EDTA滴定法在测定基层水泥剂量实践中的应用

郝小娟

（陕西水利水电工程集团有限公司 陕西 渭南 714000）

1 概况

在实际工程中，快速测定水泥或石灰稳定土中水泥或石灰剂量的标准方法就是EDTA滴定法，此方法既可以准确绘制出石灰或水泥剂量与EDTA二钠耗量之间的标准曲线，又可以起到检查石灰稳定土拌和是否均匀的目的。

在东庄水利枢纽工程进场道路（右岸）Ⅱ标工程中，水泥、碎石、砂等材料的颗粒组成和塑性指数均要满足设计和规范要求。材料进场后分类有序地堆放在搅拌场内。水泥堆放在水泥仓库内，各材料堆放处挂标识牌进行标识。混合料严格按配合比，采用配有自动计量系统的强制式搅拌机进行集中拌和。在正式拌制混合料之前，先调试设备，进行试样，使混合料的颗粒组成和含水量都达到规定的要求；每次施工拌制时，根据集料和混合料含水量的大小，及时调整加水量。拌制后尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。

2 测定方法和原理

2.1 目的和试验过程

EDTA滴定法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定土中水泥和石灰的计量，并可用以检查拌合的均匀性。其中，用于稳定的土可以是细粒土，也可以是中粒土和粗粒土。本方法不受水泥和石灰稳定土龄期（7d以内）的影响。工地水泥和石灰稳定土含水量的少量变化（+2%），实际上不影响测定结果。用本方法进行一次计量测定，只需10min左右。

本方法也可用于水泥和石灰综合稳定土中结合料的计量。

本方法的化学原理是，先用10%的NH4Cl弱酸溶出水泥稳定材料中的Ca2+，再用EDTA二钠标准溶液夺取Ca2+，EDTA二钠标准溶液的消耗量与相应的水泥剂量之间存在近似线性的关系。

2.2 试剂配制

分别按照标准配置如下试剂：①EDTA二钠37.23g+蒸馏水1000mL；②蒸馏水=1∶9的比例配置10%的氯化铵（NH4Cl）溶液；③18g固体氢氧化钠+1000mL蒸馏水，搅拌均匀的氢氧化钠溶液待全部溶解且冷却后，加入2mL三乙醇胺搅拌；④钙红指示剂。

2.3 准备标准曲线

2.3.1 取样

取工地用石灰和土（风干后分别过20mm或25mm筛），用烘干法或酒精燃烧法测定其含水量。

2.3.2 混合料组成的计算

（1）公式：干料质量=湿料质量/（1+含水量）

（2）计算步骤：

①干混合料质量=300g/（1+最佳含水量）

②干土质量=干混合料质量/[1+石灰（或水泥）计量]

③干石灰（或水泥）质量=干混合料质量-干土质量

④湿土质量=干土质量×（1+土的风干含水量）

⑤湿石灰质量=干石灰×（1+石灰的风干含水量）

⑥石灰土中应加入的水=300g-湿土质量-湿石灰质量

表1 石灰剂量实验记录表（EDTA滴定法）

2.4 准备标准曲线

在试验中，对每个搪瓷杯中的试样分别进行试验，并记录各自EDTA二钠的耗量。以同一水泥或石灰剂量稳定材料EDTA二钠消耗量的平均值为纵坐标，以水泥或石灰剂量为横坐标绘图，两者的关系（如图1所示）是一条顺滑曲线。

本实验应该进行两次平行测定，取算术平均值（结果见表1），精确至0.1mL，允许重复性误差不大于均值的5%，否则，应该重新进行试验。

试验报告应该包括以下内容：混合料名称，试验方法名称，实验次数n，试验结果极小值、极大值和平均值，试验结果标准差S，试验结果偏差系数（或变异系数）Cv。

2.5 注意事项

（1）每个样品搅拌的时间、速度和方式应力求相同，以增加实验的精度。如水泥（或石灰）土混合料中的土是细粒土，也可以用三角瓶代替搪瓷杯，手握三角瓶（瓶口向上）用力震荡3min（每分钟120次±5次），以代替搅拌棒搅拌。

（2）做标准曲线时，如工地实用水泥剂量较大，素集料和低剂量水泥的试样可以不做，而直接用较高的剂量做实验，但应有两种剂量大于实用剂量，以及两种剂量小于实用剂量。

（3）配置的氯化铵溶液最好当天用完，不要放置太久，以免影响实验的精度。

3 影响EDTA滴定法测定石灰稳定土中石灰剂量的因素

3.1 石灰品质引起测定误差

按照其有效成分（有效氧化钙和氧化镁）的含量，可以将石灰分成一等、二等、三等和等外灰四级。

在东庄水利枢纽工程进场道路（右岸）Ⅱ标工程石灰稳定土施工中，采用了三等以上石灰进行拌制，因为等外灰中有效氧化钙和氧化镁含量过低，故其试件所形成的无侧限抗压强度很难符合质量要求。

3.2 实际使用石灰与标准曲线所用石灰不同引起

这一类误差是引起石灰剂量测定误差中最严重的误差之一。如图2所示，即便是同厂生产的不同等级的石灰按照相同剂量配置的石灰土试样，所耗费的EDTA二钠数量也差别很大。

如果标准曲线采用二等石灰拌制的石灰，而此次项目中实际采用三等石灰拌制的石灰，同时以标准曲线的结果去指导拌和站的生产活动，则必然导致石灰剂量的减少，进而影响石灰土无侧限抗压强度。

3.3 含水量引起

在准备标准曲线试样的过程中，如果土和石灰的风干含水量测定误差超过2%，且混合料总质量不变时，会导致石灰土中所加水的质量很难把握，会直接影响滴定结果的准确性，所以在确定含水量时，必须核对准确。

在此次检测中，拌和系统为专业水泥稳定碎石拌合楼。水泥稳定碎石基层铺筑厚度20cm。设计图纸主要技术指标：水泥稳定碎石设计水泥计量为5%，强度等级42.5，初凝时间4小时以上，终凝时间6小时以上，原材为4级配，最大粒径＜31.5mm，水泥稳定碎石7天浸水强度＞4MPa，压实度≥98%。

3.4 操作引起

在上述实验的操作规范和注意事项中提到，每个样品的搅拌时间、速度和方式应该尽量保持相同，否则会影响实验的精确度和所绘制的标准曲线的准确性。除此之外，其他各个方面都应该严格按照操作规范的要求进行，否则会引起较大的误差。

表2 石灰等级划分

表3 通过重型击实试验，得到不同石灰剂量的最大干密度

图2 标准曲线对比图

4 结论

在本项目施工中，对于石灰土石灰剂量设计配比的确定，是先按照经验配比制成试件，经过反复无侧限抗压强度试验，测定出符合设计强度要求的石灰剂量的保守值，以此作为实际剂量进而绘制该石灰剂量的标准曲线。一般情况下，只要石灰质量不低于规范所规定的石灰的最低要求，而且石灰剂量值不超过允许的误差范围，生产出的石灰稳定土的无限侧抗压强度完全可以达到设计要求。陕西水利

[1]李凯歌.影响EDTA滴定法测定石灰剂量的因素分析［J］.公路与汽运.总第110期.

[2]张海彬.EDTA滴定法测定石灰土的灰剂量［J］.中国科技信息.2005年第10期.