آزمایش تعیین اسیدی یا قلیایی بودن آب مصرفی در بتن

روش روش –A تیتراسیون الکترومتریک (Electrometric Titration):

تیتراسیون الکترومتریک یکی از دقیق‌ترین روش‌های موجود برای تعیین میزان اسیدی یا قلیایی بودن آب مصرفی در بتن است. این روش در استاندارد بین‌المللی ASTM D1067  – روش A معرفی شده و به‌عنوان روش مرجع  در آزمایش‌های کنترل کیفیت آب شناخته می‌شود.

در این روش، تغییرات pH  آب به‌صورت پیوسته در طول فرآیند تیتراسیون اندازه‌گیری شده و از نتایج آن منحنی تیتراسیون ترسیم می‌گردد. این منحنی اطلاعات بسیار دقیقی درباره رفتار شیمیایی آب، نقاط خنثی‌سازی و ظرفیت بافری آن ارائه می‌دهد. در روش الکترومتریک به کمک الکترود شیشه‌ای و دستگاه pH‌متر مقدار دقیق pH را در هر مرحله ثبت می‌کند. به همین دلیل، این روش نه‌تنها دقت بسیار بالایی دارد بلکه امکان شناسایی تغییرات جزئی در ترکیب شیمیایی آب را نیز فراهم می‌نماید.

هدف آزمایش

هدف اصلی از انجام این آزمایش به روش تیتراسیون الکترومتریک، اندازه‌گیری دقیق مقدار یون‌های هیدروژن (H⁺) یا یون‌های هیدروکسید (OH⁻) موجود در نمونه آب است تا بتوان میزان اسیدی یا قلیایی بودن آن را به‌صورت کمی بیان کرد.

این روش برای موارد زیر به‌کار می‌رود:

  • تعیین دقیق اسیدی یا قلیایی بودن آب آشامیدنی، آب مصرفی در بتن، آب صنعتی، پساب‌ها و فاضلاب‌ها.
  • اندازه‌گیری توانایی مقاومت در برابر تغییرات pH آب.
  • ارزیابی پتانسیل خوردگی یا رسوب‌گذاری در تأسیسات فلزی و بتنی.
  • کنترل کیفیت آب مصرفی در تولید بتن، به‌منظور اطمینان از سازگاری شیمیایی آن با سیمان و سنگدانه‌ها.
  • تحلیل رفتار شیمیایی آب‌های خاص (مانند آب‌های حاوی ترکیبات معدنی یا فلزی).

در واقع، روش A زمانی استفاده می‌شود که بالاترین سطح دقت و تحلیل علمی از ویژگی‌های شیمیایی آب مورد نیاز باشد. به همین دلیل، آزمایشگاه‌های تحقیقاتی، مراکز کنترل کیفیت بتن، واحدهای محیط زیست صنعتی و مراکز تصفیه آب از این روش به‌عنوان مرجع استفاده می‌کنند.

اصول و مبانی علمی روش تیتراسیون الکترومتریک

اساس روش تیتراسیون الکترومتریک بر اندازه‌گیری تغییرات pH در هنگام خنثی‌سازی شیمیایی آب است، آب ممکن است حاوی یون‌های اسیدی (مانند H⁺، Fe³⁺، Al³⁺) یا یون‌های قلیایی (مانند OH⁻، CO₃²⁻، HCO₃⁻) باشد. در تیتراسیون، با افزودن تدریجی یک محلول استاندارد اسید یا باز، این یون‌ها خنثی می‌شوند.

در هر مرحله از این فرآیند، تغییر pH آب با استفاده از دستگاه pH ‌متر به‌صورت عددی ثبت می‌شود. از آن‌جا که تغییرات pH معمولاً تدریجی هستند، زمانی‌که تمام یون‌های قابل‌واکنش خنثی می‌شوند،pH  نمونه به‌صورت ناگهانی تغییر می‌کند، این نقطه را نقطه‌ی عطف (Inflection Point) یا نقطه‌ی پایانی( End Point ) می‌نامند.

 مبنای شیمیایی تیتراسیون

در حالت کلی، واکنش‌های خنثی‌سازی در آب به دو شکل انجام می‌شوند:

الف) برای نمونه‌های اسیدی:

در این حالت، با افزودن باز استاندارد (مانند NaOH) یون‌های هیدروژن خنثی می‌شوند.

ب) برای نمونه‌های قلیایی:

در این حالت، با افزودن اسید استاندارد (مانند HCl) یون‌های هیدروکسید موجود در نمونه خنثی می‌شوند.

هدف از تیتراسیون، یافتن مقدار دقیق محلول استاندارد (اسید یا باز) مورد نیاز برای رسیدن به نقطه‌ای است که تمام یون‌های فعال در واکنش شرکت کرده باشند.

  1. اندازه‌گیری الکترومتریک pH

در روش الکترومتریک، اندازه‌گیری pH به‌صورت عددی و پیوسته انجام می‌شود، این کار با استفاده از الکترود شیشه‌ای حساس به یون هیدروژن انجام می‌گیرد. الکترود، اختلاف پتانسیلی متناسب با غلظت یون‌های H⁺ در محلول ایجاد می‌کند که دستگاه pH‌متر آن را به مقدار pH تبدیل و نمایش می‌دهد.

مزیت این روش نسبت به روش‌های رنگ‌سنجی آن است که:

  • نیازی به استفاده از معرف‌های رنگی (Indicators) ندارد.
  • خطای دید و تشخیص رنگ حذف می‌شود.
  • امکان ثبت تغییرات بسیار جزئی pH در محدوده‌های دقیق (تا ۰٫۰۱ واحد pH) وجود دارد.

۲.منحنی تیتراسیون (Titration Curve)

در طول آزمایش، پس از هر بار افزودن حجم مشخصی از محلول استاندارد، مقدار pH اندازه‌گیری می‌شود. سپس این مقادیر روی نموداری رسم می‌گردند که محور افقی آن حجم محلول تیترانت (mL) و محور عمودی آن مقدار pH است.

منحنی تیتراسیون معمولاً شکلی S‌مانند دارد:

  • در ابتدا تغییرات pH آرام است.
  • سپس در نقطه‌ خنثی‌سازی (نقطه‌ی عطف)، pH  به‌صورت ناگهانی افزایش یا کاهش پیدا می‌کند.
  • و در نهایت دوباره در محدوده‌ی جدیدی به حالت پایدار می‌رسد.

این تغییر ناگهانی در شیب منحنی نشانه‌ی واکنش کامل خنثی‌سازی است. از همین نقطه، مقدار اسید یا باز مصرف‌شده تعیین می‌شود و بر اساس آن می‌توان اسیدی یا قلیایی بودن نمونه (بر حسب میلی‌اکی‌والان در لیتر) را محاسبه نمود.

مفهوم ظرفیت بافری (Buffer Capacity)

یکی از مزایای مهم روش الکترومتریک، امکان تعیین ظرفیت بافری (Buffering Capacity) آب است، در بسیاری از آب‌ها، وجود ترکیباتی مانند بی‌کربنات‌ها (HCO₃⁻) و فسفات‌ها باعث می‌شود که آب در برابر تغییرات pH مقاوم باشد. منحنی تیتراسیون نشان می‌دهد در چه نقطه‌هایی این مقاومت از بین می‌رود.

اگر منحنی تیتراسیون دارای بخش‌هایی با تغییرات بسیار کم در pH باشد، نشان‌دهنده‌ی خاصیت بافری قوی آب است. این خاصیت در طراحی فرایندهای تصفیه آب و نیز در کنترل واکنش‌های شیمیایی بتن اهمیت زیادی دارد، زیرا آب با ظرفیت بافری بالا کمتر تحت‌تأثیر تغییرات محیطی قرار می‌گیرد.

اهمیت علمی و صنعتی

روش تیتراسیون الکترومتریک نه‌تنها برای تعیین عددی اسیدی یا قلیایی بودن آب مفید است، بلکه اطلاعات کاملی درباره‌ی ترکیب شیمیایی و رفتار واکنشی آب ارائه می‌دهد. از جمله:

  • امکان شناسایی چند نقطه‌ی عطف در آب‌های دارای ترکیبات پیچیده.
  • تشخیص وجود یون‌های خاص که باعث تغییرات غیرعادی در منحنی pH می‌شوند.
  • ارزیابی کیفیت آب‌های صنعتی و فاضلاب‌ها از نظر تمایل به خوردگی یا رسوب‌گذاری.
  • بررسی اثر افزودنی‌ها یا مواد شیمیایی بر رفتار اسیدی-بازی آب.

در مجموع، روش الکترومتریک پایه‌ی علمی دقیق و قابل‌اعتمادی برای تمام اندازه‌گیری‌های بعدی اسیدی یا قلیایی بودن آب فراهم می‌کند و به همین دلیل، در استاندارد ASTM D1067 به‌عنوان روش مرجع (Reference Method) شناخته شده است.

وسایل، تجهیزات و مواد شیمیایی مورد نیاز در تعیین اسیدی یا قلیایی بودن آب روش A

اجرای دقیق روش الکترومتریک برای تعیین اسیدی یا قلیایی بودن آب مصرفی در بتن و به طور کلی آب مستلزم استفاده از تجهیزات کالیبره‌شده، مواد استاندارد و رعایت کامل اصول آزمایشگاهی است. در ادامه، وسایل و مواد مورد نیاز به تفکیک معرفی می‌شوند.

۱.دستگاه‌ها و تجهیزات آزمایشگاهی

الف) دستگاه pH‌متر الکترومتریک

  • این دستگاه مهم‌ترین ابزار این آزمایش است و باید مطابق با الزامات ASTM D1293 باشد.
  • pH ‌متر باید دارای الکترود شیشه‌ای حساس به یون هیدروژن و الکترود مرجع (معمولاً Ag/AgCl) باشد.
  • دقت دستگاه باید حداقل ±۰.۰۱ واحد pH باشد تا تغییرات جزئی نیز قابل ثبت باشد.
  • قبل از هر آزمایش، دستگاه باید با استفاده از محلول‌های بافر استاندارد (Buffer Solutions) کالیبره شود.
    به‌عنوان مثال:
    • بافر pH = 4 برای محدوده‌های اسیدی.
    • بافر pH = 7 برای آب‌های خنثی.
    • و بافر pH = 9 یا 10pH =  برای نمونه‌های قلیایی.

ب) الکترودهای شیشه‌ای و مرجع

  • الکترودها باید تمیز، سالم و عاری از رسوب باشند.
  • بعد از هر آزمایش، باید در محلول محافظ(مانند KCl 3M) نگهداری شوند تا از خشک شدن جلوگیری شود.
  • هنگام استفاده، باید چند دقیقه در نمونه قرار گیرند تا به دمای محلول برسند و قرائت ثابت شود.

ج) بشر شیشه‌ای (Beaker)

  • بشر ۳۰۰ میلی‌لیتری، بلند و بدون دهانه (Tall form) انتخاب می‌شود تا اختلاط یکنواختی در هنگام تیتراسیون ایجاد شود.
  • بهتر است از درپوش لاستیکی سه‌سوراخه استفاده شود تا الکترودها و لوله‌ی ورود محلول تیتراانت در جای ثابت قرار گیرند.

د) همزن مغناطیسی (Magnetic Stirrer)

  • برای هم‌زدن یکنواخت محلول در طول آزمایش استفاده می‌شود.
  • سرعت هم‌زدن باید طوری تنظیم شود که حباب یا جریان گردابی شدید ایجاد نکند، زیرا این موارد می‌تواند موجب تغییر موقت در قرائت pH شود.
  • استفاده از هم‌زن گازی (مثل تزریق هوا) ممنوع است، چون ورود CO₂ باعث خطا در اندازه‌گیری می‌شود.

هـ) بورت مدرج و پیپت دقیق

  • بورت باید دارای دقت حداقل ۰٫۰۵ میلی‌لیتر باشد تا بتوان تغییرات حجم محلول تیتراانت را دقیق ثبت کرد.
  • پیپت برای انتقال دقیق حجم نمونه (معمولاً ۱۰۰ میلی‌لیتر) استفاده می‌شود.
  1. مواد و محلول‌های شیمیایی

تمام مواد شیمیایی باید از نوع Reagent Grade  و دارای خلوص تحلیلی (Analytical Reagent) باشند.
در ادامه، محلول‌هایی که طبق استاندارد ASTM D1067 برای روش A لازم است آورده شده‌اند:

الف) محلول اسید کلریدریک استاندارد (HCl 0.02 N)

  • برای تیتراسیون آب‌های قلیایی استفاده می‌شود.
  • طبق استاندارد ASTM E200 تهیه و الکترومتریک استانداردسازی می‌شود.
  • نقطه‌ی عطف این تیتراسیون معمولاً در حدود pH = 3.9 است که نشان‌دهنده‌ی خنثی‌سازی کامل کربنات‌ها و بی‌کربنات‌ها است.

نکته: به‌جای HCl می‌توان از اسید سولفوریک (H₂SO₄) با نرمالیته مشابه نیز استفاده کرد، مشروط بر اینکه به همان روش استاندارد شود.

ب) محلول سدیم هیدروکسید استاندارد (NaOH 0.02 N)

  • برای تیتراسیون آب‌های اسیدی کاربرد دارد.
  • طبق دستورالعمل ASTM E200 تهیه و استانداردسازی می‌شود.
  • نقطه‌ی عطف واکنش در حدود pH = 8.6 (بر پایه خنثی‌سازی فتالیک اسید) قرار دارد.

ج) آب مقطر بدون دی‌اکسیدکربن (CO₂-free Water)

  • تمام مراحل آزمایش باید با آب مقطر تازه‌ای انجام شود که فاقد CO₂ باشد، زیرا وجود CO₂ باعث تغییر pH و خطای محاسباتی می‌شود.
  • برای حذف CO₂، آب مقطر را حدود ۱۰ دقیقه بجوشانید و بلافاصله در ظرف دربسته نگهداری کنید.

د) محلول‌های بافر کالیبراسیون (Buffer Solutions)

  • معمولاً سه محلول بافر با pH  ۴.۰۰ ، ۷.۰۰ و ۹.۰۰ برای کالیبره‌کردن دستگاه استفاده می‌شوند.
  • هر بافر باید تازه و مطابق با استاندارد ASTM D1293 باشد.
  1. شرایط محیطی و ایمنی

  • دمای آزمایش باید در حدود۲  ±۲۵  درجه سانتی‌گراد حفظ شود، زیرا pH به‌شدت وابسته به دما است.
  • از تماس مستقیم پوست با اسیدها و بازها خودداری شود، استفاده از دستکش، عینک ایمنی و روپوش آزمایشگاهی الزامی است.
  • تمام شیشه‌آلات باید قبل از استفاده با آب مقطر شسته و خشک شوند تا آلودگی‌های قبلی بر نتایج اثر نگذارد.
  • در طول آزمایش، نمونه نباید در معرض هوا قرار گیرد، چون جذب CO₂ موجب افزایش اسیدیته‌ی ظاهری می‌شود.
  1. نکات کلیدی
  1. از هم‌زدن یکنواخت و مداوم در طول تیتراسیون اطمینان حاصل کنید.
  2. بین هر دو قرائت pH، صبر کنید تا مقدار قرائت کاملاً پایدار شود (معمولاً ۲۰ تا ۳۰ ثانیه).
  3. در صورتی که حجم تیتراانت مصرفی بیش از ۲۵ میلی‌لیتر شد، از محلول غلیظ‌تر (مثلاً ۰٫۱ نرمال) استفاده کنید.
  4. پس از هر آزمایش، الکترودها را با آب مقطر بشویید و در محلول نگهدارنده قرار دهید.

مراحل انجام آزمایش تیتراسیون الکترومتریک (روش A)

روش تیتراسیون الکترومتریک با هدف تعیین دقیق میزان اسیدی یا قلیایی بودن آب از طریق اندازه‌گیری پیوسته‌ی pH در طول فرآیند خنثی‌سازی انجام می‌شود.

رعایت ترتیب مراحل زیر برای دستیابی به نتایج صحیح و قابل تکرار ضروری است:

مرحله ۱: آماده‌سازی تجهیزات و کالیبراسیون دستگاه

  1. کالیبره کردن pH‌متر:

    • پیش از شروع آزمایش، دستگاه pH‌متر را با استفاده از حداقل دو محلول بافر استاندارد (مثلاً pH = 4 و pH = 7 یا pH = 7 و pH = 9) کالیبره کنید.
    • اطمینان حاصل کنید که دمای بافر و نمونه تقریباً یکسان باشد (حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد).
    • دستگاه باید در طول آزمایش در وضعیت پایدار و دقیق باقی بماند.
  2. بررسی سلامت الکترودها:

    • سطح الکترود شیشه‌ای باید تمیز، بدون رسوب و بدون حباب هوا باشد.
    • الکترود مرجع (Ag/AgCl) باید در محلول KCl اشباع نگهداری شود.
    • پیش از استفاده، هر دو الکترود را با آب مقطر بشویید و با دستمال نرم خشک کنید.
  3. تنظیم سیستم تیتراسیون:

    • بشر شیشه‌ای (۳۰۰ میلی‌لیتر) را روی همزن مغناطیسی قرار دهید.
    • الکترودها را از طریق درپوش لاستیکی در داخل بشر ثابت کنید تا در حین آزمایش حرکت نکنند.
    • بورت را با محلول اسید یا باز استاندارد پر کنید (بسته به نوع نمونه: اسید برای نمونه‌های قلیایی، باز برای نمونه‌های اسیدی).

مرحله ۲: آماده‌سازی نمونه آب

  1. حجم مشخصی از نمونه (معمولاً ۱۰۰ میلی‌لیتر) را با پیپت دقیق در بشر بریزید.
  2. اگر دمای نمونه با دمای اتاق متفاوت است، اجازه دهید به ۲  ±۲۵  درجه سانتی‌گراد برسد.
  3. از تماس طولانی نمونه با هوا خودداری کنید تا جذب CO₂ باعث افزایش اسیدیته نشود.
  4. در صورت نیاز، نمونه را با آب مقطر بدون CO₂ رقیق کنید (در صورتی که غلظت مواد محلول زیاد است).

مرحله ۳: اندازه‌گیری اولیه pH

  • قبل از شروع تیتراسیون، مقدار اولیه pH نمونه را با دستگاه اندازه‌گیری و ثبت کنید.
  • این مقدار، وضعیت طبیعی آب را از نظر اسیدی، خنثی یا قلیایی مشخص می‌کند.

به عنوان مثال:

    • pH کمتر از ۷ → آب اسیدی
    • pH حدود ۷ → آب خنثی
    • pH بالاتر از ۷ → آب قلیایی

مرحله ۴: اجرای تیتراسیون

الف) انتخاب محلول مناسب:

  • اگر نمونه قلیایی است ، از محلول استاندارد اسید (HCl یا H₂SO₄) استفاده کنید.
  • اگر نمونه اسیدی است ، از محلول استاندارد باز (NaOH) استفاده کنید.

ب) انجام تیتراسیون مرحله‌به‌مرحله:

  1. محلول تیتراانت را در افزودن‌های کوچک (معمولاً ۰٫۵ میلی‌لیتر یا کمتر) به نمونه اضافه کنید.
  2. پس از هر بار افزودن، اجازه دهید محلول به تعادل برسد تا مقدار pH ثابت شود (معمولاً ۲۰ تا ۳۰ ثانیه زمان لازم است).
  3. مقدار pH را قرائت کرده و حجم کل محلول مصرفی را یادداشت کنید.
  4. در نزدیکی نقطه‌ی تغییر سریع pH، افزودن‌ها را بسیار آهسته و به‌صورت قطره‌قطره انجام دهید تا نقطه‌ی عطف دقیقاً شناسایی شود.

نکته مهم: هم‌زدن مکانیکی (با همزن مغناطیسی) باید یکنواخت و مداوم باشد. استفاده از هم‌زن گازی یا هوادهی ممنوع است، زیرا CO₂ هوا باعث تغییر pH می‌شود.

مرحله ۵: ترسیم منحنی تیتراسیون (Titration Curve)

پس از پایان تیتراسیون، داده‌های ثبت‌شده (مقادیر pH و حجم محلول افزوده‌شده) را روی نمودار رسم کنید:

  • محور افقی (X): حجم تجمعی محلول تیتراانت (بر حسب میلی‌لیتر)
  • محور عمودی (Y): مقدار pH ثبت‌شده

منحنی حاصل معمولاً شکلی S ‌مانند دارد:

  • در ابتدا تغییرات pH کند است.
  • در نقطه‌ی خنثی‌سازی، تغییر ناگهانی و تندی در pH دیده می‌شود (نقطه‌ی عطف).
  • پس از آن منحنی مجدداً به حالت یکنواخت بازمی‌گردد.

نقطه‌ی عطف منحنی، همان نقطه‌ی پایانی تیتراسیون (End Point) است و مقدار حجم مصرفی تا این نقطه برای محاسبه‌ی اسیدی یا قلیایی بودن نمونه استفاده می‌شود.

مرحله ۶: ثبت و کنترل داده‌ها

  • تمام قرائت‌ها (حجم تیتراانت و pH متناظر) باید در جدول ثبت شوند.
  • اگر منحنی دارای بیش از یک نقطه‌ی عطف باشد، نشان‌دهنده‌ی وجود چند نوع ترکیب اسیدی یا بازی در آب است (مانند کربنات‌ها، فسفات‌ها و غیره).
  • در چنین مواردی، می‌توان از تحلیل منحنی برای شناسایی و تفکیک این ترکیبات استفاده کرد.

مرحله ۷: شست‌وشو و نگهداری تجهیزات

  • پس از پایان آزمایش، الکترودها را با آب مقطر شست‌وشو داده و در محلول KCl 3M نگهداری کنید.
  • بشر و بورت را با آب مقطر بشویید تا هیچ اثری از محلول‌های قبلی باقی نماند.
  • نتایج آزمایش را در برگه‌ی ثبت داده‌ها به همراه شرایط محیطی (دما، تاریخ، نوع محلول و نرمالیته) درج کنید.

در پایان مراحل فوق، شما داده‌های خام (pH و حجم مصرفی تیتراانت) را در اختیار دارید که از آن می‌توان مقدار دقیق اسیدی یا قلیایی بودن نمونه (بر حسب میلی‌اکی‌والان در لیتر) را محاسبه کرد . مرحله‌ای که در بخش بعدی توضیح داده خواهد شد.

محاسبات و گزارش نتایج تعیین اسیدی یا قلیایی بودن آب در روش تیتراسیون الکترومتریک

پس از اجرای کامل فرآیند تیتراسیون و تعیین نقطه‌ی عطف (End Point) از روی منحنی pH، می‌توان میزان اسیدی یا قلیایی بودن نمونه را به‌صورت کمی محاسبه کرد. واحد متداول در این استاندارد برای بیان نتایج، میلی‌اکی‌والان در لیتر (meq/L) است که بیانگر مقدار یون‌های خنثی‌شده در یک لیتر از نمونه آب است.

  1. روش محاسبه با فرمول

بر اساس استاندارد ASTM D1067، مقدار اسیدی یا قلیایی بودن (Acidity or Alkalinity) بر حسب میلی‌اکی‌والان در لیتر از رابطه‌ی زیر به‌دست می‌آید:

که در آن:

توضیح

واحد

نماد

حجم محلول اسید یا باز مصرف‌شده در تیتراسیون تا نقطه‌ی عطف

میلی‌لیتر (mL)

A

نرمالیته‌ی محلول استاندارد (HCl یا NaOH)

نرمال (N)

N

ضریب تبدیل حجم ۱۰۰ میلی‌لیتر نمونه به ۱ لیتر (چون حجم نمونه ۱۰۰ mL است)

۱۰

۲.نمونه عددی از محاسبه

فرض کنید در آزمایش تعیین اسیدیته آب:

  • حجم نمونه: ۱۰۰ میلی‌لیتر
  • محلول تیتراانت:  NaOH 0.02 N
  • حجم مصرفی تا نقطه‌ی عطف: ۵.۲ میلی‌لیتر

محاسبه به شکل زیر خواهد بود:

یعنی مقدار اسیدیته‌ی آب برابر با ۱٫۰۴ میلی‌اکی‌والان در لیتر است.

به همین ترتیب، اگر محلول تیتراانت اسید (HCl) باشد، عدد به‌دست‌آمده نشان‌دهنده‌ی قلیائیت (Alkalinity) نمونه است.

۳.دقت و خطای مجاز آزمایش

مطابق داده‌های استاندارد ASTM D1067 (جدول ۱)، میزان دقت و انحراف مجاز روش الکترومتریک به شرح زیر است:

خطای نسبی مجاز (%)

انحراف استاندارد (St)

محدوده اندازه‌گیری (meq/L)

≤ ۲%

±۰.۱۵

۰.۵ – ۵.۰

≤ ۱%

±۰.۴۰

۵.۰ – ۵۰

به همین دلیل، این روش یکی از دقیق‌ترین روش‌های اندازه‌گیری اسیدیته و قلیائیت آب محسوب می‌شود و در استاندارد ASTM به‌عنوان Referee Method معرفی شده است.

۴.تحلیل منحنی تیتراسیون

اگر در منحنی تیتراسیون بیش از یک نقطه‌ی عطف وجود داشته باشد، می‌توان ترکیبات مختلف موجود در آب را تشخیص داد:

نوع خاصیت

ترکیب غالب در نمونه

نقطه‌ی عطف

اسیدی/قلیایی ضعیف

بی‌کربنات‌ها (HCO₃⁻) → کربنات‌ها

pH ≈ ۴.۵

قلیایی

خنثی‌سازی کامل کربنات‌ها

pH ≈ ۸.۳

اسیدی قوی

خنثی‌سازی کامل اسیدهای معدنی

pH ≈ ۳.۹

بنابراین، منحنی pH علاوه بر تعیین مقدار کل اسیدی یا قلیایی بودن، اطلاعات ارزشمندی درباره‌ی ترکیب شیمیایی آب ارائه می‌دهد.

در پروژه‌های سازه بتنی، نتیجه‌ی این آزمایش برای کنترل کیفیت آب مصرفی بسیار حیاتی است. بر اساس توصیه‌های بین‌المللی (ACI و ASTM C1602)، آب مصرفی در بتن باید:

  • دارای pH بین ۶ تا ۸.۵ باشد.
  • و مقدار کل اسیدیته یا قلیائیت آن بیش از ۱ meq/L نباشد.

اگر نتیجه‌ی آزمایش فراتر از این محدوده‌ها باشد، باید از اصلاح‌کننده‌ها یا تصفیه‌ی شیمیایی استفاده شود تا آب برای مصرف در بتن مناسب گردد.

به‌طور خلاصه، اجرای روش الکترومتریک ASTM D1067 در آزمایشگاه‌های کنترل کیفیت آب و بتن باعث می‌شود:

  • ماهیت شیمیایی آب به‌صورت دقیق و عددی مشخص شود.
  • عوامل بالقوه‌ی خوردگی و ناسازگاری در آب شناسایی گردند.
  • و در نهایت، دوام، پایداری و عمر مفید سازه‌های بتنی افزایش یابد.

مرکز تحقیقات بتن (متب) به‌عنوان مرجع علمی و تخصصی در زمینه‌ی مصالح ساختمانی و فناوری بتن، خدمات تخصصی زیر را برای علاقه‌مندان، مهندسان و آزمایشگاه‌های همکار ارائه می‌دهد:

  • اجرای آزمون تعیین اسیدی یا قلیایی بودن آب طبق استاندارد ASTM D1067.
  • ارائه گزارش فنی و تفسیر علمی نتایج برای پروژه‌های عمرانی.
  • مشاوره در خصوص اصلاح شیمیایی آب‌های نامناسب برای بتن.
  • و برگزاری دوره‌های آموزشی تخصصی در زمینه کنترل کیفیت آب و مصالح سیمانی.

برای کسب اطلاعات بیشتر، درخواست انجام آزمایش یا دریافت مشاوره تخصصی، می‌توانید از طریق وب‌سایت و یا تماس تلفنی با کارشناسان آزمایشگاه بتن مرکز تحقیقات بتن (متب) در ارتباط باشید.  ۰۲۱-۸۸۶۶۴۱۵۱   ۰۲۱-۸۸۶۶۴۱۵۲