劉淑紅

（常州工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，常州 213164）

隨著水泥工藝的深入發(fā)展，混合材的種類和摻量也不斷增多。 但是過(guò)量的摻入混合材，會(huì)降低水泥早期強(qiáng)度,導(dǎo)致低溫性能、抗凍融性變差,以及破壞水泥結(jié)構(gòu)等。因此，新國(guó)標(biāo)通用硅酸鹽水泥標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了水泥中所摻入混合材的種類和摻入量，并嚴(yán)格規(guī)定了混合材摻入量。

1 水泥組分的測(cè)定方法

通常是先采用選擇溶解法將礦渣、粉煤灰、火山灰質(zhì)材料等組分從水泥中分離出來(lái)(稱為不溶渣)，通過(guò)公式計(jì)算其含量；再用常規(guī)方法測(cè)定三氧化硫含量，計(jì)算水泥中石膏的含量；測(cè)定二氧化碳的含量，計(jì)算水泥中石灰石的含量；最后用差減法計(jì)算水泥中熟料的含量，從而確定水泥的種類以及該水泥是否合格。采用標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 12960—2007《水泥組分的定量測(cè)定》。

2 水泥組分測(cè)定影響因素

2.1 試樣制備的影響

水泥的取樣方法必須按照GB12573進(jìn)行，試樣必須具有充分的代表性和均勻性。取樣后應(yīng)混勻、篩分，全部通過(guò)0.080mm的方孔篩，混勻后裝入帶有磨口塞的瓶中，密封保存。試驗(yàn)對(duì)通過(guò)和未通過(guò)0.080mm的方孔篩做了對(duì)比。試驗(yàn)選取普通硅酸鹽水泥與復(fù)合硅酸鹽水泥進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)比，得到如表1數(shù)據(jù)。

通過(guò)試驗(yàn)可以看出，水泥試樣是否通過(guò)0.08mm的方孔篩對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有很大影響。若不通過(guò)0.08mm方孔篩過(guò)篩而直接稱樣進(jìn)行試驗(yàn)，會(huì)導(dǎo)致水泥細(xì)度過(guò)大，所測(cè)成分難以完全溶解，從而導(dǎo)致分析結(jié)果出現(xiàn)較大偏差。

表1 試樣是否通過(guò)0.08mm方孔篩的結(jié)果對(duì)比

同時(shí)，為了使水泥試樣能得到充分的攪拌，如果試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)難以攪拌，可采取以下措施：

① 適當(dāng)減少水泥試樣的量，但是不能過(guò)少，過(guò)少將影響水泥組分測(cè)定；

② 可以借助玻璃棒進(jìn)行攪拌，但要注意最后對(duì)玻璃棒清洗及沖洗的水量。

2.2 試樣過(guò)濾洗滌操作的影響

在國(guó)標(biāo)中，要求試樣的洗滌過(guò)濾必須迅速，如果過(guò)濾時(shí)間超過(guò)了20min應(yīng)重新試驗(yàn)。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，若濾液下降速度過(guò)慢，則會(huì)導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏高。玻璃砂芯漏斗使用多次之后如果洗滌方法不當(dāng)，容易引起砂芯漏斗堵塞而造成過(guò)濾過(guò)慢，最終使試驗(yàn)數(shù)據(jù)逐漸偏高。過(guò)濾次數(shù)對(duì)試驗(yàn)的影響見表2。

2.3 EDTA溶液選擇溶解時(shí)pH的影響

表2 隨過(guò)濾次數(shù)的增多過(guò)濾速度減慢對(duì)試驗(yàn)的影響

在用EDTA溶液選擇溶解后不溶渣含量的測(cè)定的試驗(yàn)中，對(duì)溶解液pH值有嚴(yán)格規(guī)定：用氫氧化鈉溶液調(diào)整pH為11.60±0.05，在試驗(yàn)操作過(guò)程中，pH值對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響做了以下試驗(yàn)，進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見表3。

由以上試驗(yàn)說(shuō)明：在pH值為11.40～12.00的范圍內(nèi)，礦渣中不溶渣的含量穩(wěn)定，硅酸鹽水泥的不溶渣含量隨著pH值的升高而有所降低。pH值偏低時(shí)，由于配位劑對(duì)水泥礦物的絡(luò)合效率降低，水泥礦物在規(guī)定時(shí)間內(nèi)水化不完全而不能完全充分的溶解，當(dāng)pH值大于11.40后，硅酸鹽水泥的不溶渣含量趨于穩(wěn)定，所以溶解液最佳的pH值試驗(yàn)要求為11.60±0.05。

2.4 溶解溫度與溶解液濃度的影響

在試驗(yàn)中，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)試驗(yàn)溶解液的濃度、溫度均有所要求，選取火山灰與硅酸鹽水泥兩種物質(zhì)作試驗(yàn)對(duì)比：量取50ml水于200ml燒杯中，加入約0.5g試樣，攪拌分散5min，分別加入40ml濃度不同的鹽酸溶解液，另一方面控制不同的溶解溫度，溶解30min，測(cè)定不溶渣的含量。溶解液（HCl）濃度與溫度對(duì)火山灰及硅酸鹽水泥溶解情況的具體影響見表4。

從表中可以看出，火山灰質(zhì)混合材料和硅酸鹽水泥的不溶渣含量受溫度、酸度影響較大。隨著酸度的增大、溫度的升高，火山灰質(zhì)混合材溶解度增大；對(duì)于硅酸鹽水泥而言，隨著溶解液酸度的增大，不溶渣含量逐漸減少，當(dāng)溶解液酸度增大到某一值時(shí)（假設(shè)溫度一定），其不溶渣的含量趨于某一定值。降低溶解液的溫度，可以抑制火山灰質(zhì)混合材的溶解度?？紤]到兩種試樣的溶解度受溶解液的酸度、溫度變化的影響情況，所以在試驗(yàn)的過(guò)程中我們控制鹽酸溶解液酸度為1+2，溫度為10±2℃較為適宜。

表3 pH值對(duì)礦渣溶解度的影響

表4 不溶渣含量隨HCl濃度、溫度變化火山灰不溶渣含量

2.5 二氧化碳含量測(cè)定中磷酸加入量影響

在測(cè)定水泥組分時(shí)，要測(cè)定水泥中石灰石的含量，常用的方法有燒失量法、不溶物法等，首先測(cè)定CO2體積，在該法中要加入20ml磷酸，為確定磷酸含量對(duì)試驗(yàn)的影響，我們測(cè)定溶解樣品耗酸量。分別配制石灰石摻入量：8%、12%、16%、20%、24%和28%的標(biāo)準(zhǔn)樣品進(jìn)行選擇試驗(yàn)，在同等的條件下，磷酸加入量的測(cè)定結(jié)果如表5所示。

表5 不同磷酸含量溶解時(shí)的測(cè)定結(jié)果

由表5看出，當(dāng)磷酸含量在20ml時(shí)，樣品所測(cè)定的含量較為準(zhǔn)確，所測(cè)樣品能完全被溶解。

3 總 結(jié)

在水泥組分測(cè)定的影響因素分析的過(guò)程中，通過(guò)以上試驗(yàn)的分析，得出以下結(jié)論：

（1）試樣制備過(guò)程中，水泥試樣在試驗(yàn)時(shí)一定要通過(guò)0.08mm的方孔篩。

（2）試樣的過(guò)濾等操作也對(duì)水泥組分測(cè)定有一定影響。若試驗(yàn)中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或多次使用而不正當(dāng)?shù)那逑?，?huì)導(dǎo)致漏斗堵塞，也會(huì)導(dǎo)致最終試驗(yàn)結(jié)果偏高。

（3）EDTA溶解液的pH值應(yīng)控制在11.60±0.05，pH值偏低時(shí)，由于配位劑對(duì)水泥礦物的絡(luò)合效率降低，致使水泥礦物在規(guī)定時(shí)間內(nèi)難以水化完全、充分溶解。當(dāng)pH值大于11.40后，不溶渣含量測(cè)定基本趨于穩(wěn)定，所以在試驗(yàn)中應(yīng)控制pH值。

（4）在選擇鹽酸溶液溶解試樣時(shí)，溶解溫度和溶解液（HCl）的濃度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果均有所影響：隨著酸度的增大、溫度的升高，火山灰質(zhì)混合材溶解度增大；對(duì)于硅酸鹽水泥而言，隨著溶解液酸度的增大，不溶渣含量逐漸減少，當(dāng)溶解液酸度增大到某一值時(shí)，其不溶渣的含量趨于某一定值。降低溶解液的溫度，可以抑制火山灰質(zhì)混合材的溶解度。

（5）在測(cè)定水泥中石灰石的含量時(shí)，我們采用的是測(cè)定CO2體積法，要加入適量的磷酸，磷酸含量過(guò)低，會(huì)使試樣不能完全溶解，從而致使水泥組分測(cè)定的石灰石含量偏低。

[1]張鶯.水泥組分測(cè)定中容易引起誤差的幾個(gè)因素[J].四川水泥，2009(2)：44-45

[2]朱青.水泥組分測(cè)定的運(yùn)用分析[J].江蘇建材，. 2008(2)：34-35

[3]宗習(xí)武.水泥組分的定量測(cè)定[J].福建建材，2008(2)：29-30

[4]夏金珍.水泥中有害成分氧化鎂、三氧化硫及堿含量的檢測(cè)控制要點(diǎn)[J].工程質(zhì)量，2009(4)：25-26

[5]郭坤.水泥中礦渣和頁(yè)巖含量的測(cè)定方法[J].水泥，1992(4)：42-43

[6]GB/T 176—2008.水泥化學(xué)分析方法[S]