石料堿值測定方法探究

程祖民

【摘 要】近年來，在道路工程建設中，要鋪設大量的瀝青路面，作為路面的主要材料瀝青與石料的性能，直接影響道路的質量。文章分析了石料堿值的測定方法。

【關鍵詞】石料 堿值測定 方法

一、前言

石料與瀝青組成混合料，鋪筑碾壓后形成路面結構。石料與瀝青在混合料中起著復雜的物理化學作用，石料的化學性質在很大程度上影響路面的物理力學性質，石料的酸堿性決定著石料與瀝青的粘附性。一般情況下堿性較強的石料與瀝青結合較好，酸性石料與瀝青結合較差。石料的酸堿性通常是按石料化學成分中SiO₂含量的多少來區分的，SiO₂含量大于65%的石料為酸性石料，SiO₂含量小于52%的石料為堿性石料，SiO₂含量在52%—65%的石料為中性石料。各種石料中SiO₂的含量雖有一定的范圍，但要較準確地確定石料的酸堿性，必須對石料的化學組成進行分析。而石料成分分析比較麻煩，需要時間長。另外，石料難溶于水，而且組成復雜，有不能像測定易溶物那樣，通過測定水溶液的PH值的方法來確定其酸堿性。因此，目前還沒有比較簡單的方法來測定石料的酸堿性。本文提出了用相對比較的方法來確定石料的酸堿性。本文提出了用相對比較的方法來確定石料的酸堿性強弱，即用分析純的碳酸鈣作為標準，其它石料的酸堿性強弱都與碳酸鈣比較，這樣就可得到各種石料的酸堿性相對強弱。該方法的理論依據是酸堿質子理論：“凡能與質子（H⁺）結合的物質都是堿。”測定方法是采用一定濃度的酸對一定粒徑的石料進行侵蝕，然后測定溶液中消耗掉的H⁺離子濃度進行比較，并定義二者的比值為該石料的“堿值”：

各種石料接受質子的能力不同，消耗掉的氫離子濃度也不相同，故堿值的大小不一樣，因此，可以根據石料的堿值大小，確定其酸堿性的相對強弱。

二、實驗方法

1.儀器。精密酸度計、100ml移液管、燒瓶、60cm球型冷凝管、控溫油浴鍋。

2.試劑。分析純堿酸鈣（粒徑0.074mm）0.25M硫酸、0.05M鄰苯二甲酸氫鉀。

3.試樣。選擇有代表性的石料，清洗后烘干，粉碎過篩，取粒徑<0.074mm的石粉。

4.分析方法。稱取準備好的石料（粉）2^+0.0002克，同時稱取同樣質量的碳酸鈣，分別放入兩只燒瓶內，用移液管各加入0.25M硫酸溶液1000ml ，隨后放入130℃油浴鍋中回流煮沸30分鐘至完全反應后，冷卻至室溫。取出燒瓶中的上層清液，用精密酸度計測定清液中H⁺離子濃度。根據石料和碳酸鈣消耗掉的氫離子濃度，計算石料的堿值。

三、試驗結果與討論

1.我們用上述方法測定了石灰巖、安山巖、玄武巖、片麻巖、黑色花崗巖、砂巖和紅色花崗巖等七種石料的堿值，其結果見表1。

由表中數據可以看出，從石灰巖至花崗巖（紅色）的堿值逐漸減小，說明這幾種石料的堿性逐漸減弱、酸性逐漸增強，這與前述石料的酸堿性通常按石料中SiO₂的百分含量分類是吻合的。如典型的石灰巖中SiO₂的含量為1.01%，屬堿性石料，堿值大；花崗巖中SiO₂含量為69.62%，屬酸性石料，其堿值小。

2.若將表1中幾種石料的堿值大小順序，與80℃水浸法所得到的瀝青與這幾種石料粘附性的強弱順序[3]（石灰巖>安山巖>玄武巖>片麻巖>砂巖>花崗巖）進行比較，可以看出其規律是一致的，即堿值愈大的石料與瀝青粘附性愈好。因此，測定石料的堿值，可以作為測定石料與瀝青粘附性的一種輔助手段，用于研究和生產中。

3.用該方法測定的雖是“堿值”，但對堿性石料或酸性石料都適用。因為“堿值”是選擇純的碳酸鈣作標準而得到的相對數值，所以不論什么石料都可以與標準物進行比較而得到“堿值”。

4.用該方法測定各種典型石料的堿值后，如果知道這些典型石料中SiO₂的百分含量，將石料中的堿值與SiO₂的含量對比后，就可以根據石料堿值的大小將石料分成堿性石料、酸性石料和中性石料。這樣，只要知道石料與瀝青的粘附性強弱。這方面工作有待進一步研究。

四、結論

1.本文提出的石料堿值測定方法是一種簡便、有效的測定石料酸堿性的方法。

2.對同一組石料分別測定其堿值和測定其與瀝青的粘附性，所得到的結果是一致的。

3.石料的酸堿性可以根據石料堿值的大小進行分類。

（作者單位：安徽省蕭縣路橋公司）