水泥穩(wěn)定砂礫水泥劑量測定(EDTA滴定法)正確操作方法的研究

梅麗榮/寧夏交通科學(xué)研究所

水泥穩(wěn)定砂礫水泥劑量測定(EDTA滴定法)正確操作方法的研究

梅麗榮/寧夏交通科學(xué)研究所

公路等項目的施工建設(shè)中，經(jīng)常使用EDTA滴定法對水泥穩(wěn)定劑量進(jìn)行測量，在實際測定過程中，受到多種因素的影響，導(dǎo)致測定的準(zhǔn)確性出現(xiàn)偏差，其中施工過程以及實驗步驟都會影響測定的結(jié)果。文章主要針對EDTA滴定法在水泥穩(wěn)定劑量的測定中的方法進(jìn)行分析，闡明影響測定方法的各種因素，并嘗試針對水泥穩(wěn)定劑量測定中的問題提出針對性的意見，提高水泥劑量測定的準(zhǔn)確性。

水泥穩(wěn)定劑量測定；EDTA滴定法；操作方法

前言

目前，各種大型工程的施工建設(shè)中，要想提高施工質(zhì)量，就不可避免要對施工建材的穩(wěn)定性進(jìn)行測定，這里主要是指穩(wěn)定砂礫水泥劑量的測定。在水泥劑量的測定中，EDTA滴定法是最常見的一種方法，該項方法測定的準(zhǔn)確性相對較高，測定環(huán)節(jié)相比較簡便，測定效果較好，但不可忽視的是，在水泥劑量的實際測定中，測定結(jié)果易受多種因素的影響，例如測定的實際操作過程以及具體的施工工藝等，這些因素都會隨最終的測定結(jié)果產(chǎn)生影響，導(dǎo)致出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)。針對這種情況，要想更好的進(jìn)行施工建設(shè)，就要注意提高水泥劑量測定的準(zhǔn)確性，要明確測定的基本原理與實際操作方法，按照規(guī)定進(jìn)行規(guī)范操作，提高EDTA滴定法的測定效率以及測定準(zhǔn)確性。

一、EDTA滴定法在水泥穩(wěn)定劑量測定中的原理

1.EDTA滴定法的基本認(rèn)知

要想了解EDTA滴定法的工作原理，首要了解基本概念。EDTA滴定法屬于化學(xué)范疇，EDTA（Ethylene Diamine Tetraacetic Acid）主要是指二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，在冷水中的溶解度較低，其中溶液的濃度控制在準(zhǔn)確范圍內(nèi)，具體操作方法是將已知準(zhǔn)確濃度的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加到被測物質(zhì)（穩(wěn)定砂礫水泥）中，然后由滴入溶液與水泥混合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

2.工作原理

EDTA溶液與水泥混合物的化學(xué)反應(yīng)在化學(xué)上稱之為絡(luò)合反應(yīng)，其中EDTA溶液就是作為絡(luò)合劑存在。在施工建設(shè)中，使用的建材是水泥混合物，包括水泥與砂礫等，水泥的化學(xué)成分包括3CaO·SiO2·2CaO·SiO2和3CaO·Al2O3·4CaO·Al2O3·Fe2O3組成，其中含有多種化學(xué)元素，在水泥劑量的測定中使用的EDTA滴定法，主要是將EDTA溶液與水泥中的化學(xué)成分Ca+2進(jìn)行反映，通過絡(luò)合化學(xué)反映，觀察使用的EDTA絡(luò)合劑的劑量，以此判斷水泥中Ca+2的含量，然后計算水泥劑量。

絡(luò)合反應(yīng)的變化：當(dāng)EDTA溶液與水泥Ca+2形成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物后，當(dāng)測定數(shù)值接近臨界點或者是快要接近時，使用的EDTA絡(luò)合劑的消耗量超過標(biāo)準(zhǔn)后，可以觀察到鈣紅指示劑（C12H13N2NaO2S）的顏色發(fā)生變化，由此說明臨界點已經(jīng)到達(dá)。

3.試驗方法

主要采用滴注的方法，將EDTA溶液滴加在測定物質(zhì)中，觀察化學(xué)反應(yīng)。具體的實驗步驟：

首先確定已知的氫氧化鈉溶液（內(nèi)含三乙醇胺）濃度為1.8％，使用計量瓶測量10ml的NH4Cl稀釋的水泥穩(wěn)定混合物放置在計量瓶中，然后使用量筒量取50ml的NaOH溶液，將溶液導(dǎo)入計量瓶中，使用pH精密試紙對混合溶液的pH值進(jìn)行測定，最終測定結(jié)果為pH12. 5～13. 0，

測定完成后，在緩和溶液中加入0.2g的鈣紅指示劑，搖勻，鈣紅指示劑出現(xiàn)變色，溶液變?yōu)槊倒寮t色。在EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴加的過程中，要注意滴加的要求：溶液要邊滴定邊搖勻，注意觀察溶液的顏色以及變化情況；當(dāng)溶液變?yōu)樽仙瑴p緩滴定速度，搖勻；最終溶液顏色變?yōu)榧兯{(lán)色結(jié)束滴加，即為終點。在溶液滴加的過程中，要關(guān)注EDTA溶液的消耗量，根據(jù)具體的數(shù)值測定水泥劑量。

二、影響水泥穩(wěn)定劑量測定質(zhì)量的因素

1.EDTA滴定法操作過程

在水泥劑量的測定中，使用EDTA滴定法測定的數(shù)據(jù)有時會出現(xiàn)較大的偏差，主要影響因素是EDTA滴定法的實際操作過程的規(guī)范性，規(guī)范性操作主要包括化學(xué)試劑的使用以及操作步驟的規(guī)范。在水泥劑量的測定中，使用EDTA滴定法要注意化學(xué)試劑的使用，例如要合理的調(diào)配EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，濃度過小，無法將水泥中的Ca+2含量完全浸取出來，這會導(dǎo)致最終的測定結(jié)果偏小，并且在測定試劑的使用上，要注意保存，由于實際溶液的揮發(fā)性較強(qiáng)，所有EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液配置成功后不宜長時間的放置，否則會影響最終的水泥劑量的測定結(jié)果。還有NaOH溶液的使用會影響到pH值，若濃度過低，則不能夠有效過濾雜質(zhì)離子，影響鈣紅指示劑變色現(xiàn)象的正常顯示；若濃度過高，則會影響絡(luò)合反應(yīng)，最終影響測定結(jié)果。

操作過程中，EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)該采用滴加的方式，邊滴定邊搖勻，如果操作不規(guī)范，則會影響絡(luò)合化學(xué)反映的最終現(xiàn)象的呈現(xiàn)，同時根據(jù)溶液反映現(xiàn)象的變化，要控制好滴加的速度，一旦操作不規(guī)范，則會影響化學(xué)反映，導(dǎo)致EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液劑量過度，難以準(zhǔn)確測定水泥劑量。

2.施工工藝

在水泥穩(wěn)定砂礫劑量的測定中，施工工藝也會對最終的測定結(jié)果產(chǎn)生影響，例如水泥與砂礫的緩和比例，會影響到最終的樣本取樣結(jié)果，進(jìn)一步影響整個測定過程。在實際施工中，要想保證水泥劑量測定結(jié)果的準(zhǔn)確性，首要保證取樣均勻。水泥在具體的施工中，不是簡單存在的，一般在穩(wěn)定土中附著在粒料表面，在具體的施工中絕大部分水泥都會集中在比表面積大的細(xì)顆粒表面，極少部分相反，這種情況下，要想保證取樣、制樣的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，就要注意所取樣的普通代表性，盡可能的保證取樣均勻。實際上在水泥劑量的取樣中，取樣結(jié)果不容易控制，所以這一過程應(yīng)該由專業(yè)的人員進(jìn)行，盡可能的減少施工工藝對測定結(jié)果的影響。

三、提高水泥穩(wěn)定劑量測定中EDTA滴定法準(zhǔn)確性的對策

1.規(guī)范實驗操作過程

在水泥穩(wěn)定劑量測定中，應(yīng)用EDTA滴定法，要想保證水泥劑量測定結(jié)果的準(zhǔn)確，就要嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行實際操作，盡量減少不規(guī)范操作的影響。例如EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配置上，要按照配置標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，一般將其濃度控制在10％以下，按照實際情況進(jìn)行調(diào)整，還有在絡(luò)合化學(xué)反映中，要注意其他試劑溶液的影響，觀察EDTA絡(luò)合劑+Ca+2化學(xué)反應(yīng)過程的現(xiàn)象，同時在添加鈣紅指示劑后，觀察混合溶液顏色的變化。

還有在溶液的滴加過程中，要堅持邊滴加邊搖勻的滴定方法，或者也可以進(jìn)行攪拌，促使混合溶液能夠更好的進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；同時在EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴加過程中，要注意滴加的時間、滴加的速度等，在合適的實驗階段使用合適的滴加速度，保證實驗數(shù)據(jù)不會出現(xiàn)異常偏差。EDTA滴定法的正確操作中，要注意正確的操作方法的使用，盡可能保證每一實驗樣本、實驗試劑以及試驗溶液相關(guān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，避免由于不規(guī)范的操作影響水泥劑量的測定結(jié)果。

2.規(guī)范施工工藝

在具體的施工取樣中，由專業(yè)的測定人員來進(jìn)行取樣，保證樣本的可靠性。同時在樣本的制作中，要保證樣本的均勻，就要選擇普通、大眾的水泥顆粒，促使混合顆粒的大小具有較強(qiáng)的代表性，將實驗誤差控制在可控范圍內(nèi)。

四、結(jié)語

要想保證水泥劑量測定的準(zhǔn)確性，就要嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)使用EDTA滴定法，規(guī)范操作的過程，注意實驗試劑的使用，同時也要規(guī)范施工工藝，在了解EDTA滴定法的工作原理以及試驗方法的基礎(chǔ)上，有效的進(jìn)行測定，提高測定的效率與效果。

[1] 中華人民共和國交通部. JTG E51-2009公路工程無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2009

[2] 中華人民共和國交通部. JTG E42-2005公路工程集料試驗規(guī)程[S].北京：人民交通出版社，2005

[3] 中華人民共和國交通部. JTG/T F20-2015 公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則[S].北京：人民交通出版社股份有限公司，2015