TCVN - BỘT KẼMSƠN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH – BỘT KẼM – YÊU CẦU KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Độ chuẩn của dung dịch K4FeCN6 được tính theo khối lượng kẽm theo công thức 1: trong đó: Z là đương lượng kẽm của dung dịch K4FeCN6, g/ml W là khối lượng kẽm sử dụng hoặc khối lượng k

1

TCVN xxx : 2013

Xuất bản lần 1

SƠN BẢO VỆ CÔNG TRÌNH – BỘT KẼM – YÊU CẦU KỸ

THUẬT VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Protective paints for construction - Zinc dust pigment – Specifications and test methods

HÀ NỘI – 2013

2

TCVN xxx : 2013

3

Mục lục Trang 1 Phạm vi áp dụng 5

2 Tài liệu viện dẫn 5

3 Thuật ngữ và định nghĩa 5

4 Thành phần và tính chất 5

5 Lấy mẫu 6

6 Các phương pháp thử nghiệm 6

7 Bao gói và bảo quản 14

4

Lời nói đầu

TCVN xxx: 2013 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao

thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề

nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm

định, Bộ Khoa học và Công nghệ Công bố

5

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN xxx : 2013

Sơn bảo vệ công trình – Bột kẽm – Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử

Protective paints for construction - Zinc dust pigment – Specifications and test methods

1 Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này liên quan tới 3 loại bột kẽm sử dụng làm pigment trong sơn bảo vệ công trình

1.2 Các đơn vị sử dụng trong tiêu chuẩn này nằm trong hệ SI Các giá trị trong ngoặc chỉ mang tính thông tin

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm ban hành thì áp dụng bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm ban hành thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi

ASTM B 214, Test method for sieve analysis of metal powders - Phương pháp thử nghiệm phân cấp

bằng sàng đối với bột kim loại

ASTM D 185, Test methods for coarse particles in pigments, pastes, and paints - Các phương pháp

thử nghiệm hạt thô trong pigments, paste và sơn

ASTM D 521, Test methods for chemical analysis of zinc dust (metallic zinc powder) - Phương pháp

thử nghiệm phân tích hóa học bột kẽm kim loại

ASTM E 536, Standard test methods for chemical analysis of zinc and zinc alloys – Các phương pháp

thử nghiệm phân tích hóa học của kẽm và hợp kim của kẽm

3 Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau

3.1

Bột màu kẽm

Bột xám mịn, thành phần chính là kẽm kim loại

6

4 Thành phần và tính chất

4.1 Bột màu bao gồm chủ yếu kẽm kim loại và phù hợp với các yêu cầu về thành phần được mô tả

trong Bảng 1

Bảng 1 - Yêu cầu về thành phần bột kẽm

Hàm lượng các hạt có kích thước lớn hơn 150

4.2 Tùy theo tính chất vật lý mà người mua yêu cầu, bột kẽm sẽ được cung cấp phù hợp với mẫu đã

được người mua và người bán thỏa thuận

5 Lấy mẫu

5.1 Lấy ngẫu nhiên 2 mẫu từ các thùng khác nhau của mỗi lô, đợt… hoặc mã hiệu sản xuất trong một

lô hàng Nếu không có dấu hiệu khác biệt giữa các mã hiệu sản xuất, lấy mẫu từ các thùng hàng khác

nhau theo tỷ lệ 2 mẫu trên mỗi 5000 kg sản phẩm, ngoại trừ các lô hàng nhỏ hơn 5000 kg thì lấy 2 mẫu Tùy theo lựa chọn của người mua, các mẫu sẽ được kiểm tra riêng biệt hoặc sau khi trộn theo khối lượng tương đương các mẫu từ mã hiệu sản xuất giống nhau để tạo ra mẫu hỗn hợp

TCVN xxx : 2013

7

6 Các phương pháp thử nghiệm

Các thử nghiệm được thực hiện theo các phương pháp thử nghiệm ASTM phù hợp dưới đây Các thử nghiệm không bao gồm các phương pháp thử nghiệm ASTM đó sẽ được thực hiện theo thỏa thuận giữa người mua và người bán

6.1 Xác định hàm lượng kẽm

6.1.1 Hóa chất

6.1.1.1 Dung dịch chuẩn kali ferrocyanide – Pha 1 lít dung dịch chứa 22 g kali ferrocyanide (K4Fe(CN)6 3H2O) Để hiệu chuẩn, cho 0,2 g kẽm kim loại hoặc kẽm oxit (ZnO) vào cốc có mỏ 400 ml Hòa tan trong 30 ml dung dịch chứa 10 ml axit HCl, tỷ trọng 1,19 Cho vào 1 mẩu giấy quỳ, thêm dung dịch amoniac (NH4OH) cho tới khi đạt độ kiềm nhẹ, rồi thêm HCl cho tới khi vừa đạt độ axit, và thêm tiếp 3

ml HCl Pha loãng dung dịch tới 250 ml với nước nóng và gia nhiệt cho tới gần sôi Vừa lắc và mở khóa buret cho dung dịch K4Fe(CN)6 nhỏ từ từ xuống cốc, tới khi 1 giọt mẫu kiểm tra được nhỏ lên 1 miếng sứ trắng với một giọt dung dịch chất chỉ thị uranyl chuyển sang màu nâu nhạt sau khi để ổn định

1 phút Không để nhiệt độ dung dịch xuống dưới 70 oC trong quá trình chuẩn độ Thí nghiệm mẫu trống với lượng hóa chất và nước giống như khi hiệu chuẩn Quá trình hiệu chuẩn phải được tiến hành trong các điều kiện nhiệt độ, thế tích và độ axit như khi chuẩn mẫu Độ chuẩn của dung dịch K4Fe(CN)6 được

tính theo khối lượng kẽm theo công thức (1):

trong đó:

Z là đương lượng kẽm của dung dịch K4Fe(CN)6, g/ml

W là khối lượng kẽm sử dụng ( hoặc khối lượng kẽm trong kẽm oxit sử dụng), g

V1 là thể tích dung dịch K4Fe(CN)6 cần để chuẩn độ mẫu chuẩn, ml

B1 là thể tích dung dịch K4Fe(CN)6 cần để chuẩn độ mẫu trống, ml

6.1.1.2 Dung dịch chỉ thị uranyl nitrat– Pha 100 ml dung dịch chứa 5 g uranyl nitrat (UO2(NO3)2.6H2O)

6.1.2 Cách tiến hành

6.1.2.1 Lấy 0,25 g mẫu vào cốc có mỏ 400 ml, làm ướt với rượu, và hòa tan trong 30 ml dung dịch

chứa 10 ml axit HCl tỷ trọng 1,19

6.1.2.2 Tiếp tục theo quy trình đã sử dụng trong hiệu chuẩn dung dịch K4Fe(CN)6, trước hết cho giấy quỳ và điều chỉnh độ axit với dung dịch NH4OH và dung dịch HCl

6.1.2.3 Tính toán – Hàm lượng kẽm, T, được tính theo công thức (2):

Trong đó:

8

V2 là thể tích dung dịch K4Fe(CN)6 cần để chuẩn độ mẫu, ml

B2 là thể tích dung dịch K4Fe(CN)6 cần để chuẩn độ mẫu trống, ml

Z là đương lượng kẽm của dung dịch K4Fe(CN)6, g/ml

S1 là khối lượng mẫu thử, g

6.2 Xác định hàm lượng kẽm kim loại

6.2.1 Hóa chất

6.2.1.1 Dung dịch sắt (III) cloride – Pha 100 ml dung dịch chứa 20 g sắt (III) cloride (FeCl3.6H2O) và 20

ml dung dịch natri axetat 20%

6.2.1.2 Dung dịch chuẩn kali permanganat, 0,1 N – Pha 1 lít dung dịch chứa 3,16 g KMnO4 Để ổn định

từ 8 tới 14 ngày, lọc lấy phần dung dịch trong và hiệu chuẩn theo dung dịch natri oxalat (Na2C2O4) như sau: Lấy cốc 400 ml, hòa tan 0,25 g tới 0,3 g natri oxalat vào trong 250 ml nước nóng (80 ºC tới 90 ºC)

và 15 ml dung dịch H2SO4 Đem chuẩn độ với dung dịch KMnO4 Dung dịch KMnO4 không được chảy nhanh hơn từ 10 ml/min đến 15 ml/min, và từ 0,5 ml đến 1 ml cuối cùng thì phải cho nhỏ giọt để mỗi giọt chuyển màu hoàn toàn trước khi nhỏ thêm giọt tiếp theo Nhiệt độ dung dịch không được nhỏ hơn

60 ºC tại thời điểm kết thúc quá trình chuẩn độ Bảo quản dung dịch KMnO4 trong bình thủy tinh tối màu để tránh ánh sáng, hoặc trong bình thủy tinh màu nâu và đặt trong chỗ tối

6.2.1.3 Dung dịch natri axetat, 200 g/l - Pha 1 lít dung dịch chứa 200 g natri axetat (NaC2H3O2) hoặc

332 g NaC2H3O2.3H2O

6.2.1.4 Dung dịch Zimmerman-Reinhardt – Pha 1 lít dung dịch chứa 67 g mangan sunfat

(MnSO4.4H2O), 130 ml axit H2SO4, tỷ trọng 1,84 và 138 ml axit photphoric (H3PO4), 85%

6.2.2 Cách tiến hành

6.2.2.1 Cân 0,2 g mẫu, cho ngay vào trong bình Erlenmeyer dung tích 600 ml, và cho thêm 50 ml dung

dịch FeCl3 Đậy nắp lại và lắc trong khoảng 15 phút Khi bột kẽm hòa tan hết, cho 50 ml dung dịch Zimmerman-Reinhardt và 250 ml nước vào bình Chuẩn độ với dung dịch KMnO4, 0,1 N

CHÚ THÍCH 1: Nếu cần, lượng sắt bị khử sẽ được chuẩn độ với dung dịch kali bicromat (K 2 Cr 2 O 7 ), sử dụng natri diphenylamin sunfonat trong axit photphoric làm chất chỉ thị

6.2.2.2 Mẫu trống – Tiến hành chuẩn độ với mẫu trống, theo các bước tiến hành ở trên và sử dụng

lượng hóa chất giống như ở trên trước khi chuẩn độ (Mẫu trống thường là từ 0,1 ml đến 0,2 ml dung dịch KMnO4, 0,1 N

6.2.2.3 Tính toán – Phần trăm kẽm kim loại được tính theo công thức (3):

M= [(V3 – B3)(N x 0,0327)/S2] x 100 (3)

TCVN xxx : 2013

9

Trong đó:

V3 là thể tích dung dịch KMnO4 để chuẩn độ mẫu, ml

B3 là thể tích dung dịch KMnO4 để chuẩn độ mẫu trống, ml

N là độ chuẩn của dung dịch KMnO4

S2: khối lượng mẫu, g

0,0327 là phần nghìn đương lượng của kẽm

6.3 Xác định hàm lượng clor

6.3.1 Hóa chất

6.3.1.1 Dung dịch bạc nitrat (AgNO3), 3,5 g/l – Pha 1 lít dung dịch chứa 3,5 g bạc nitrat

6.3.1.2 Dung dịch chuẩn natri cloride (NaCl), 0,01 N – Pha 1 lít dung dịch chứa 0,5850 g natri cloride 6.3.2 Cách tiến hành

6.3.2.1 Lấy 1 g mẫu vào cốc điện phân dung tích 200 ml Cho 20 ml nước và thêm từ từ 5 ml axit nitric,

tỷ trọng 1,42 Lấy kính đậy lại, gia nhiệt trên thiết bị chưng cách hơi và khuấy liên tục trong 5 phút, hoặc cho tới khi dung dịch trong suốt Thêm 70 ml nước và để nguội tới nhiệt độ phòng

6.3.2.2 Thêm 5 ml dung dịch bạc nitrat, 3,5 g/l vào dung dịch mẫu và dung dịch trống, khuấy đều Với

dung dịch trống, nhỏ từng giọt dung dịch NaCl từ buret 10 ml xuống và khuấy cho tới khi độ đục giống với dung dịch mẫu Giữ nguyên các cốc đã khuấy và quan sát lại trong nền tối để kiểm chứng lại

6.3.3 Tính toán

Phần trăm hàm lượng clor được tính theo công thức (4):

Trong đó

V4 là thể tích dung dịch NaCl, 0,01 N cho vào dung dịch trống, ml

6.4 Xác định cadimi, sắt và chì bằng phương pháp hấp thụ nguyên tử

6.4.1 Phạm vi

Phương pháp hấp thụ nguyên tử liên quan tới việc xác định hàm lượng cadimi từ 0,001 % đến 0,5 %, sắt từ 0,003 % đến 0,1 %, chì từ 0,002 % đến 1,6 %

6.4.2 Tóm tắt phương pháp thử

Hòa tan mẫu trong dung dịch axit clohydric và phun vào buồng đốt của máy quang phổ hấp thụ nguyên

tử Sự hấp thụ các bức xạ cộng hưởng trùng với tần số cộng hưởng của mỗi nguyên tố được đo lại và

so sánh với các dung dịch hiệu chuẩn của mỗi nguyên tố Bước sóng của các vạch phổ và các chỉ số

đo khác được sắp xếp theo Bảng 2 trong Mục 6.4.5 đối với mỗi nguyên tố

10

6.4.3 Khoảng hàm lượng

Khoảng hàm lượng của mỗi nguyên tố phải được xác định bằng thực nghiệm, do khoảng hàm lượng tối ưu sẽ phụ thuộc vào từng thiết bị riêng biệt Nếu khoảng hàm lượng tối ưu và các thông số của thiết

bị đã được xác định thì tiến hành theo quy trình ở Mục 6.4.9; ngược lại, xác định khoảng hàm lượng theo Mục 6.4.5

6.4.4 Sự gây nhiễu

Các nguyên tố thường không xảy ra sự gây nhiễu khi hàm lượng của nguyên tố vẫn nhỏ hơn giới hạn

lớn nhất như trong Mục 6.4.1

6.4.5 Thiết bị

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử, được gắn 1 buồng đốt có bộ phận phối trộn trước và sử dụng

hỗn hợp chất oxi hóa – nhiên liệu đốt đưa ra trong Bảng 2 Sử dụng đèn catot rỗng theo khuyến cáo của nhà sản xuất làm nguồn phát bức xạ cộng hưởng Thiết bị phù hợp với thử nghiệm này nếu khoảng hàm lượng tìm được có độ nhạy, độ lệch hiệu chuẩn và độ lệch so sánh nhỏ nhất sắp xếp trong Bảng 2 như sau:

Bảng 2 - Các thông số của máy quang phổ hấp thụ nguyên tử

phổ, A

Nhiên liệu-chất oxi hóa

Dung dịch chuẩn

Độ nhạy thấp nhất, đơn vi

Sai lệch hiệu chuẩn,

%

Sai lệch so sánh , %

khí-C2H2

khí-C2H2

“A”

“B”

15

25

2,0 1,0

1,0 0,5

khí-C2H2

“A”

“B”

10

30

2,0 1,0

1,5 0,4

6.4.5.1 Chuẩn bị dung dịch chuẩn loãng, dung dịch so sánh và dung dịch hiệu chuẩn theo Mục 6.4.7

Chỉ dẫn trong Bảng 3 theo Mục 6.4.7.1 đưa ra các hàm lượng ban đầu

6.4.5.2 Chuẩn bị thiết bị để sử dụng theo Mục 6.4.9.1 Đo độ nhạy của thiết bị khi phun dung dịch so

sánh, dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ thấp nhất và 2 dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ cao nhất, tiến hành đo theo Mục 6.4.9.2

6.4.5.3 Độ nhạy nhỏ nhất: Tính toán sự khác nhau giữa các kết quả đo của 2 dung dịch có hàm lượng

lớn nhất trong 5 dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ cách đều nhau Sự khác biệt này phải bằng hoặc lớn hơn giá trị của thang đo ghi trong Bảng 2 Để thực hiện phương pháp thử nghiệm này, đơn vị thang đo

TCVN xxx : 2013

11

được định nghĩa là một chữ số có nghĩa bé nhất trong kết quả đo của dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ cao nhất

6.4.5.4 Độ tuyến tính của đường cong hiệu chuẩn

Tính toán sự chênh lệch giữa các kết quả đo của dung dịch so sánh và kết quả đo thấp nhất trong 5 dung dịch hiệu chuẩn có hàm lượng cách đều nhau Nếu cần, chuyển sự chênh lệch đó và sự chênh lệch trong Mục 6.4.5.3 sang đơn vị hấp thụ bức xạ Lấy sự chênh lệch của khoảng kết quả đo cao nhất chia cho sự chênh lệch của khoảng kết quả đo thấp nhất Tỷ số này phải bằng hoặc lớn hơn 0,70

6.4.5.5 Khi thiết bị đạt các yêu cầu về giới hạn độ nhạy thấp nhất và độ tuyến tính của đường cong

hiệu chuẩn, khoảng hàm lượng lựa chọn ban đầu được xem là phù hợp Trong trường hợp này, tiến hành theo Mục 6.4.5.7; ngược lại thì tiến hành theo Mục 6.4.5.6

6.4.5.6 Nếu không đạt yêu cầu về độ nhạy thấp nhất, chuẩn bị một dung dịch chuẩn loãng khác để tạo

ra khoảng hàm lượng cao hơn, và tiến hành lặp lại qui trình từ Mục 6.4.5.1 tới Mục 6.4.5.4 Nếu đường cong hiệu chuẩn không đạt tới giới hạn tuyến tính, pha dung dịch chuẩn loãng khác để tạo ra khoảng hàm lượng thấp hơn và tiến hành theo Mục 6.4.5.1 tới Mục 6.4.5.4 Nếu không tìm ra được khoảng hàm lượng mà phù hợp với giới hạn độ nhạy thấp nhất và độ tuyến tính, không sử dụng phương pháp thử nghiệm này cho đến khi tính năng của thiết bị phù hợp với các yêu cầu trên

6.4.5.7 Độ ổn định của thiết bị - Tính độ lệch hiệu chuẩn và độ lệch so sánh theo công thức (5):

Trong đó:

Vd là độ lệch hiệu chuẩn

là kết quả hấp thụ bức xạ trung bình đối với dung dịch hiệu chuẩn có hàm lượng cao nhất

là tổng bình phương của n độ chênh lệch giữa kết quả khi đo với dung dịch hiệu

chuẩn có hàm lượng cao nhất và kết quả đo trung bình

Vo là độ lệch so sánh so với d

là kết quả hấp thụ bức xạ trung bình đối với dung dịch chuẩn

12

là tổng bình phương của n sự chênh lệch giữa kết quả khi đo với dung dịch so sánh

và kết quả đo trung bình

n là số kết quả đo trên mỗi dung dịch

6.4.5.8 Nếu độ lệch của kết quả đo tiến hành trên dung dịch hiệu chuẩn có hàm lượng cao nhất và

dung dịch so sánh không bằng hoặc nhỏ hơn giá trị ghi trong Bảng 2, độ ổn định của thiết bị phải được cải thiện trước khi tiến hành thử nghiệm

6.4.6 Hóa chất

6.4.6.1 Dung dịch chuẩn cadimi (1 ml = 1 mg Cd) – Cho 1 g cadimi (độ tinh khiết ≥ 99,95 %) vào cốc

dung tích 250 ml, đậy lại và cho thêm 25 ml dung dịch HNO3 (1+1) và 5 ml axit HCl Đun sôi nhẹ cho tới khi hòa tan hoàn toàn và loại bỏ các oxit của nitơ Làm mát và cho vào bình định mức 1 lít Cho thêm 50 ml axit HCl, pha tới vạch định mức 1 lít, và lắc đều Bảo quản trong lọ polyetylen

6.4.6.2 Dung dịch chuẩn sắt (1 ml = 1mg Fe) – Lấy 1 g sắt (độ tinh khiết ≥ 99,95 %) vào cốc 250 ml,

đậy lại và cho thêm 50 ml dung dịch HCl (1+1) Đun sôi nhẹ cho tới khi tan hoàn toàn Làm mát và cho vào bình định mức 1 lít Cho vào 50 ml HCl, pha tới vạch định mức 1 lít và lắc đều Bảo quản trong lọ polyetylen

6.4.6.3 Dung dịch chuẩn chì (1 ml = 1 mg Pb) – Lấy 1 g chì ( độ tinh khiết ≥ 99,95 %) vào cốc dung tích

250 ml, đậy lại và cho vào 50 ml HNO3 (1+1) Đun sôi nhẹ cho tới khi tan hoàn toàn và loại bỏ các oxit của nito Làm mát và cho vào bình định mức 1 lít Cho vào 50 ml HNO3, pha tới vạch định mức 1 lít và lắc đều Bảo quản trong lọ polyetylen

6.4.6.4 Dung dịch kẽm thương mại (1 ml = 0,2 g Zn) – Lấy 200 g kẽm (độ tinh khiết ≥ 99,9 %) vào cốc

dung tích 2 lít Cho 100 ml nước và 700 ml axit HCl từ từ vào cốc để điều chỉnh tốc độ phản ứng Cho thêm 1 ml H2O2, và để bay hơi cần thận tới khi đạt độ đặc mong muốn Pha loãng tới 800 ml với nước, cho thêm 30 g bột kẽm (độ tinh khiết ≥ 99,9 %), và để phản ứng trong ít nhất 30 phút, khuấy đều trong toàn bộ thời gian phản ứng Pha loãng tới 1 lít với nước và lọc vào trong bình polyetylen

6.4.7 Hiệu chuẩn

6.4.7.1 Dung dịch chuẩn pha loãng – Dùng pipet lấy một lượng thể tích dung dịch chuẩn thích hợp vào

bình định mức 100 ml để tạo ra một dung dịch chuẩn pha loãng có hàm lượng theo yêu cầu Pha tới vạch định mức và lắc đều Sử dụng hướng dẫn trong Bảng 3, trừ trường hợp các thí nghiệm trước đó đưa ra khoảng hàm lượng tối ưu khác

Bảng 3 - Hướng dẫn chuẩn bị dung dịch chuẩn pha loãng

Dung dịch chuẩn

pha loãng

Khoảng hàm lượng, %

Thế tích,

ml

Nồng độ của dung dịch chuẩn pha loãng, mg/ml