论文部分内容阅读
摘要：水泥含碱量影响因素分析中，实验室用水常为人所忽略，而由于对实验室用水缺乏明确等级要求，最终得出的水泥含碱量测定结果也较不稳定，很大程度上影响了水泥产品质量的评判工作。本文对某水利工程中水泥产品进行不同等级实验室用水的配制对比实验，通过检测配制好的水泥碱含量，对不同等级实验室用水在水泥配制中的适用性进行分析，以为水泥的配制与使用提供更有效的数据。
關键词：水泥;碱含量;水;影响
前言：
水泥中含碱量在很大程度上影响着水泥的质量，如果水泥含碱量过高，骨料中含有的活性氧化硅就会与多余的碱发生反应生成硅酸盐，从而引起混合土局部的不均匀膨胀，致使混凝土表面开裂[1]。当前我国相关行业对配置水泥的用水级别并无明确的要求，导致同一组水泥也会因为用水的不同而在品质方面表现得参差不齐[2]。为转变这一局面，使混凝土使用性能及其结构的安全性，相关领域研究学者应对其含碱量的影响因素进行分析，以得到对应的数据，便于开展优质水泥配比。
一、试验室用水概述
在实验室中，水又分作常用饮用水和不同纯度的水，其中不同纯度的水还可划分三个不同等级，即一级（UP）、二级水（DI）和三级水（ER），一级水主要用于要求相对严格的分析实验当中，比如高效液相色谱中的分析用水或对颗粒有详细要求的实验;二级水一般用于无机很亮的分析实验，例如原子吸收光谱的分析用水[3];三级水在一般化学分析实验中有着较大比例的应用。三级水用蒸馏方法或离子交换的方式即可制取，二级水在三级水的基础上增加蒸馏的次数也能获得，而一级水要在二级水的基础上采用石英蒸馏设备或离子交换方式混合处理，再用0.2pm的微孔过滤膜过滤方能得到[4]。
二、水泥含碱量的对比试验
实验将某水利工程中同一批次的水泥产品作为实验对象，保证其他条件相同，按照国家标准方法将不同实验室等级用水分别调入其中，制成同样的试剂对水泥中的碱含量进行检测和对比，得到对应结果，判断不同等级实验室用水对水泥碱含量的影响。
实验参照国家标准为GB/T6682-2008，水泥划分实验室用水规格标准参照表1。
1.检测溶液配制与使用
根据不同级别实验室用水水质情况配备检测所需溶液及药品，药品制作过程如下：氯化钾、氯化钠（基准试剂）经过105-110℃温度烘2h，取1.582的9g氯化钾和1.885的9g氯化钠放入烧杯，加水稀释后移到1000ml容量瓶中，再用水稀释到规定刻度，摇匀，后储存在塑料瓶当中，确保溶液每毫升都具有1mg氧化钾和氧化钠。
溶液配制好后分别吸取不同量溶液（0ml、2.5ml、5ml、10ml、15ml、20ml）分别放入500ml的容量瓶中，用水稀释直到符合刻度要求，摇匀，储存在塑料瓶当中，采用火焰光度计，将其调至最佳工作状态，根据仪器的应用标准流程对结果进行检测，测出结果作为氧化钾与氧化钠的含量函数，制作对应的函数曲线，如图1、图2。
2.水泥含碱量测试
选取统一批次（规格标准一致）的水泥与硅酸盐水泥各3组，氢氟酸+硫酸混合蒸发处理水泥去硅，热水浸取残渣，碳酸铵分离滤液中的铁、钙、镁、铝，滤液中的钾和钠则由火焰光度计来检测[5]。
三组水泥样称取0.2g（精确度控制在0.0001g，标记质量m29），在铂皿中加水润湿，先后放入5-7ml氢氟酸与15-20滴的硫酸（1+1），电热板低温加热，加热至快干时轻摇晃溶液，避免让其溅出。氢氟酸在高温中逐渐驱尽，三氧化硫冒白烟后可将铂皿取下冷却，再加入40-50ml的热水，加水中可用胶头棒碾碎其中残渣，使其分散，加入一滴甲基红指标溶液，再加氨水（1+1）将甲基红指标溶液中和成黄色，加10ml碳酸铵搅拌，加热令溶液至微沸状态20-30min，再用滤纸过滤，热水洗涤铂皿，伴胶头棒擦洗，将滤液与洗液倒入100ml瓶中冷却，直至温度将为室温。盐酸（1+1）中和溶液呈微红色，水稀释溶液至刻度后摇匀。火焰光度计测量求出氧化钾与氧化钠的含量（标记质量m30、m31）。
3.计算与结果
其中WK2O、WNa2O分别为氧化钾分数（%）和氧化钠分数（%）;m29、m30、m31分别是试样的计量（mg）、空白试验值之外100ml测定溶液中氧化钾的含量（mg）空白试验值之外100ml测定溶液中氧化钠的含量（mg）。水泥中碱含量可按照（0.658K2O+Na2O）计算，结果如表2所示。
三、分析与讨论
从实验结果（表2）可知，一级水配置的试剂与药品对水泥含碱量的很小，基本没有，测定结果符合总碱量小于0.6%的要求，二级水配置的实际及药品对水泥含碱量有一定影响，但总体来看，影响不很大，测定结果能偶控制在标准范围之内，三级水配置的实际与药品对水泥含碱量的影响较大，测定结果已经超出标准范围。有这一结果不难看出三级水（蒸馏、离子交换处理处理程度较轻微）对水泥中碱含量有着较大的影响，而一级水（杂质处理较彻底）对水泥中碱含量影响最小，说明不同等级用水的确能对水泥碱含量产生不同的影响，而水泥的配置也应根据使用需求严格选择不同等级用水。
结语：
根据GB/T176-2017规定的水泥含碱量实验中的要求对不同用水条件下水泥含碱量做出测试，发现不同等级用水对水泥含碱量有着不同的影响，即采取不同等级用水，水泥产品的质量发挥会呈现明显差距。因此相关人员在配制水泥时需要根据施工要求选择适宜等级的用水，以免后期水泥发生开裂。
参考文献：
[1]黄小兵，吴俣萍，陈树亮.火焰光度法在水泥碱含量测定中的应用[J].广西水利水电，2020，{4}（02）：30-33.
[2]孔玉芬，胡家斌.水泥中碱含量测定的准确性策略探讨[J].建材与装饰，2018，{4}（20）：57.
[3]杨勇，张玉东，高宽，汤彦明，宋立元.实验室不同等级用水对水泥中碱含量的影响[J].东北水利水电，2019，37（04）：62-63.
[4]周学进，郑克仁，周瑾.不同有效碱含量下纳米氧化铝对水泥石固、液相组成的影响[J].硅酸盐学报，2018，46（02）：193-205.
[5]张会平，孙飞龙.水泥碱含量试验影响分析[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（07）：77-78.
關键词：水泥;碱含量;水;影响
前言：
水泥中含碱量在很大程度上影响着水泥的质量，如果水泥含碱量过高，骨料中含有的活性氧化硅就会与多余的碱发生反应生成硅酸盐，从而引起混合土局部的不均匀膨胀，致使混凝土表面开裂[1]。当前我国相关行业对配置水泥的用水级别并无明确的要求，导致同一组水泥也会因为用水的不同而在品质方面表现得参差不齐[2]。为转变这一局面，使混凝土使用性能及其结构的安全性，相关领域研究学者应对其含碱量的影响因素进行分析，以得到对应的数据，便于开展优质水泥配比。
一、试验室用水概述
在实验室中，水又分作常用饮用水和不同纯度的水，其中不同纯度的水还可划分三个不同等级，即一级（UP）、二级水（DI）和三级水（ER），一级水主要用于要求相对严格的分析实验当中，比如高效液相色谱中的分析用水或对颗粒有详细要求的实验;二级水一般用于无机很亮的分析实验，例如原子吸收光谱的分析用水[3];三级水在一般化学分析实验中有着较大比例的应用。三级水用蒸馏方法或离子交换的方式即可制取，二级水在三级水的基础上增加蒸馏的次数也能获得，而一级水要在二级水的基础上采用石英蒸馏设备或离子交换方式混合处理，再用0.2pm的微孔过滤膜过滤方能得到[4]。
二、水泥含碱量的对比试验
实验将某水利工程中同一批次的水泥产品作为实验对象，保证其他条件相同，按照国家标准方法将不同实验室等级用水分别调入其中，制成同样的试剂对水泥中的碱含量进行检测和对比，得到对应结果，判断不同等级实验室用水对水泥碱含量的影响。
实验参照国家标准为GB/T6682-2008，水泥划分实验室用水规格标准参照表1。
1.检测溶液配制与使用
根据不同级别实验室用水水质情况配备检测所需溶液及药品，药品制作过程如下：氯化钾、氯化钠（基准试剂）经过105-110℃温度烘2h，取1.582的9g氯化钾和1.885的9g氯化钠放入烧杯，加水稀释后移到1000ml容量瓶中，再用水稀释到规定刻度，摇匀，后储存在塑料瓶当中，确保溶液每毫升都具有1mg氧化钾和氧化钠。
溶液配制好后分别吸取不同量溶液（0ml、2.5ml、5ml、10ml、15ml、20ml）分别放入500ml的容量瓶中，用水稀释直到符合刻度要求，摇匀，储存在塑料瓶当中，采用火焰光度计，将其调至最佳工作状态，根据仪器的应用标准流程对结果进行检测，测出结果作为氧化钾与氧化钠的含量函数，制作对应的函数曲线，如图1、图2。
2.水泥含碱量测试
选取统一批次（规格标准一致）的水泥与硅酸盐水泥各3组，氢氟酸+硫酸混合蒸发处理水泥去硅，热水浸取残渣，碳酸铵分离滤液中的铁、钙、镁、铝，滤液中的钾和钠则由火焰光度计来检测[5]。
三组水泥样称取0.2g（精确度控制在0.0001g，标记质量m29），在铂皿中加水润湿，先后放入5-7ml氢氟酸与15-20滴的硫酸（1+1），电热板低温加热，加热至快干时轻摇晃溶液，避免让其溅出。氢氟酸在高温中逐渐驱尽，三氧化硫冒白烟后可将铂皿取下冷却，再加入40-50ml的热水，加水中可用胶头棒碾碎其中残渣，使其分散，加入一滴甲基红指标溶液，再加氨水（1+1）将甲基红指标溶液中和成黄色，加10ml碳酸铵搅拌，加热令溶液至微沸状态20-30min，再用滤纸过滤，热水洗涤铂皿，伴胶头棒擦洗，将滤液与洗液倒入100ml瓶中冷却，直至温度将为室温。盐酸（1+1）中和溶液呈微红色，水稀释溶液至刻度后摇匀。火焰光度计测量求出氧化钾与氧化钠的含量（标记质量m30、m31）。
3.计算与结果
其中WK2O、WNa2O分别为氧化钾分数（%）和氧化钠分数（%）;m29、m30、m31分别是试样的计量（mg）、空白试验值之外100ml测定溶液中氧化钾的含量（mg）空白试验值之外100ml测定溶液中氧化钠的含量（mg）。水泥中碱含量可按照（0.658K2O+Na2O）计算，结果如表2所示。
三、分析与讨论
从实验结果（表2）可知，一级水配置的试剂与药品对水泥含碱量的很小，基本没有，测定结果符合总碱量小于0.6%的要求，二级水配置的实际及药品对水泥含碱量有一定影响，但总体来看，影响不很大，测定结果能偶控制在标准范围之内，三级水配置的实际与药品对水泥含碱量的影响较大，测定结果已经超出标准范围。有这一结果不难看出三级水（蒸馏、离子交换处理处理程度较轻微）对水泥中碱含量有着较大的影响，而一级水（杂质处理较彻底）对水泥中碱含量影响最小，说明不同等级用水的确能对水泥碱含量产生不同的影响，而水泥的配置也应根据使用需求严格选择不同等级用水。
结语：
根据GB/T176-2017规定的水泥含碱量实验中的要求对不同用水条件下水泥含碱量做出测试，发现不同等级用水对水泥含碱量有着不同的影响，即采取不同等级用水，水泥产品的质量发挥会呈现明显差距。因此相关人员在配制水泥时需要根据施工要求选择适宜等级的用水，以免后期水泥发生开裂。
参考文献：
[1]黄小兵，吴俣萍，陈树亮.火焰光度法在水泥碱含量测定中的应用[J].广西水利水电，2020，{4}（02）：30-33.
[2]孔玉芬，胡家斌.水泥中碱含量测定的准确性策略探讨[J].建材与装饰，2018，{4}（20）：57.
[3]杨勇，张玉东，高宽，汤彦明，宋立元.实验室不同等级用水对水泥中碱含量的影响[J].东北水利水电，2019，37（04）：62-63.
[4]周学进，郑克仁，周瑾.不同有效碱含量下纳米氧化铝对水泥石固、液相组成的影响[J].硅酸盐学报，2018，46（02）：193-205.
[5]张会平，孙飞龙.水泥碱含量试验影响分析[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（07）：77-78.