石灰的科学小论文

2021-04-10 论文

　　石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。本文为关于石灰的科学小论文，希望对大家有帮助！

　　关于石灰的科学小论文：关于石灰剂量测定试验的分析

　　摘要：在道路路基、路面基层、底基层施工过程中，掺入石灰剂量的多少是石灰稳定材料质量好坏的重要因素之一，也就是说在拌合均匀后，石灰剂量是否能达到设计要求，关系到其抗压强度大小，所以严格控制含灰量，使其含量在合格的范围内，使道路施工质量达到一个更高的水平，笔者作为陕西省渭南市交通工程质量监督站试验检测中心工作多年的实验员，浅谈一下自己在做石灰剂量测定试验中的观点和心得。

　　关键词：石灰剂量；测定试验；工程质量

　　公路工程试验检测工作是工程质量管理的重要手段，同时也贯穿于设计、施工、监理、验收等各个环节，客观准确及时的试验检测数据是工程实践的真实记录，是指导控制和评定工程质量的科学依据，路面施工质量的好坏，使用性能的高低，路面使用寿命的长短与基层有很大关系，而路基、路面基层、路面底基层的施工，大部分都需要石灰来稳定，含灰量的大小在实际施工中不能直接看出来，所以就需要用试验的方法来检测。笔者所述的就是在室内实验室为施工现场提供可靠数据的检测过程。

　　1 测定方法及原理

　　采用EDTA滴定法，EDTA的全称是乙二胺四乙酸二钠，是在测定时所用到的药品名称，其原理是：①先用10%的氯化铵弱酸溶液溶解出石灰中的Ca2+离子（其试验操作是搅拌）。②用EDTA标准溶液夺取Ca2+离子，在强碱氢氧化钠PH值为12.5的环境下用三乙醇胺作隐蔽剂，以钙红作指示剂，当钙红指示剂在遇到强碱溶液时变为蓝色，当滴入一滴EDTA溶液时与钙红离子结合成极稳定的络合物。化学反应结束时，溶液由红变蓝。根据化学反应中消耗的EDTA量来确定Ca2+离子含量，从而推算出稳定结合料中石灰的剂量（其试验操作是用EDTA标准液滴定）。

　　2 试验原材料的要求

　　2.1 对土的要求：塑性指数为10-20的黏性土，塑性指数小于10的不宜用石灰稳定，有机质含量不超过10%，硫酸盐含量不宜超过0.8%，要求过4.75mm的筛并在105-110摄氏温度烘干的土。

　　2.2 对石灰的要求：石灰必须充分消解，消解时间尽量缩短。要求达到三级以上的消石灰技术标准，过2.36mm的筛。

　　2.3 对粉煤灰的要求：二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁的总含量大于70%，烧失量不应超过20%，比表面积应大于2500cm2/g。

　　2.4 对水的要求：水促使石灰土发生物理化学变化形成了强度，便于土的粉碎，拌合并且有利于养生，故要使用一般人或牲畜饮用的水源。

　　3 试验所用药品的配制及注意事项

　　3.1 乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA二钠）标准液：准确称取EDTA二钠（分析纯）37.23g溶解于无二氧化碳的蒸馏水中，注意所用蒸馏水的温度控制在40至50℃之间，放于搪瓷杯中搅拌直到完全溶解后冷却至室温定容至1000mL。

　　3.2 氯化铵溶液：氯化铵和蒸馏水按1：9的比例配制，放入10L的聚乙烯桶中充分震荡使其溶解，注意要现配现用，不能放置时间过长。

　　3.3 氢氧化钠溶液（内含三乙醇胺）：18g的氢氧化钠溶解于1000mL的蒸馏水中，注意氢氧化钠溶解时散热，故需在冷却至室温时才可以加入2mL的三乙醇胺。

　　3.4 钙红指示剂：0.2g钙试剂羟酸钠与20g硫酸钾混合研成极细的粉末，注意硫酸钾需提前在105℃烘箱中烘一小时，并需要储存于棕色广口瓶中。

　　4 EDTA二钠滴定的主要步骤

　　4.1 试验所需数据：①最佳含水量。②所做剂量与土、粉煤灰的比例。

　　4.2 计算所用试样用量及加入氯化铵的量：①按最新试验规范标准，细粒土称取的总湿混合料为300g，加入氯化铵溶液的量为600mL，例如：比例为石灰：土=10：90，最佳含水量为14.5%，其计算方式为：300/（1+0.145）=262.01g，那么石灰的质量为262.01*0.1=26.20g，土的质量为262.01*0.9=235.81g，加水的质量为300-262.01=37.99g，再在两边按±2%计算石灰剂量即此组曲线为：6：94、8：92、10：90、12：88、13：86的比例进行算料和滴定。②粗粒土总湿混合料为1000g加入氯化铵溶液为2000mL，再按所提供的比例计算各试样所用的质量。

　　4.3 开始测定：

　　①按所计算的各试样用量分别准确称取后放入搪瓷杯；

　　②用玻璃棒将混合料搅拌均匀，加入计算所需的用水量再次搅拌均匀；

　　③倒入氯化铵湿料为300g时搅拌三分钟（每分钟110到120次），湿混合料为1000g时搅拌五分钟（每分钟110到120次）。放置沉淀十分钟，然后将上部清液移到300mL烧杯内，搅拌均匀加盖表面皿待测。

　　④用吸管吸取上层（液面上1-2cm）悬浮液10mL放入200mL的三角瓶内，用量筒量取50mL氢氧化钠溶液倒入三角瓶中，用试纸测PH值为12.5-13.0之间，然后加入钙红指示剂（质量约为0.2g），摇匀，此时溶液呈玫瑰红色。

　　⑤向滴定管中倒入EDTA二钠溶液记录初读数，然后开始滴定，边滴定边摇匀，并仔细观察溶液的颜色，在溶液颜色变紫色时放慢滴定速度并摇匀直到变为刚好蓝色为止，并记录终读数，终读数减初读数就是EDTA二钠溶液的消耗量。

　　⑥对其他几个试样用同样的方法进行试验，并记录各自EDTA二钠的消耗量。

　　⑦以EDTA二钠的消耗量为纵坐标，以石灰剂量为横坐标制图，将所得的数据连接得到一根顺滑的曲线。

　　⑧本次试验应进行两次平行试验，取算术平均值精确至0.1mL，允许重复性误差不得大于均值的5%，否则重新进行试验。

　　5 实验说明和注意事项

　　5.1 在室内进行标准曲线制作时，为了减少配料过程中离散，对粗集料基层（最大粒径在25mm左右）就必须有1000g左右的'总重，放入体积是湿料质量是二倍的氯化铵溶液进行拌合，然后取样进行滴定，试验表明，采用该种试验方法制作标准曲线和现场取样差别最小可最大限度减少室内试验取样的离散，采用该方法后，氯化铵溶液的用量显著增加，搅拌时间和搅拌力度也增加，从而达到搅拌的均匀性。

　　5.2 制作同一组标准曲线所用的EDTA二钠溶液应该是相同浓度的。

　　5.3 放置沉淀10分钟后得到的如果是浑浊悬浮液则应增加放置沉淀时间，直到出现无明显悬浮颗粒的悬浮液为止并记录沉淀所需的时间，以后改组石灰稳定材料的试验均应以同一时间为准。

　　6 结束语

　　EDTA二钠滴定法具有严格的化学专业特性，标准曲线的形成取决于试验的各个环节，例如，拌合的均匀性，混合料的含水率，搅拌时间、速度和方式的一致性，静置时间的相同性等，因此，想消除各种可能带来的误差只有严格按照规范要求进行化学分析试验，才能在试验过程中做出科学有效的实验数据，从而为工程施工提供可靠数据。

　　参考文献

　　[1]曲 .影响稳定土中石灰剂量测定结果的因素分析[J].山西建筑，2012，（13）：137.

　　[2]王志强.影响石灰土石灰剂量测定准确性的因素及改进措施[J].交通标准化，2010，（21）：109.

　　[3]王正.EDTA滴定法测定石灰剂量的误差分析[J].建设科技，2007，（09）：84.

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