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EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的影響因素分析論文
摘要：在工程實(shí)踐中，EDTA滴定法是一種工地快速測(cè)定水泥土中水泥劑量的標(biāo)準(zhǔn)方法，水泥劑量過(guò)高或過(guò)低，都會(huì)對(duì)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(qiáng)度高，穩(wěn)定性好，施工方便，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)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(jì)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(diǎn)和不足，其中水泥劑量的控制不準(zhǔn)確會(huì)帶來(lái)很大負(fù)面作用，劑量過(guò)高則干縮性較大容易產(chǎn)生收縮裂縫，劑量過(guò)低則達(dá)不到水泥穩(wěn)定碎石的強(qiáng)度要求，因此，精確測(cè)定水泥劑量，減少測(cè)定誤差尤為重要。但是由于一些客觀因素，如不同試驗(yàn)者對(duì)驗(yàn)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(yàn)結(jié)果與實(shí)際存在較大的偏差，難以起到保證施工質(zhì)量的目的。為準(zhǔn)確測(cè)量水泥劑量，減少試驗(yàn)誤差，文章對(duì)EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的誤差因素和一些細(xì)節(jié)問(wèn)題進(jìn)行了較為全面的闡述。
1.EDTA滴定法原理
在工程實(shí)踐中，EDTA滴定法是一種快速檢測(cè)水泥穩(wěn)定土中水泥劑量的方法，既能夠測(cè)定水泥穩(wěn)定土中的水泥劑量，也可以檢驗(yàn)水泥與土拌合的均勻性。由于施工現(xiàn)場(chǎng)條件限制，EDTA滴定法能夠高效率地測(cè)定水泥劑量，應(yīng)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(yīng)，用鈣紅作指示劑，滴定終點(diǎn)顏色由玫瑰紅色變?yōu)榧兯{(lán)色。溶液變色為終點(diǎn)，以變色時(shí)消耗的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)液的毫升數(shù)，結(jié)合水泥劑量與EDTA二鈉消耗量的標(biāo)準(zhǔn)曲線，查出相應(yīng)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)大量水泥穩(wěn)定土水泥劑量測(cè)試結(jié)果匯總分析的基礎(chǔ)上，歸納出以下幾點(diǎn)誤差產(chǎn)生的來(lái)源及需要注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題。
2.1試驗(yàn)過(guò)程的影響
滴定試驗(yàn)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(shí)間也不可太長(zhǎng)，否則有更多的水泥水化形成ca（OH），使得實(shí)際滴定值偏大，因此試驗(yàn)中需要嚴(yán)格控制時(shí)間，保證準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)滴定終點(diǎn)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(shí)，集料中的Mg2+形成Mg（OH），沉淀，避免了對(duì)滴定試驗(yàn)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(duì)ca2+滴定結(jié)果的干擾。
2.3標(biāo)準(zhǔn)曲線的影響
EDTA滴定法標(biāo)準(zhǔn)曲線，是施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)水泥劑量的重要標(biāo)準(zhǔn)，它是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法測(cè)出多組不同水泥劑量下所消耗EDTA溶液（按m1計(jì)）來(lái)建立的“水泥劑量-EDTA消耗量的標(biāo)準(zhǔn)曲線”，見(jiàn)表一。如果標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制不準(zhǔn)確，就會(huì)使測(cè)定的水泥劑量準(zhǔn)確度明顯降低，無(wú)法有效的控制現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量。
從化學(xué)原理的角度分析，EDTA本身是一個(gè)非基準(zhǔn)試劑，其自身濃度的準(zhǔn)確度是無(wú)法達(dá)到化學(xué)分析要求的精度的，只能通過(guò)另外基準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)定的方法加以確定。標(biāo)準(zhǔn)中采用的標(biāo)準(zhǔn)曲線法，是免除溶液濃度標(biāo)定的過(guò)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(zhǔn)的EDTA試劑是達(dá)不到這個(gè)要求的。
標(biāo)準(zhǔn)曲線同樣也會(huì)隨集料種類、集料級(jí)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(huì)帶來(lái)誤差。因此盲目使用同一標(biāo)準(zhǔn)曲線是不合適的，必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況繪制對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線，這樣才能準(zhǔn)確檢測(cè)出水泥劑量，更好的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。
2.4拌合土料粒徑大小的影響
水泥穩(wěn)定料中，水泥顆粒總是粘附在集料顆粒表面的，因此比表面積的大小會(huì)直接影響水泥劑量測(cè)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(cè)出的結(jié)果就偏小。這也就造成了不同級(jí)配的試樣進(jìn)行滴定試驗(yàn)，EDTA消耗量會(huì)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(duì)施工的錯(cuò)誤指導(dǎo)，就要求配置標(biāo)準(zhǔn)曲線時(shí)土顆粒應(yīng)盡量和施工現(xiàn)場(chǎng)拌合土的顆粒大致接近，如果土顆粒大于4.75mm，結(jié)果就會(huì)造成檢測(cè)結(jié)果離散性增大，錯(cuò)誤的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，所以在拌合用土?xí)r土料必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格過(guò)篩。
2.5制備過(guò)程、取樣方法的影響
在水泥土制備過(guò)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(huì)對(duì)水泥劑量測(cè)定有一定的影響。最優(yōu)含水量是通過(guò)多次室內(nèi)試驗(yàn)確定的，然而現(xiàn)場(chǎng)施工條件下一般的是不可能達(dá)到準(zhǔn)確值的，如果現(xiàn)場(chǎng)拌合達(dá)不到最優(yōu)含水量，水泥顆粒的附著程度就不同，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)含水量大于最優(yōu)含水量時(shí)，測(cè)出的水泥穩(wěn)定土的水泥劑量就偏��；反之，測(cè)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(yùn)送到試驗(yàn)室過(guò)程中水分的損失，在大多現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，很多檢測(cè)人員取樣具有隨意性，因此在檢測(cè)過(guò)程中數(shù)據(jù)結(jié)果失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的指導(dǎo)意義。要嚴(yán)格控制集料的含水率和適當(dāng)?shù)脑黾尤訑?shù)量，以減少誤差。
3.結(jié)語(yǔ)
EDTA滴定法操作簡(jiǎn)單，能夠高效的測(cè)定水泥劑量，因而在工程建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性受很多因素的影響，如人員操作的影響、PH值的影響、標(biāo)準(zhǔn)曲線的標(biāo)定、集料粒徑、取樣的代表性和均勻性等，為提高檢測(cè)的準(zhǔn)確度，提出以下幾點(diǎn)建議：
�。�1）檢測(cè)過(guò)程中盡量避免試驗(yàn)誤差，對(duì)可疑數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；
�。�2）加強(qiáng)檢測(cè)及取樣人員的培訓(xùn)，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)要求執(zhí)行；
�。�3）集料不同，標(biāo)準(zhǔn)曲線也不同，每批次的集料采用與其對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)曲線；
�。�4）水泥土所用土源進(jìn)行多次過(guò)篩處理，盡量使土料粒徑一致；
�。�5）嚴(yán)格控制土源的含水率，對(duì)于出現(xiàn)可疑時(shí)可以增加取樣數(shù)量。
只有減少EDTA滴定法測(cè)定水泥劑量的誤差，才能使檢測(cè)結(jié)果可靠性大幅提升，更好的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。
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