(xué)檢測(cè)，應(yīng)合注重以下操作要點(diǎn)：其一，在控制實(shí)驗(yàn)溫度的情況，應(yīng)基于蒸餾裝置，采用過(guò)氧化氫和磷酸對(duì)試樣進(jìn)行分解。其二，在凈化空氣支撐下，實(shí)現(xiàn)氯離子的蒸餾分離。其三，氯化物蒸出后主要以氯化氫的形式存在，故而應(yīng)采用稀硝酸作吸收液，對(duì)其進(jìn)行蒸餾處理，要求蒸餾的時(shí)間保持在10~15min。其四，選擇蒸餾液，然后在蒸餾液中加入乙醇，要求最終總體積保持在20~30ml。其五，將pH控制在3.5左右，然后將二苯偶氮碳酰肼作為指示劑，并通過(guò)HgON3對(duì)其進(jìn)行滴定處理，當(dāng)?shù)味ê笕芤簽樽霞t色時(shí)，停止滴定，然后通過(guò)消耗HgON3量的計(jì)算，來(lái)分析水泥原料中氯離子的實(shí)際含量。

3.2.2水泥穩(wěn)定土中水泥劑量針對(duì)水泥穩(wěn)定土中水泥的劑量檢測(cè)，通常采用EDTA滴定法進(jìn)行測(cè)定。該檢測(cè)技術(shù)體系下，對(duì)水泥或石灰穩(wěn)定中、粗粒土，要求稱(chēng)取劑量控制在1000g左右，隨后將其放在1000mL的10%NH3CL溶液當(dāng)中，隨后以NaOH為緩沖劑，對(duì)溶液的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保溶液酸堿度不低于12。最后在溶液中加入鈣指示劑，并對(duì)其進(jìn)行滴定出來(lái)。滴定過(guò)程中，記錄滴定前后滴定管中EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積差，隨后基于標(biāo)準(zhǔn)曲線，實(shí)現(xiàn)混合料中的水泥或石灰劑量的有效計(jì)算和確定。

4結(jié)論

分析化學(xué)技術(shù)對(duì)于土木工程檢測(cè)工作開(kāi)展具有重大影響。在實(shí)際檢測(cè)中，工作人員只有系統(tǒng)把控分析化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用特征，然后在了解土木工程檢測(cè)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析化學(xué)法技術(shù)的深入應(yīng)用，這樣才能在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與定量分析中，實(shí)現(xiàn)分析化學(xué)技術(shù)的高效應(yīng)用，進(jìn)而提升土木工程檢測(cè)質(zhì)量，滿(mǎn)足現(xiàn)代工程項(xiàng)目建設(shè)需要。

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作者：羅曉菲 單位：甘肅煤田地質(zhì)研究所