分析實(shí)驗(yàn)室不同等級(jí)用水對(duì)水泥中堿含量的影響

朱亞萍

摘要：水泥含堿量影響因素分析中，實(shí)驗(yàn)室用水常為人所忽略，而由于對(duì)實(shí)驗(yàn)室用水缺乏明確等級(jí)要求，最終得出的水泥含堿量測(cè)定結(jié)果也較不穩(wěn)定，很大程度上影響了水泥產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)判工作。本文對(duì)某水利工程中水泥產(chǎn)品進(jìn)行不同等級(jí)實(shí)驗(yàn)室用水的配制對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過檢測(cè)配制好的水泥堿含量，對(duì)不同等級(jí)實(shí)驗(yàn)室用水在水泥配制中的適用性進(jìn)行分析，以為水泥的配制與使用提供更有效的數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：水泥;堿含量;水;影響

前言：

水泥中含堿量在很大程度上影響著水泥的質(zhì)量，如果水泥含堿量過高，骨料中含有的活性氧化硅就會(huì)與多余的堿發(fā)生反應(yīng)生成硅酸鹽，從而引起混合土局部的不均勻膨脹，致使混凝土表面開裂[1]。當(dāng)前我國(guó)相關(guān)行業(yè)對(duì)配置水泥的用水級(jí)別并無明確的要求，導(dǎo)致同一組水泥也會(huì)因?yàn)橛盟牟煌谄焚|(zhì)方面表現(xiàn)得參差不齊[2]。為轉(zhuǎn)變這一局面，使混凝土使用性能及其結(jié)構(gòu)的安全性，相關(guān)領(lǐng)域研究學(xué)者應(yīng)對(duì)其含堿量的影響因素進(jìn)行分析，以得到對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，便于開展優(yōu)質(zhì)水泥配比。

一、試驗(yàn)室用水概述

在實(shí)驗(yàn)室中，水又分作常用飲用水和不同純度的水，其中不同純度的水還可劃分三個(gè)不同等級(jí)，即一級(jí)（UP）、二級(jí)水（DI）和三級(jí)水（ER），一級(jí)水主要用于要求相對(duì)嚴(yán)格的分析實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，比如高效液相色譜中的分析用水或?qū)︻w粒有詳細(xì)要求的實(shí)驗(yàn);二級(jí)水一般用于無機(jī)很亮的分析實(shí)驗(yàn)，例如原子吸收光譜的分析用水[3];三級(jí)水在一般化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)中有著較大比例的應(yīng)用。三級(jí)水用蒸餾方法或離子交換的方式即可制取，二級(jí)水在三級(jí)水的基礎(chǔ)上增加蒸餾的次數(shù)也能獲得，而一級(jí)水要在二級(jí)水的基礎(chǔ)上采用石英蒸餾設(shè)備或離子交換方式混合處理，再用0.2pm的微孔過濾膜過濾方能得到[4]。

二、水泥含堿量的對(duì)比試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)將某水利工程中同一批次的水泥產(chǎn)品作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，保證其他條件相同，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法將不同實(shí)驗(yàn)室等級(jí)用水分別調(diào)入其中，制成同樣的試劑對(duì)水泥中的堿含量進(jìn)行檢測(cè)和對(duì)比，得到對(duì)應(yīng)結(jié)果，判斷不同等級(jí)實(shí)驗(yàn)室用水對(duì)水泥堿含量的影響。

實(shí)驗(yàn)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為GB/T6682-2008，水泥劃分實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)參照表1。

1.檢測(cè)溶液配制與使用

根據(jù)不同級(jí)別實(shí)驗(yàn)室用水水質(zhì)情況配備檢測(cè)所需溶液及藥品，藥品制作過程如下：氯化鉀、氯化鈉（基準(zhǔn)試劑）經(jīng)過105-110℃溫度烘2h，取1.582的9g氯化鉀和1.885的9g氯化鈉放入燒杯，加水稀釋后移到1000ml容量瓶中，再用水稀釋到規(guī)定刻度，搖勻，后儲(chǔ)存在塑料瓶當(dāng)中，確保溶液每毫升都具有1mg氧化鉀和氧化鈉。

溶液配制好后分別吸取不同量溶液（0ml、2.5ml、5ml、10ml、15ml、20ml）分別放入500ml的容量瓶中，用水稀釋直到符合刻度要求，搖勻，儲(chǔ)存在塑料瓶當(dāng)中，采用火焰光度計(jì)，將其調(diào)至最佳工作狀態(tài)，根據(jù)儀器的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)流程對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)出結(jié)果作為氧化鉀與氧化鈉的含量函數(shù)，制作對(duì)應(yīng)的函數(shù)曲線，如圖1、圖2。

2.水泥含堿量測(cè)試

選取統(tǒng)一批次（規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)一致）的水泥與硅酸鹽水泥各3組，氫氟酸+硫酸混合蒸發(fā)處理水泥去硅，熱水浸取殘?jiān)?，碳酸銨分離濾液中的鐵、鈣、鎂、鋁，濾液中的鉀和鈉則由火焰光度計(jì)來檢測(cè)[5]。

三組水泥樣稱取0.2g（精確度控制在0.0001g，標(biāo)記質(zhì)量m29），在鉑皿中加水潤(rùn)濕，先后放入5-7ml氫氟酸與15-20滴的硫酸（1+1），電熱板低溫加熱，加熱至快干時(shí)輕搖晃溶液，避免讓其濺出。氫氟酸在高溫中逐漸驅(qū)盡，三氧化硫冒白煙后可將鉑皿取下冷卻，再加入40-50ml的熱水，加水中可用膠頭棒碾碎其中殘?jiān)?，使其分散，加入一滴甲基紅指標(biāo)溶液，再加氨水（1+1）將甲基紅指標(biāo)溶液中和成黃色，加10ml碳酸銨攪拌，加熱令溶液至微沸狀態(tài)20-30min，再用濾紙過濾，熱水洗滌鉑皿，伴膠頭棒擦洗，將濾液與洗液倒入100ml瓶中冷卻，直至溫度將為室溫。鹽酸（1+1）中和溶液呈微紅色，水稀釋溶液至刻度后搖勻?；鹧婀舛扔?jì)測(cè)量求出氧化鉀與氧化鈉的含量（標(biāo)記質(zhì)量m30、m31）。

3.計(jì)算與結(jié)果

其中WK2O、WNa2O分別為氧化鉀分?jǐn)?shù)（%）和氧化鈉分?jǐn)?shù)（%）;m29、m30、m31分別是試樣的計(jì)量（mg）、空白試驗(yàn)值之外100ml測(cè)定溶液中氧化鉀的含量（mg）空白試驗(yàn)值之外100ml測(cè)定溶液中氧化鈉的含量（mg）。水泥中堿含量可按照（0.658K2O+Na2O）計(jì)算，結(jié)果如表2所示。

三、分析與討論

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果（表2）可知，一級(jí)水配置的試劑與藥品對(duì)水泥含堿量的很小，基本沒有，測(cè)定結(jié)果符合總堿量小于0.6%的要求，二級(jí)水配置的實(shí)際及藥品對(duì)水泥含堿量有一定影響，但總體來看，影響不很大，測(cè)定結(jié)果能偶控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，三級(jí)水配置的實(shí)際與藥品對(duì)水泥含堿量的影響較大，測(cè)定結(jié)果已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)范圍。有這一結(jié)果不難看出三級(jí)水（蒸餾、離子交換處理處理程度較輕微）對(duì)水泥中堿含量有著較大的影響，而一級(jí)水（雜質(zhì)處理較徹底）對(duì)水泥中堿含量影響最小，說明不同等級(jí)用水的確能對(duì)水泥堿含量產(chǎn)生不同的影響，而水泥的配置也應(yīng)根據(jù)使用需求嚴(yán)格選擇不同等級(jí)用水。

結(jié)語(yǔ)：

根據(jù)GB/T176-2017規(guī)定的水泥含堿量實(shí)驗(yàn)中的要求對(duì)不同用水條件下水泥含堿量做出測(cè)試，發(fā)現(xiàn)不同等級(jí)用水對(duì)水泥含堿量有著不同的影響，即采取不同等級(jí)用水，水泥產(chǎn)品的質(zhì)量發(fā)揮會(huì)呈現(xiàn)明顯差距。因此相關(guān)人員在配制水泥時(shí)需要根據(jù)施工要求選擇適宜等級(jí)的用水，以免后期水泥發(fā)生開裂。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃小兵，吳俁萍，陳樹亮.火焰光度法在水泥堿含量測(cè)定中的應(yīng)用[J].廣西水利水電，2020，{4}（02）：30-33.

[2]孔玉芬，胡家斌.水泥中堿含量測(cè)定的準(zhǔn)確性策略探討[J].建材與裝飾，2018，{4}（20）：57.

[3]楊勇，張玉東，高寬，湯彥明，宋立元.實(shí)驗(yàn)室不同等級(jí)用水對(duì)水泥中堿含量的影響[J].東北水利水電，2019，37（04）：62-63.

[4]周學(xué)進(jìn)，鄭克仁，周瑾.不同有效堿含量下納米氧化鋁對(duì)水泥石固、液相組成的影響[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2018，46（02）：193-205.

[5]張會(huì)平，孫飛龍.水泥堿含量試驗(yàn)影響分析[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2019，15（07）：77-78.