郝小娟

（陜西水利水電工程集團(tuán)有限公司 陜西 渭南 714000）

1 概況

在實(shí)際工程中，快速測(cè)定水泥或石灰穩(wěn)定土中水泥或石灰劑量的標(biāo)準(zhǔn)方法就是EDTA滴定法，此方法既可以準(zhǔn)確繪制出石灰或水泥劑量與EDTA二鈉耗量之間的標(biāo)準(zhǔn)曲線，又可以起到檢查石灰穩(wěn)定土拌和是否均勻的目的。

在東莊水利樞紐工程進(jìn)場(chǎng)道路（右岸）Ⅱ標(biāo)工程中，水泥、碎石、砂等材料的顆粒組成和塑性指數(shù)均要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。材料進(jìn)場(chǎng)后分類有序地堆放在攪拌場(chǎng)內(nèi)。水泥堆放在水泥倉庫內(nèi)，各材料堆放處掛標(biāo)識(shí)牌進(jìn)行標(biāo)識(shí)?；旌狭蠂?yán)格按配合比，采用配有自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的強(qiáng)制式攪拌機(jī)進(jìn)行集中拌和。在正式拌制混合料之前，先調(diào)試設(shè)備，進(jìn)行試樣，使混合料的顆粒組成和含水量都達(dá)到規(guī)定的要求；每次施工拌制時(shí)，根據(jù)集料和混合料含水量的大小，及時(shí)調(diào)整加水量。拌制后盡快將拌成的混合料運(yùn)送到鋪筑現(xiàn)場(chǎng)。

2 測(cè)定方法和原理

2.1 目的和試驗(yàn)過程

EDTA滴定法適用于在工地快速測(cè)定水泥和石灰穩(wěn)定土中水泥和石灰的計(jì)量，并可用以檢查拌合的均勻性。其中，用于穩(wěn)定的土可以是細(xì)粒土，也可以是中粒土和粗粒土。本方法不受水泥和石灰穩(wěn)定土齡期（7d以內(nèi)）的影響。工地水泥和石灰穩(wěn)定土含水量的少量變化（+2%），實(shí)際上不影響測(cè)定結(jié)果。用本方法進(jìn)行一次計(jì)量測(cè)定，只需10min左右。

本方法也可用于水泥和石灰綜合穩(wěn)定土中結(jié)合料的計(jì)量。

本方法的化學(xué)原理是，先用10%的NH4Cl弱酸溶出水泥穩(wěn)定材料中的Ca2+，再用EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液奪取Ca2+，EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的消耗量與相應(yīng)的水泥劑量之間存在近似線性的關(guān)系。

2.2 試劑配制

分別按照標(biāo)準(zhǔn)配置如下試劑：①EDTA二鈉37.23g+蒸餾水1000mL；②蒸餾水=1∶9的比例配置10%的氯化銨（NH4Cl）溶液；③18g固體氫氧化鈉+1000mL蒸餾水，攪拌均勻的氫氧化鈉溶液待全部溶解且冷卻后，加入2mL三乙醇胺攪拌；④鈣紅指示劑。

2.3 準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3.1 取樣

取工地用石灰和土（風(fēng)干后分別過20mm或25mm篩），用烘干法或酒精燃燒法測(cè)定其含水量。

2.3.2 混合料組成的計(jì)算

（1）公式：干料質(zhì)量=濕料質(zhì)量/（1+含水量）

（2）計(jì)算步驟：

①干混合料質(zhì)量=300g/（1+最佳含水量）

②干土質(zhì)量=干混合料質(zhì)量/[1+石灰（或水泥）計(jì)量]

③干石灰（或水泥）質(zhì)量=干混合料質(zhì)量-干土質(zhì)量

④濕土質(zhì)量=干土質(zhì)量×（1+土的風(fēng)干含水量）

⑤濕石灰質(zhì)量=干石灰×（1+石灰的風(fēng)干含水量）

⑥石灰土中應(yīng)加入的水=300g-濕土質(zhì)量-濕石灰質(zhì)量

表1 石灰劑量實(shí)驗(yàn)記錄表（EDTA滴定法）

2.4 準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線

在試驗(yàn)中，對(duì)每個(gè)搪瓷杯中的試樣分別進(jìn)行試驗(yàn)，并記錄各自EDTA二鈉的耗量。以同一水泥或石灰劑量穩(wěn)定材料EDTA二鈉消耗量的平均值為縱坐標(biāo)，以水泥或石灰劑量為橫坐標(biāo)繪圖，兩者的關(guān)系（如圖1所示）是一條順滑曲線。

本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該進(jìn)行兩次平行測(cè)定，取算術(shù)平均值（結(jié)果見表1），精確至0.1mL，允許重復(fù)性誤差不大于均值的5%，否則，應(yīng)該重新進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)該包括以下內(nèi)容：混合料名稱，試驗(yàn)方法名稱，實(shí)驗(yàn)次數(shù)n，試驗(yàn)結(jié)果極小值、極大值和平均值，試驗(yàn)結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)差S，試驗(yàn)結(jié)果偏差系數(shù)（或變異系數(shù)）Cv。

2.5 注意事項(xiàng)

（1）每個(gè)樣品攪拌的時(shí)間、速度和方式應(yīng)力求相同，以增加實(shí)驗(yàn)的精度。如水泥（或石灰）土混合料中的土是細(xì)粒土，也可以用三角瓶代替搪瓷杯，手握三角瓶（瓶口向上）用力震蕩3min（每分鐘120次±5次），以代替攪拌棒攪拌。

（2）做標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)，如工地實(shí)用水泥劑量較大，素集料和低劑量水泥的試樣可以不做，而直接用較高的劑量做實(shí)驗(yàn)，但應(yīng)有兩種劑量大于實(shí)用劑量，以及兩種劑量小于實(shí)用劑量。

（3）配置的氯化銨溶液最好當(dāng)天用完，不要放置太久，以免影響實(shí)驗(yàn)的精度。

3 影響EDTA滴定法測(cè)定石灰穩(wěn)定土中石灰劑量的因素

3.1 石灰品質(zhì)引起測(cè)定誤差

按照其有效成分（有效氧化鈣和氧化鎂）的含量，可以將石灰分成一等、二等、三等和等外灰四級(jí)。

在東莊水利樞紐工程進(jìn)場(chǎng)道路（右岸）Ⅱ標(biāo)工程石灰穩(wěn)定土施工中，采用了三等以上石灰進(jìn)行拌制，因?yàn)榈韧饣抑杏行а趸}和氧化鎂含量過低，故其試件所形成的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度很難符合質(zhì)量要求。

3.2 實(shí)際使用石灰與標(biāo)準(zhǔn)曲線所用石灰不同引起

這一類誤差是引起石灰劑量測(cè)定誤差中最嚴(yán)重的誤差之一。如圖2所示，即便是同廠生產(chǎn)的不同等級(jí)的石灰按照相同劑量配置的石灰土試樣，所耗費(fèi)的EDTA二鈉數(shù)量也差別很大。

如果標(biāo)準(zhǔn)曲線采用二等石灰拌制的石灰，而此次項(xiàng)目中實(shí)際采用三等石灰拌制的石灰，同時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)曲線的結(jié)果去指導(dǎo)拌和站的生產(chǎn)活動(dòng)，則必然導(dǎo)致石灰劑量的減少，進(jìn)而影響石灰土無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。

3.3 含水量引起

在準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)曲線試樣的過程中，如果土和石灰的風(fēng)干含水量測(cè)定誤差超過2%，且混合料總質(zhì)量不變時(shí)，會(huì)導(dǎo)致石灰土中所加水的質(zhì)量很難把握，會(huì)直接影響滴定結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以在確定含水量時(shí)，必須核對(duì)準(zhǔn)確。

在此次檢測(cè)中，拌和系統(tǒng)為專業(yè)水泥穩(wěn)定碎石拌合樓。水泥穩(wěn)定碎石基層鋪筑厚度20cm。設(shè)計(jì)圖紙主要技術(shù)指標(biāo)：水泥穩(wěn)定碎石設(shè)計(jì)水泥計(jì)量為5%，強(qiáng)度等級(jí)42.5，初凝時(shí)間4小時(shí)以上，終凝時(shí)間6小時(shí)以上，原材為4級(jí)配，最大粒徑＜31.5mm，水泥穩(wěn)定碎石7天浸水強(qiáng)度＞4MPa，壓實(shí)度≥98%。

3.4 操作引起

在上述實(shí)驗(yàn)的操作規(guī)范和注意事項(xiàng)中提到，每個(gè)樣品的攪拌時(shí)間、速度和方式應(yīng)該盡量保持相同，否則會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的精確度和所繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線的準(zhǔn)確性。除此之外，其他各個(gè)方面都應(yīng)該嚴(yán)格按照操作規(guī)范的要求進(jìn)行，否則會(huì)引起較大的誤差。

表2 石灰等級(jí)劃分

表3 通過重型擊實(shí)試驗(yàn)，得到不同石灰劑量的最大干密度

圖2 標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)比圖

4 結(jié)論

在本項(xiàng)目施工中，對(duì)于石灰土石灰劑量設(shè)計(jì)配比的確定，是先按照經(jīng)驗(yàn)配比制成試件，經(jīng)過反復(fù)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，測(cè)定出符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求的石灰劑量的保守值，以此作為實(shí)際劑量進(jìn)而繪制該石灰劑量的標(biāo)準(zhǔn)曲線。一般情況下，只要石灰質(zhì)量不低于規(guī)范所規(guī)定的石灰的最低要求，而且石灰劑量值不超過允許的誤差范圍，生產(chǎn)出的石灰穩(wěn)定土的無限側(cè)抗壓強(qiáng)度完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。陜西水利

[1]李凱歌.影響EDTA滴定法測(cè)定石灰劑量的因素分析［J］.公路與汽運(yùn).總第110期.

[2]張海彬.EDTA滴定法測(cè)定石灰土的灰劑量［J］.中國(guó)科技信息.2005年第10期.