淺議水泥穩(wěn)定粒料(土)中水泥劑量的測定

摘 要:本文介紹了高級路面基層、底基層水泥穩(wěn)定粒料類水泥劑量的測定原理及步驟，并提出了工地實際測定方法。

關鍵詞:路面基層 水泥劑量 測定

中圖分類號:U414\t\t\t文獻標識碼:A\t\t\t文章編號:1672-3791(2011)10(a)-0124-01

近年來，水泥穩(wěn)定粒料類(土)已被廣泛運用在高級路面的基層、底基層結構中。如水泥穩(wěn)定砂礫、碎石，級配砂礫、級配碎石等，其劑量測定一般采取EDTA滴定法?；覄┝侩y以控制，劑量大了，會浪費水泥，竣工后出現(xiàn)不規(guī)則的反射裂縫較多;要么劑量小，強度不能滿足要求，出現(xiàn)早期破壞，影響路面使用壽命。

本文試通過對水泥穩(wěn)定粒料(土)中水泥劑量的測定原理和方法的剖析，和廣大同仁們共同探討，可以準確的控制水泥穩(wěn)定粒料土中的水泥劑量，使得試驗數據更加準確，達到服務于工程的目的。

1 EDTA滴定法測定水泥粒料中水泥劑量的反應原理

1.1 水泥的主要成份及反應過程

水泥的主要成份如下。

硅酸三鈣3Ca·SiO2水泥中含量40％左右。

硅酸二鈣2Ca·SiO2水泥中含量35％左右。

鋁酸三鈣3Ca·AL2O3在水泥中含量6％左右。

鐵鋁酸四鈣4Ca·AL2O3.Fe2O3在水泥中含量10％左右。

硫酸鈣CaSO4在水泥中含量4％左右。

水泥在加水與粒料攪拌后，該成份與水發(fā)生強烈的水解和水化反應，并形成各種水化物和氫氧化鈣Ca(OH)2。

將水泥加入粒料土中，其膠結現(xiàn)象很象砼中水泥的膠結反應，膠結作用主要靠硅酸鈣及多種水化物與礦物質顆粒表面的結合，其Ca(OH)2則繼續(xù)與其他氧化物反應生成新的水化物和Ca(OH)2……因此，水泥的強度形成過程持續(xù)時間較長。

1.2 EDTA滴定法的所用的試劑

（1)EDTA:一種常用的絡合指示劑，全稱是“乙二胺四乙酸二鈉”，微溶于水。在配制標準液時，需加熱蒸餾水，加熱時有近似水開前的咯咯聲，這是EDTA結晶在溶解，至到聽不到聲音時才全部溶解。此時應調節(jié)溫度，降低加溫速度，使水保持不出現(xiàn)微沸現(xiàn)象，如果加溫過快，EDTA結晶會在水微沸后仍未全部溶解的現(xiàn)象，操作時應注意。(2)鈣紅指示劑:一種金屬指示劑，學名鈣試劑羧酸鈉，又叫鈣紅、鈣指示劑、鈣羧酸指示劑等。(3)三乙醇胺:金屬掩蔽劑。(4）氯化銨:強酸弱堿鹽。（5）氫氧化鈉:強堿。

1.3 EDTA滴定法的反應原理

EDTA滴定法測定水泥粒料土中水泥劑量，實際是化學分析中的絡合滴定法，其反應過程即絡合反應，過程如下。

水泥穩(wěn)定粒料土混合料加水攪拌后生成的各種水化物比較穩(wěn)定，而水泥劑量的大小與其生成的Ca(OH)2的多少成正比。而氫氧化鈣加氯化銨溶液后，其浸提液加入氫氧化鈉(NaOH)，溶液調PH值加入三乙醇胺(C6H15NO3)后，再加鈣紅指示劑，鈣紅則與浸提液中的鈣離子Ca++生成紅色絡合物，再加EDTA，EDTA也與浸體液中的Ca++結合生成比較穩(wěn)定的無色的絡合物。因此，當在鈣紅存在的含Ca++的浸提液中滴入EDTA達到終點時，過量的EDTA奪取紅色絡合物中的Ca++而使鈣紅游離，于是溶液由紅色轉變成純藍色。

2 測定步驟

標準曲線配制。

應該指出的是EDTA滴定法雖屬化學分析試驗，但在此我們不需要對其進行準確的定量分析，而是采用與標準對比的方法間接求出實際工地的水泥劑量，所以標準曲線配制及現(xiàn)場實測，使用的各種材料、所用的時間、操作方法、試劑必須一致，這一點很重要。試驗員在進行該項試驗時務必注意。

因為不同的水泥品種，不同一產地的各種材料，所具有材料成份差異很大，都會嚴重影響滴定試驗的結果，進而影響定值的準確性;所以規(guī)范規(guī)定在材料發(fā)生變化時，必須重新配制標準曲線。

(1)準備工作:對計量器具進行校核，對容器進行清洗，建議最好用稀薄鹽酸溶液清洗，然后用清水沖洗，因器皿使用一段時間，其壁地會附著一層灰蒙蒙固體物。

(2)確定劑量:選擇比標準設計值大于、小于1～2各2個劑量標準，按1％級差試配。

(3)材料的用量及樣品加工:配制標準曲線所用的原材料如砂礫、碎石等必須與工地一致，按規(guī)范規(guī)定的取樣方法及數量，按四分法縮分至需要的數量，粒徑建議按≤2.5cm控制，如粒徑太大可先人工砸碎后再四分，否則會影響準確性，規(guī)范規(guī)定粗粒土取300g樣品(混合料)，所以四分后的總樣品最小重量應不小于1500g。分別計算出水泥劑量分別為4、5、6、7、8的各種材料重量，為了與工地一致，加水量應比最佳含水量多0.3％～0.5％。

(4)加氯化胺600g浸提:應該提示的是:必須在1000L的瓷杯中用玻璃棒或不銹鋼攪拌，其攪拌的次數、方法、時間必須一致。

(5)轉移溶液時調pH值:左手握其△燒杯，右手拿安有吸球的(可用小洗耳球剪去下部)的移液管，把移液管伸入浸提液面下5mm～10mm，因瓷杯不透明，不易掌握，可在移液管與杯口齊平位置做一記號，吸取大于移液管刻度10ml浸提液，爾后慢慢抽出移液管，同時左手把△燒杯放置在瓷杯旁，當移液管下口高于瓷杯時，擠去多余的液，準確吸取10ml，馬上移至△燒杯內擠出全部浸提液。加入混合溶液的量要準確，且一定要用pH精密試紙或酸度計檢測pH值，使之在13～13.5之間。如加多了，pH值超過13.5要重新吸取浸提液，重新調試。

(6)加指示劑(鈣紅)并滴定:在調好pH值的標準液內加入適量鈣紅并輕輕搖蕩3～5下，此時溶液呈玫瑰紅色，加的多顏色會變得深一些，而適當多加點終點易于辨認。爾后用EDTA滴定，速度要均勻并同時用右手持盛有溶液的△燒杯邊滴定邊輕輕搖蕩，但切記不可讓液體濺出，也不能使液體在瓶里打轉。接近終點時速度應盡可能慢些，達到終點純藍色后再滴1～2滴(實測中也一樣)，1min內溶液不再出現(xiàn)紫紅色即為終點。

(7)繪制標準曲線:因水泥劑量與消耗EDTA體積成正比例線性關系，它們的曲線理論上應該是一條直線，但由于增加的劑量在反應中不可能全被溶解掉，所以直線就成為一條順滑的曲線。在工地條件不具備的情況下，各點往往不在一條直線上，這時要通過各試驗點的中間連線成順滑的直線，使各點與曲線的距離基本相等。

3 工地實測水泥劑量

(1)取樣:工地實測時建議在裝好的運料車上取樣，樣品自加水至試驗的時間應與標準曲線配制時的時間一致。因此，在配制標準曲線時混合料加水后，不能馬上加氯化銨浸提，以保證試驗的一致性。

(2)根據所耗EDTA的數量(毫升)在標準曲線上即可查找出對應的水泥劑量。

4 結語

實踐證明，水泥劑量的大小對水泥穩(wěn)定粒料的強度形成起著直接的作用。如測量不當，將嚴重影響著路面的質量，正確掌握水泥劑量的測定方法，主要目的就在于確保路面基層、底基層的強度適當，從而確保路面的質量，提高公路的使用效果和使用年限。