EDTA滴定法測定水泥劑量的影響因素分析

達瓦　王秀枚　姜哲

摘要：在工程實踐中，EDTA滴定法是一種工地快速測定水泥土中水泥劑量的標準方法，水泥劑量過高或過低，都會對水泥土整體性能的影響較大。

關(guān)鍵詞：EDTA滴定法；水泥劑量；影響因素

水泥土技術(shù)具有強度高，穩(wěn)定性好，施工方便，價格低廉的優(yōu)點，廣泛應用于修建路面基層及各種大小型水利工程的底基層等，在砂、礫料缺乏地區(qū)的經(jīng)濟效益更加明顯。但隨著不斷的廣泛使用，也暴露出了許多的缺點和不足，其中水泥劑量的控制不準確會帶來很大負面作用，劑量過高則干縮性較大容易產(chǎn)生收縮裂縫，劑量過低則達不到水泥穩(wěn)定碎石的強度要求，因此，精確測定水泥劑量，減少測定誤差尤為重要。但是由于一些客觀因素，如不同試驗者對驗方法理解和本人操作水平的差異，粒徑大小的影響，環(huán)境的影響等，往往使試驗結(jié)果與實際存在較大的偏差，難以起到保證施工質(zhì)量的目的。為準確測量水泥劑量，減少試驗誤差，文章對EDTA滴定法測定水泥劑量的誤差因素和一些細節(jié)問題進行了較為全面的闡述。

1.EDTA滴定法原理

在工程實踐中，EDTA滴定法是一種快速檢測水泥穩(wěn)定土中水泥劑量的方法，既能夠測定水泥穩(wěn)定土中的水泥劑量，也可以檢驗水泥與土拌合的均勻性。由于施工現(xiàn)場條件限制，EDTA滴定法能夠高效率地測定水泥劑量，應用非常普遍。

EDTA滴定法的原理是利用乙二胺四乙酸鹽與水泥土中的Ca2+發(fā)生絡(luò)合反應，用鈣紅作指示劑，滴定終點顏色由玫瑰紅色變?yōu)榧兯{色。溶液變色為終點，以變色時消耗的EDTA二鈉標準液的毫升數(shù)，結(jié)合水泥劑量與EDTA二鈉消耗量的標準曲線，查出相應的水泥劑量。

2.EDTA滴定法的影響因素

在深入研究了EDTA滴定法原理及對現(xiàn)場大量水泥穩(wěn)定土水泥劑量測試結(jié)果匯總分析的基礎(chǔ)上，歸納出以下幾點誤差產(chǎn)生的來源及需要注意的細節(jié)問題。

2.1試驗過程的影響

滴定試驗中，需要用10%的NH4CI溶液浸取試樣，以溶解水泥穩(wěn)定土中ca（OH），，生成易溶的CaCl2，玻璃棒攪拌3rain后靜置4min，保證ca（OH），充分溶出并形成清液，但攪拌和靜置的時間也不可太長，否則有更多的水泥水化形成ca（OH），使得實際滴定值偏大，因此試驗中需要嚴格控制時間，保證準確度。

2.2pH值的影響

水泥穩(wěn)定土中的其他干擾離子，如Fe3+、Al3+、Mn2+、Mg2+等能與鈣紅指示劑形成穩(wěn)定的絡(luò)合物，并且這些絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)大于與EDTA二鈉標準液所形成的絡(luò)合物的穩(wěn)定常數(shù)，使得鈣紅指示劑出現(xiàn)“封閉現(xiàn)象”，即到達滴定終點不產(chǎn)生顏色突變。調(diào)節(jié)pH值，可排除干擾離子的影響?？杉尤隢aOH溶液（含三乙醇胺）調(diào)節(jié)溶液的pH值，使其pH值穩(wěn)定在12.5-13.0之間。在pH值>11時，集料中的Mg2+形成Mg（OH），沉淀，避免了對滴定試驗結(jié)果的干擾；三乙醇胺的作用是它能夠跟集料中的Fe3+、A13+形成更為穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而避免了對ca2+滴定結(jié)果的干擾。

2.3標準曲線的影響

EDTA滴定法標準曲線，是施工現(xiàn)場檢測水泥劑量的重要標準，它是通過標準規(guī)定的方法測出多組不同水泥劑量下所消耗EDTA溶液（按m1計）來建立的“水泥劑量-EDTA消耗量的標準曲線”，見表一。如果標準曲線繪制不準確，就會使測定的水泥劑量準確度明顯降低，無法有效的控制現(xiàn)場施工質(zhì)量。

從化學原理的角度分析，EDTA本身是一個非基準試劑，其自身濃度的準確度是無法達到化學分析要求的精度的，只能通過另外基準物質(zhì)標定的方法加以確定。標準中采用的標準曲線法，是免除溶液濃度標定的過程且確保每次EDTA溶液濃度不變的基礎(chǔ)上確定的，顯然非基準的EDTA試劑是達不到這個要求的。

標準曲線同樣也會隨集料種類、集料級配與含水量，水泥品種，拌合的均勻性等因素不同而變化，這些變化都會帶來誤差。因此盲目使用同一標準曲線是不合適的，必須根據(jù)現(xiàn)場實際情況繪制對應的標準曲線，這樣才能準確檢測出水泥劑量，更好的指導現(xiàn)場施工。

2.4拌合土料粒徑大小的影響

水泥穩(wěn)定料中，水泥顆?？偸钦掣皆诩项w粒表面的，因此比表面積的大小會直接影響水泥劑量測定的結(jié)果。集料越粗，比表面積越小，反之，比表面積越大。比表面積小，附著的水泥顆粒就少，EDTA消耗量就少，測出的結(jié)果就偏小。這也就造成了不同級配的試樣進行滴定試驗，EDTA消耗量會相差數(shù)倍。很多研究表明水泥顆粒主要集中在粒徑小于4.75mm集料中。要減少此類誤差對施工的錯誤指導，就要求配置標準曲線時土顆粒應盡量和施工現(xiàn)場拌合土的顆粒大致接近，如果土顆粒大于4.75mm，結(jié)果就會造成檢測結(jié)果離散性增大，錯誤的指導現(xiàn)場施工，所以在拌合用土時土料必須經(jīng)過嚴格過篩。

2.5制備過程、取樣方法的影響

在水泥土制備過程中含水率的控制是最為關(guān)鍵的，含水率偏大或者偏小都都會對水泥劑量測定有一定的影響。最優(yōu)含水量是通過多次室內(nèi)試驗確定的，然而現(xiàn)場施工條件下一般的是不可能達到準確值的，如果現(xiàn)場拌合達不到最優(yōu)含水量，水泥顆粒的附著程度就不同，當現(xiàn)場含水量大于最優(yōu)含水量時，測出的水泥穩(wěn)定土的水泥劑量就偏??；反之，測定的結(jié)果就偏小。取樣要具有代表性，取樣后要做好保濕措施，避免運送到試驗室過程中水分的損失，在大多現(xiàn)場試驗中，很多檢測人員取樣具有隨意性，因此在檢測過程中數(shù)據(jù)結(jié)果失去對現(xiàn)場施工的指導意義。要嚴格控制集料的含水率和適當?shù)脑黾尤訑?shù)量，以減少誤差。

3.結(jié)語

EDTA滴定法操作簡單，能夠高效的測定水泥劑量，因而在工程建設(shè)中應用越來越廣泛，但測定結(jié)果的準確性受很多因素的影響，如人員操作的影響、PH值的影響、標準曲線的標定、集料粒徑、取樣的代表性和均勻性等，為提高檢測的準確度，提出以下幾點建議：（1）檢測過程中盡量避免試驗誤差，對可疑數(shù)據(jù)進行剔除；（2）加強檢測及取樣人員的培訓，嚴格按照標準要求執(zhí)行；（3）集料不同，標準曲線也不同，每批次的集料采用與其對應的標準曲線；（4）水泥土所用土源進行多次過篩處理，盡量使土料粒徑一致；（5）嚴格控制土源的含水率，對于出現(xiàn)可疑時可以增加取樣數(shù)量。

只有減少EDTA滴定法測定水泥劑量的誤差，才能使檢測結(jié)果可靠性大幅提升，更好的指導現(xiàn)場施工。