龐海軍

摘要：EDTA滴定法一般適用于在工地上快速測(cè)定水泥劑量，因?yàn)槠渚哂胁僮骱?jiǎn)單、快速高效等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛應(yīng)用。但是EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性受到很多因素的影響，使其檢測(cè)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)一定的偏差。因此，本文在長(zhǎng)期實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，對(duì)影響EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量準(zhǔn)確性的因素進(jìn)行了分析，并在文章最后提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：EDTA滴定法 水泥劑量 準(zhǔn)確性 影響因素

0 引言

EDTA滴定法是目前廣泛應(yīng)用的一種水泥劑量檢測(cè)方法。但是由于施工工藝的不同以及受到試驗(yàn)操作步驟、操作規(guī)范的影響，EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的結(jié)果有時(shí)會(huì)偏離實(shí)際情況，與真實(shí)值存在一定的偏差。因此，了解影響EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量準(zhǔn)確性的因素，進(jìn)而針對(duì)性的提高EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的化學(xué)原理

水泥的化學(xué)成分主要由3CaO·SiO2、2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3、4CaO·Al2O3·Fe2O3組成。EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的化學(xué)原理就是利用絡(luò)合劑EDTA和水泥土中的Ca2+發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，根據(jù)絡(luò)合劑EDTA的消耗量推算水泥土中Ca2+的含量，進(jìn)而推算水泥的含量[1]。

2 EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的試驗(yàn)操作步驟

2.1 加入濃度為10%的氯化銨溶液浸取Ca2+

稱取300克的穩(wěn)定細(xì)粒土放于1號(hào)搪瓷杯中，并往1號(hào)搪瓷杯中加入600毫升濃度為10%的氯化銨溶液；另稱取1000克的穩(wěn)定粗粒土放于2號(hào)搪瓷杯中，并往2號(hào)搪瓷杯中加入2000毫升濃度為10%的氯化銨溶液。以110-120次/分的速度攪拌1號(hào)與2號(hào)搪瓷杯中的混合液并靜置一段時(shí)間，直到溶液澄清。

2.2 調(diào)節(jié)pH值以排除Mg2+等干擾離子

用移液管分別吸取10毫升上層清液，并加入50毫升濃度為1.8%的氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH值在12.5到13范圍內(nèi)。這是因?yàn)樗嗤林写嬖贛g2+，當(dāng)溶液的pH值大于11時(shí)，溶液中的Mg2+就會(huì)和OH-生成氫氧化鎂沉淀，從而有效避免了Mg2+對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量試驗(yàn)的干擾。另外，要在1.8%的氫氧化鈉溶液中加入2毫升三乙醇胺，其作用是在堿性環(huán)境下和Al3+、Fe3+等離子形成穩(wěn)定的配合物，避免Al3+、Fe3+等離子對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量試驗(yàn)造成干擾。

2.3 加入鈣紅指示劑

加入鈣紅指示劑的作用是在滴定終點(diǎn)之前其可以與Ca2+生成玫瑰紅色的螯合物，并在達(dá)到滴定終點(diǎn)后使溶液顯示純藍(lán)色，方程式如下所示：

HIn2++Ca2+→CaIn-+H+（玫瑰紅色）

Ca2++H2Y2-→CaY2-+2H+

CaIn-+H2Y2-→CaY2-+HIn2++H+（純藍(lán)色）

2.4 加入EDTA溶液滴定并記錄EDTA的消耗量

EDTA的滴定值可以反映Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而Ca2+的質(zhì)量分?jǐn)?shù)又可以反映水泥劑量。而且值得我們注意的是，在接近滴定終點(diǎn)時(shí)，一定要減慢滴定速度。這是因?yàn)樵诮K點(diǎn)顏色的判斷中，臨近滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的顏色先由玫瑰紅色變?yōu)樯钭仙?，繼續(xù)滴定則變?yōu)榧兯{(lán)色。如果不減慢滴定速度，由深紫色變?yōu)榧兯{(lán)色的界限就不明顯，導(dǎo)致滴定終點(diǎn)難以判斷，從而出現(xiàn)滴定試驗(yàn)誤差。

3 影響EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量準(zhǔn)確性的因素

3.1 取樣與制樣方式對(duì)滴定結(jié)果的影響

一般，EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的結(jié)果之所以和真實(shí)值有時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大差異，這和取樣、制樣方式也具有很大的關(guān)系。眾所周知，水泥在穩(wěn)定土中主要附著在粒料表面，或者以細(xì)顆粒的形式單獨(dú)存在。但是相比較而言，絕大部分的水泥都會(huì)集中在比表面積較大的細(xì)顆粒的表面，只有很少的一部分會(huì)附著在比表面積較小的粗顆粒的表面。因此，在取樣與制樣時(shí)，一定要注意所取樣混合料粒徑的代表性，即保證檢測(cè)過(guò)程中取樣的均勻性非常重要，否則檢測(cè)結(jié)果可能出現(xiàn)數(shù)倍之差。比如顧小安等（2008）的試驗(yàn)規(guī)定取樣量?jī)H為300克[2]。300克的取樣量對(duì)于細(xì)顆粒土還是勉強(qiáng)適用的，但是對(duì)于中、粗顆粒土而言，要想保證取樣的均勻性與取樣混合量粒徑的代表性就顯得較為困難了。因此，本課題的試驗(yàn)針對(duì)中、粗顆粒土的取樣量是1000克，滴定結(jié)果和300克的細(xì)顆粒土滴定結(jié)果非常接近。另外，值得我們注意的是，即便是加大了取樣量，也無(wú)法安全消除滴定誤差。因此，在取樣時(shí)要由具有一定操作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員按照四分法進(jìn)行取樣，并盡量多選擇幾個(gè)具有一定代表性的取樣點(diǎn)進(jìn)行取樣。

3.2 化學(xué)試劑對(duì)滴定結(jié)果的影響

通過(guò)上文的分析我們可以知道，EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的原理是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)而得出滴定結(jié)果的。那么，參與化學(xué)反應(yīng)的各化學(xué)試劑的劑量也會(huì)對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的滴定結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。比如10%的氯化銨溶液是為了浸取水泥中的Ca2+，如果氯化銨溶液的濃度小于10%，就無(wú)法浸取出水泥中的全部Ca2+，從而導(dǎo)致滴定試驗(yàn)的滴定結(jié)果較真實(shí)值偏小。而且氯化銨溶液易揮發(fā)，因此配置好的10%氯化銨溶液不能放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，否則也會(huì)影響EDTA滴定試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。再比如氫氧化鈉溶液主要起到調(diào)節(jié)pH值、過(guò)濾雜質(zhì)離子的作用，如果氫氧化鈉溶液的濃度過(guò)低，就無(wú)法充分過(guò)濾雜質(zhì)離子，導(dǎo)致鈣紅指示劑無(wú)法正常指示。反之，如果氫氧化鈉溶液濃度過(guò)高，也會(huì)因?yàn)槿芤旱膲A性太高而影響絡(luò)合劑EDTA和Ca2+的結(jié)合。另外，在配置EDTA溶液時(shí)，一定要按照規(guī)范去配置，盡量使滴定試驗(yàn)用的EDTA溶液溶度和制定標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)的EDTA溶液溶度一致。相關(guān)研究表明，如果滴定時(shí)EDTA溶液溶度小于標(biāo)準(zhǔn)EDTA溶液濃度，那么滴定試驗(yàn)所消耗的EDTA溶液量就會(huì)成倍增加，嚴(yán)重影響滴定結(jié)果的準(zhǔn)確性，甚至導(dǎo)致滴定結(jié)果不可用[3]。最后，關(guān)于鈣紅指示劑，一定要適量，滴定速度一定要均勻，而且在接近滴定終點(diǎn)前要放慢滴定速度，其原因上文已經(jīng)進(jìn)行相關(guān)闡述。

3.3 試驗(yàn)操作的規(guī)范性對(duì)滴定結(jié)果的影響

為了保證EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性，其對(duì)EDTA滴定試驗(yàn)的條件與操作環(huán)境都提出了很高的要求。因此，EDTA滴定試驗(yàn)要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行操作，需要注意的幾點(diǎn)事項(xiàng)如下所示：

①在制定標(biāo)準(zhǔn)曲線以及現(xiàn)場(chǎng)EDTA滴定試驗(yàn)時(shí)，要保證每一個(gè)試樣的攪拌時(shí)間、攪拌方式、攪拌速度、攪拌力度保持相同，以提高這兩者之間的可比性從而降低EDTA滴定試驗(yàn)的誤差，提高滴定結(jié)果的精準(zhǔn)度。

②所配置的試樣溶液靜置時(shí)間也要保持一樣，而且靜置時(shí)間不能太久。

③在用EDTA溶液第一次進(jìn)行滴定時(shí)，應(yīng)該先將滴定管下部的空氣排除，做法是應(yīng)該先將滴定管里的EDTA溶液從滴定管下部放掉一點(diǎn)溶液，以保證平行試驗(yàn)間數(shù)據(jù)的誤差。

④滴定時(shí)要力求滴定速度的均勻與相同，且在將至滴定終點(diǎn)時(shí)放慢滴定速度，注意觀察溶液顏色的變化，以提高滴定試驗(yàn)的精準(zhǔn)度。如果滴定速度過(guò)快，則不容易觀察溶液顏色變化的臨界點(diǎn)，容易導(dǎo)致水泥測(cè)定結(jié)果較真實(shí)值偏大。

3.4 影響滴定結(jié)果的其他因素

除了以上因素，齡期、標(biāo)準(zhǔn)曲線、含水率也會(huì)對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。以含水率為例，一方面水泥土中的水分會(huì)和水泥發(fā)生水化作用，經(jīng)過(guò)初凝、終凝等階段后就會(huì)形成比較穩(wěn)定的板體性結(jié)構(gòu)，此時(shí)水泥的原有結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了變化，從而在一定程度上影響了10%氯化銨溶液的鈣離子溶出率，進(jìn)而影響水泥劑量的EDTA滴定試驗(yàn)的滴定結(jié)果準(zhǔn)確度；另外一方面，隨著水量的變化，相同質(zhì)量的穩(wěn)定土樣里所含混合土的質(zhì)量也會(huì)隨之發(fā)生變化，含水率高則混合土質(zhì)量低，反之混合土質(zhì)量高，而且顯而易見(jiàn)的是混合土中的水泥含量也會(huì)隨著含水率的變化而變化，這無(wú)疑也會(huì)對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。當(dāng)然，一般情況下含水率對(duì)滴定試驗(yàn)的影響并不大，在誤差允許的范圍內(nèi)可以不予考慮。

4 結(jié)論

綜上所述，要想保證EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性，提高EDTA滴定試驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)度，這就要求EDTA滴定試驗(yàn)人員一定要按照相關(guān)規(guī)范的要求認(rèn)真的進(jìn)行操作，注意會(huì)對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的準(zhǔn)確性造成影響的相關(guān)因素，使每一次的EDTA滴定試驗(yàn)操作的結(jié)果都盡可能的反映工地水泥劑量的實(shí)際情況，以便有效的指導(dǎo)與檢查工地的工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆婷婷.EDTA滴定法在公路工程測(cè)定水泥劑量中的應(yīng)用[J].

山西建筑，2013（32）.

[2]顧小安，董毅，徐永福.EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量存在的問(wèn)題[J].西南交通科技，2008（01）.

[3]張英杰.EDTA滴定法測(cè)定水泥穩(wěn)定碎石中水泥劑量注意的

問(wèn)題[J].交通世界（建養(yǎng)·機(jī)械），2013（07）.