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(shí)際測定方法。

關(guān)鍵詞:路面基層 水泥劑量 測定

中圖分類號:U414\t\t\t文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(yùn)用在高級路面的基層、底基層結(jié)構(gòu)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(huì)浪費(fèi)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(qiáng)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(zhǔn)確的控制水泥穩(wěn)定粒料土中的水泥劑量，使得試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，達(dá)到服務(wù)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(yīng)原理

1.1 水泥的主要成份及反應(yīng)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(qiáng)烈的水解和水化反應(yīng)，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(jié)現(xiàn)象很象砼中水泥的膠結(jié)反應(yīng)，膠結(jié)作用主要靠硅酸鈣及多種水化物與礦物質(zhì)顆粒表面的結(jié)合，其Ca(OH)2則繼續(xù)與其他氧化物反應(yīng)生成新的水化物和Ca(OH)2……因此，水泥的強(qiáng)度形成過程持續(xù)時(shí)間較長。

1.2 EDTA滴定法的所用的試劑

（1)EDTA:一種常用的絡(luò)合指示劑，全稱是“乙二胺四乙酸二鈉”，微溶于水。在配制標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)，需加熱蒸餾水，加熱時(shí)有近似水開前的咯咯聲，這是EDTA結(jié)晶在溶解，至到聽不到聲音時(shí)才全部溶解。此時(shí)應(yīng)調(diào)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(jié)晶會(huì)在水微沸后仍未全部溶解的現(xiàn)象，操作時(shí)應(yīng)注意。(2)鈣紅指示劑:一種金屬指示劑，學(xué)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(qiáng)酸弱堿鹽。（5）氫氧化鈉:強(qiáng)堿。

1.3 EDTA滴定法的反應(yīng)原理

EDTA滴定法測定水泥粒料土中水泥劑量，實(shí)際是化學(xué)分析中的絡(luò)合滴定法，其反應(yīng)過程即絡(luò)合反應(yīng)，過程如下。

水泥穩(wěn)定粒料土混合料加水?dāng)嚢韬笊傻母鞣N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(diào)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(luò)合物，再加EDTA，EDTA也與浸體液中的Ca++結(jié)合生成比較穩(wěn)定的無色的絡(luò)合物。因此，當(dāng)在鈣紅存在的含Ca++的浸提液中滴入EDTA達(dá)到終點(diǎn)時(shí)，過量的EDTA奪取紅色絡(luò)合物中的Ca++而使鈣紅游離，于是溶液由紅色轉(zhuǎn)變成純藍(lán)色。

2 測定步驟

標(biāo)準(zhǔn)曲線配制。

應(yīng)該指出的是EDTA滴定法雖屬化學(xué)分析試驗(yàn)，但在此我們不需要對其進(jìn)行準(zhǔn)確的定量分析，而是采用與標(biāo)準(zhǔn)對比的方法間接求出實(shí)際工地的水泥劑量，所以標(biāo)準(zhǔn)曲線配制及現(xiàn)場實(shí)測，使用的各種材料、所用的時(shí)間、操作方法、試劑必須一致，這一點(diǎn)很重要。試驗(yàn)員在進(jìn)行該項(xiàng)試驗(yàn)時(shí)務(wù)必注意。

因?yàn)椴煌乃嗥贩N，不同一產(chǎn)地的各種材料，所具有材料成份差異很大，都會(huì)嚴(yán)重影響滴定試驗(yàn)的結(jié)果，進(jìn)而影響定值的準(zhǔn)確性;所以規(guī)范規(guī)定在材料發(fā)生變化時(shí)，必須重新配制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

(1)準(zhǔn)備工作:對計(jì)量器具進(jìn)行校核，對容器進(jìn)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(shí)間，其壁地會(huì)附著一層灰蒙蒙固體物。

(2)確定劑量:選擇比標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)值大于、小于1～2各2個(gè)劑量標(biāo)準(zhǔn)，按1％級差試配。

(3)材料的用量及樣品加工:配制標(biāo)準(zhǔn)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(shù)量，按四分法縮分至需要的數(shù)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(huì)影響準(zhǔn)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(yīng)不小于1500g。分別計(jì)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(yīng)比最佳含水量多0.3％～0.5％。

(4)加氯化胺600g浸提:應(yīng)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(shù)、方法、時(shí)間必須一致。

(5)轉(zhuǎn)移溶液時(shí)調(diào)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(shí)左手把△燒杯放置在瓷杯旁，當(dāng)移液管下口高于瓷杯時(shí)，擠去多余的液，準(zhǔn)確吸取10ml，馬上移至△燒杯內(nèi)擠出全部浸提液。加入混合溶液的量要準(zhǔn)確，且一定要用pH精密試紙或酸度計(jì)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(diào)試。

(6)加指示劑(鈣紅)并滴定:在調(diào)好pH值的標(biāo)準(zhǔn)液內(nèi)加入適量鈣紅并輕輕搖蕩3～5下，此時(shí)溶液呈玫瑰紅色，加的多顏色會(huì)變得深一些，而適當(dāng)多加點(diǎn)終點(diǎn)易于辨認(rèn)。爾后用EDTA滴定，速度要均勻并同時(shí)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(zhuǎn)。接近終點(diǎn)時(shí)速度應(yīng)盡可能慢些，達(dá)到終點(diǎn)純藍(lán)色后再滴1～2滴(實(shí)測中也一樣)，1min內(nèi)溶液不再出現(xiàn)紫紅色即為終點(diǎn)。

(7)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線:因水泥劑量與消耗EDTA體積成正比例線性關(guān)系，它們的曲線理論上應(yīng)該是一條直線，但由于增加的劑量在反應(yīng)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(diǎn)往往不在一條直線上，這時(shí)要通過各試驗(yàn)點(diǎn)的中間連線成順滑的直線，使各點(diǎn)與曲線的距離基本相等。

3 工地實(shí)測水泥劑量

(1)取樣:工地實(shí)測時(shí)建議在裝好的運(yùn)料車上取樣，樣品自加水至試驗(yàn)的時(shí)間應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)曲線配制時(shí)的時(shí)間一致。因此，在配制標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)混合料加水后，不能馬上加氯化銨浸提，以保證試驗(yàn)的一致性。

(2)根據(jù)所耗EDTA的數(shù)量(毫升)在標(biāo)準(zhǔn)曲線上即可查找出對應(yīng)的水泥劑量。

4 結(jié)語

實(shí)踐證明，水泥劑量的大小對水泥穩(wěn)定粒料的強(qiáng)度形成起著直接的作用。如測量不當(dāng)，將嚴(yán)重影響著路面的質(zhì)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(qiáng)度適當(dāng)，從而確保路面的質(zhì)量，提高公路的使用效果和使用年限。