EDTA滴定法在測定基層水泥劑量實踐中的應用

郝小娟

（陜西水利水電工程集團有限公司 陜西 渭南 714000）

1 概況

在實際工程中，快速測定水泥或石灰穩(wěn)定土中水泥或石灰劑量的標準方法就是EDTA滴定法，此方法既可以準確繪制出石灰或水泥劑量與EDTA二鈉耗量之間的標準曲線，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場道路（右岸）Ⅱ標工程中，水泥、碎石、砂等材料的顆粒組成和塑性指數均要滿足設計和規(guī)范要求。材料進場后分類有序地堆放在攪拌場內。水泥堆放在水泥倉庫內，各材料堆放處掛標識牌進行標識?；旌狭蠂栏癜磁浜媳?，采用配有自動計量系統(tǒng)的強制式攪拌機進行集中拌和。在正式拌制混合料之前，先調試設備，進行試樣，使混合料的顆粒組成和含水量都達到規(guī)定的要求；每次施工拌制時，根據集料和混合料含水量的大小，及時調整加水量。拌制后盡快將拌成的混合料運送到鋪筑現(xiàn)場。

2 測定方法和原理

2.1 目的和試驗過程

EDTA滴定法適用于在工地快速測定水泥和石灰穩(wěn)定土中水泥和石灰的計量，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）的影響。工地水泥和石灰穩(wěn)定土含水量的少量變化（+2%），實際上不影響測定結果。用本方法進行一次計量測定，只需10min左右。

本方法也可用于水泥和石灰綜合穩(wěn)定土中結合料的計量。

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

2.2 試劑配制

分別按照標準配置如下試劑：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 準備標準曲線

2.3.1 取樣

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

2.3.2 混合料組成的計算

（1）公式：干料質量=濕料質量/（1+含水量）

（2）計算步驟：

①干混合料質量=300g/（1+最佳含水量）

②干土質量=干混合料質量/[1+石灰（或水泥）計量]

③干石灰（或水泥）質量=干混合料質量-干土質量

④濕土質量=干土質量×（1+土的風干含水量）

⑤濕石灰質量=干石灰×（1+石灰的風干含水量）

⑥石灰土中應加入的水=300g-濕土質量-濕石灰質量

表1 石灰劑量實驗記錄表（EDTA滴定法）

2.4 準備標準曲線

在試驗中，對每個搪瓷杯中的試樣分別進行試驗，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，以水泥或石灰劑量為橫坐標繪圖，兩者的關系（如圖1所示）是一條順滑曲線。

本實驗應該進行兩次平行測定，取算術平均值（結果見表1），精確至0.1mL，允許重復性誤差不大于均值的5%，否則，應該重新進行試驗。

試驗報告應該包括以下內容：混合料名稱，試驗方法名稱，實驗次數n，試驗結果極小值、極大值和平均值，試驗結果標準差S，試驗結果偏差系數（或變異系數）Cv。

2.5 注意事項

（1）每個樣品攪拌的時間、速度和方式應力求相同，以增加實驗的精度。如水泥（或石灰）土混合料中的土是細粒土，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）做標準曲線時，如工地實用水泥劑量較大，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驗，但應有兩種劑量大于實用劑量，以及兩種劑量小于實用劑量。

（3）配置的氯化銨溶液最好當天用完，不要放置太久，以免影響實驗的精度。

3 影響EDTA滴定法測定石灰穩(wěn)定土中石灰劑量的因素

3.1 石灰品質引起測定誤差

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。

在東莊水利樞紐工程進場道路（右岸）Ⅱ標工程石灰穩(wěn)定土施工中，采用了三等以上石灰進行拌制，因為等外灰中有效氧化鈣和氧化鎂含量過低，故其試件所形成的無側限抗壓強度很難符合質量要求。

3.2 實際使用石灰與標準曲線所用石灰不同引起

這一類誤差是引起石灰劑量測定誤差中最嚴重的誤差之一。如圖2所示，即便是同廠生產的不同等級的石灰按照相同劑量配置的石灰土試樣，所耗費的EDTA二鈉數量也差別很大。

如果標準曲線采用二等石灰拌制的石灰，而此次項目中實際采用三等石灰拌制的石灰，同時以標準曲線的結果去指導拌和站的生產活動，則必然導致石灰劑量的減少，進而影響石灰土無側限抗壓強度。

3.3 含水量引起

在準備標準曲線試樣的過程中，如果土和石灰的風干含水量測定誤差超過2%，且混合料總質量不變時，會導致石灰土中所加水的質量很難把握，會直接影響滴定結果的準確性，所以在確定含水量時，必須核對準確。

在此次檢測中，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。設計圖紙主要技術指標：水泥穩(wěn)定碎石設計水泥計量為5%，強度等級42.5，初凝時間4小時以上，終凝時間6小時以上，原材為4級配，最大粒徑＜31.5mm，水泥穩(wěn)定碎石7天浸水強度＞4MPa，壓實度≥98%。

3.4 操作引起

在上述實驗的操作規(guī)范和注意事項中提到，每個樣品的攪拌時間、速度和方式應該盡量保持相同，否則會影響實驗的精確度和所繪制的標準曲線的準確性。除此之外，其他各個方面都應該嚴格按照操作規(guī)范的要求進行，否則會引起較大的誤差。

表2 石灰等級劃分

表3 通過重型擊實試驗，得到不同石灰劑量的最大干密度

圖2 標準曲線對比圖

4 結論

在本項目施工中，對于石灰土石灰劑量設計配比的確定，是先按照經驗配比制成試件，經過反復無側限抗壓強度試驗，測定出符合設計強度要求的石灰劑量的保守值，以此作為實際劑量進而繪制該石灰劑量的標準曲線。一般情況下，只要石灰質量不低于規(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，生產出的石灰穩(wěn)定土的無限側抗壓強度完全可以達到設計要求。陜西水利

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

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