浅析EDTA法在水泥稳定材料检测中的应用

施工技术

230 2015年61期浅析EDTA法在水泥稳定材料检测中的应用

李清宇

安阳市质量技术监督检验测试中心，河南安阳 455000

摘要：EDTA滴定法是工地快速测定水泥稳定碎石基层中水泥剂量的一种方法,同时可以检查拌合料的均匀性。本文笔者将结合具体的工程实例，提出一些关于对EDTA滴定法测定水泥剂量操作方法的探讨。

关键词：EDTA法；水泥稳定材料检测；应用

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)61-0230-02

1 引言

在公路水泥稳定碎石基层的施工过程中，为了确保施工质量，往往需要进行试验检验。水泥剂量的检验是其中一个重要内容。一般情况下，进行水泥稳定碎石基层水泥剂量的检测采用EDTA滴定法。根据相关的工程实践可以知道，由于各个试验人员对试验方法理解程度上的不同，测定的水泥剂量结果往往会与实际结果存在较大的偏差，这样就难以对施工质量起到有效的控制作用。水泥剂量太少，就无法确保水泥稳定碎石的强度，而水泥剂量太多，则会造成不必要的浪费，同时还会引起基层裂缝的增多，从而会造成路面水稳定性的降低。

2 EDTA 滴定法的定义及主要化学原理

EDTA 滴定法是在公路工程中用于快速检定水泥稳定碎石基层中水泥剂量的化学方法。EDTA 又称乙二胺四乙酸，采用本方法检测具有精确、严谨、实效、安全等效果，是目前在公路工程中应用较为广泛的化学检定方法。EDTA 滴定法可以随时在施工现场中使用，可以为公路工程施工中水泥稳定层的施工质量控制以及管理提供切实依据，是一种非常有效而又快速的检测方法，可以确保公路工程水泥稳定层的施工质量。

稳定材料中水泥在水化时会生成Ca3AlSiO4·nH2O凝胶和 Ca( OH) 2，石灰主要成分 Ca( OH) 2，Ca( OH) 2 在NH4Cl 溶液中，化学反应生成 CaCl2 和 NH3，这就意味着Ca2 + 从稳定材料中游离出来，溶解于水中。取一定量( 通常 10ml) 该溶液，在 PH 值为 12.5 强碱环境中，用三乙醇胺来隐蔽溶液中的 Fe3 + 、 Al3 + 、 Mn2 + 等离子。加入钙红指示剂，该指标剂在碱性溶液中为蓝色，但它与钙离子结合时生成红色络合物，当滴入EDTA二钠溶液时，EDTA 与钙离子结合成极稳定无色络合物，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 + 离子的数量，从而推算稳定土中的结合料剂量。化学反应过程如下：Ca( OH) 2 + NH4Cl→CaCl2 + NH3↑ + H2O

在碱性溶液中，Ca2 + + Hln2- (钙红) + OH- → Caln ( 红色) + H2O

在碱性溶液中，Caln + H2Y2- (EDTA) + OH- →CaY2- + H3ln( 蓝色) + OH-

3 EDTA 法在公路工程施工中的实际应用

本工程为某一公路改建工程。根据工程的具体情况，经过综合分析考虑，该公路的路面基层设计为水泥稳定碎石基层。其设计厚度为36cm，水泥剂量设定为4.5%，如表1所示为碎石的掺配比例。合成级配应确保满足设计和规范的要求。本工程所采用的水位PO32.5水泥。

表1 碎石的掺配比例

3.1 标准曲线

在采用EDTA滴定法进行水泥剂量的检测试验中，首先应确定标准曲线，以此作为检测水泥剂量的标准。如果在进行标准曲线的绘制中，出现问题，则会导致水泥剂量测定的错误，从而无法生产合格的水泥稳定碎石。在本工程水泥剂量检测试验中，为了得到更加合理的标准曲线以对施工进行指导，本工程设计了两种不同情况集料的标准曲线，并寻找两条曲线之间的关系以确保更好的标准曲线。这两种不同的情况为：按照施工配合比设计中的比例进行混合料的配置。混合料不需要进行过筛。然后称取混合料，在其中加入水泥和水以制作成标准试件。按照施工配合比进行混合料的拌和，并在其中加入水泥和水，之后进行过筛，筛孔直径为4.75mm。

通过这两种不同的混合料配置方法以制作试样，然后进行EDTA滴定试验。在试验过程中，所采用的EDTA滴定容易一次性配制而成，氯化氨和氢氧化钠溶液则可以进行多次的配制，如表2所示为两种不同情况集料水泥剂量EDTA滴定法结果。

表2 两种不同情况集料水泥剂量EDTA滴定法结果

从表2中的试验结果可以看出：

第一种情况进行混合料的配制，并不经过过筛，同时直接按照配合比称取干混合料，并在其中掺加水泥和水，从而测定EDTA耗量。这种情况比值符合实际施工中工艺情况。试样中的水泥颗粒并没有出现损失，因此检测得到的水泥剂量较为准确。每一份标准试样的颗粒级配可能不同，同时施工现场的混合料颗粒级配也不可能与标准试样土相同。由于在试验过程中，所称取的试样较少，可能出现试样级配相差过大的问题，因此这会对试验的精度造成影响。

第二种情况是在混合料加水和水泥之后进行过筛。从水泥与混合料粘结的作用机理可以看出，当混合料中的细颗粒较多时，水泥与混合料之间的接触面积就较大，拌和时，在细集料上所粘附的水泥量就会更多。过筛处理之后，集料中的水泥含量偏大。当在其中加入氯化铵溶液搅拌之后，在水中所悬浮的水泥颗粒就越多。在同一水泥剂量的情况下，则需要消耗更多的EDTA量。这种情况与实际的现场情况相符合。

3.2 现场EDTA试验检测水泥剂量

在施工现场，采用EDTA滴定法进行水泥稳定碎石基层水泥剂量的检测，其关键的一个难点为试验的取样。根据相关的规范要求可以摘掉，在进行EDTA滴定法检测水泥剂量的试验中，应选取300g具有代表性的水泥稳定碎石混合料。在施工现场选取具有代表性的水泥稳定碎石混合料，并按照以下的两种方法进行试验。如表3所示。

表3 试验结果

⑴在进行混合料的取样时，应严格按照四分法要求进行操作。试验应取两份，每份的质量为300g。接着对试样进行滴定。在进行水泥剂量确定时，以表2中第一种情况所确定的标准曲线作为标准。

⑵称取质量 3 0 0 0 g的混合料进行过筛，筛孔直径

4.75mm

。然后在从过筛之后的混合料中称取两份试样，每份