1.目的和适用范围
本试验方法适用于测定新拌石灰土中石灰的剂量。
2.仪器设备
(1)钙离子选择性电极(PVC 薄膜):1 支。(2)饱和甘汞电极:232(或 330)型,1 支。
(3)直读式测钙仪:1 台。
(4)电子天平:量程不小于 1 500 g、感量 0.01 g;分析天平:量程不小于 50 g、感量0.000 1 g,各 1 台。
(5)量筒:1 000 mL、200 mL、50 mL,各 1 只。
(6)具塞三角瓶:1 000 mL,10 个(或搪瓷杯 10 个);500 mL,4 个。
(7)大口聚乙烯桶:5 L,4 个。
(8)烧杯:2 000 mL,1 个;300 mL,10 个;50 mL,15 个。
(9)容量瓶:1 000 mL,1 个。
(10)塑料瓶:10 L,2 个;1 000 mL,3 个;250 mL,2 个。
(11)搅拌子:20 只。
(12)大肚移液管:100 mL,1 支。
(13)干燥器:1 个。
(14)表面皿:φ 90 mm,10 个;φ 50 mm,15 个。
(15)计时器:1 只。
(16)电炉、石棉网:各 1 个。
(17)洗瓶:500 mL,1 个。
3.制备溶液
(1)10% 氯化铵溶液:将 100 g 氯化铵放入大烧杯中,加蒸馏水 900 mL,搅拌均匀后,存放于塑料桶内保存。
将分析纯碳酸钙(CaCO3)在 180 °C 烘箱中烘 2 h 后,取出放入干燥器内冷却 45 min。用分析天平准确称取已冷却的碳酸钙 10.009 g 放入 300 mL 烧杯中。用少许蒸馏水润湿后,从杯口用吸水管沿杯壁逐滴滴入 1∶5 稀盐酸(18 mL 盐酸加 90 mL 蒸馏水)并轻摇杯子,使碳酸钙全部溶解。然后用洗瓶吹洗杯壁,移至电炉上加热至微沸并保持微沸 5 min,以驱除二氧化碳。冷却后转移至 1 000 mL 容量瓶中,用蒸馏水多次沿杯壁冲洗烧杯,将冲洗的水一并倒入容量瓶中。当蒸馏水加到约 950 mL 左右时,再用 20% 氢氧化钠调至中性,使 pH值为 7。最后用蒸馏水稀释至刻度,反复摇匀,静置后倒入 1 000 mL 塑料瓶中备用。
(3)10-2mol/m3氯化钙标准溶液:用大肚移液管吸取 10-1mol/m3氯化钙标准溶液
100 mL 放入 1 000 mL 容量瓶中,加蒸馏水稀释到刻度后,充分摇匀,转入 1 000 mL 塑料瓶中备用。
(4)10-3mol/m3氯化钙标准溶液:用大肚移液管吸取 10-2mol/m3氯化钙标准溶液
100 mL 放入 1 000 mL 容量瓶中,加蒸馏水稀释到刻度,充分摇匀,转入 1 000 mL 塑料瓶中备用。
(5)氯化钾饱和溶液:用感量为 0.01 g 的电子天平称分析纯氯化钾(KCl)70 g,放入300 mL 烧杯中,用量筒取 200 mL 蒸馏水倒入烧杯内,用玻璃棒充分搅动,溶液中应留有结晶(溶液呈过饱和状态),移入塑料瓶中备用。
(6)20% 氢氧化钠溶液:用感量 0.01 g 的电子天平迅速称取 40 g 分析纯氢氧化钠(NaOH)放入 300 mL 烧杯中,加入 160 mL 新煮沸并已冷却的蒸馏水。用玻璃棒充分搅匀后,转入塑料瓶中备用(若用玻璃瓶装,瓶塞应改用橡皮塞,避免因久放瓶塞打不开)。
4.准备仪器和电极
(1)钙电极:在测定的前一天,应将内参比电极从套管中取出,向管中滴入 10-1mol/m3氯化钙标准溶液 15 滴左右。再将内参比电极装回管内。在每天进行测定之前,将钙电极有薄膜的一端放在 10-2mol/m3氯化钙标准溶液中浸泡 2 h,使电极活化。使用前取出电极,用水冲洗并以软纸吸干电极上的水分。(www.xing528.com)
(2)甘汞电极:检查内液面是否与上部加液口平齐,若内液面低时,拔去加液口橡皮帽并用滴管添加氯化钾饱和溶液。测定时拔去上端加液口橡皮帽和下端橡皮帽。用水冲洗并以软纸吸干水分。
(3)仪器:在测定前接通测钙仪电源,使仪器预热 20 min。
5.准备石灰土标准剂量浸提液
(1)测定土和石灰的风干含水量。
(2)确定石灰土的最佳含水量。
(3)计算 6%、14% 石灰土中石灰、土和水的质量。
(4)石灰土标准剂量浸提液的制备:
用准备好的土和石灰配制 6%、14%①的石灰土标准剂量浸提液供标定仪器用。用电子天平按本条(3)中计算得的量分别称取准备好的土样和石灰,制备以上两种剂量的石灰稳定材料,石灰稳定细粒土各制备 300 g 湿混合料,分别放入 1 000 mL 具塞三角瓶(或搪瓷杯)中,混匀。再用量筒加入 10% 氯化铵溶液 600 mL。盖紧塞子用手振荡(或用搅拌棒搅拌)3 min,保持每分钟(120±5)次,对石灰稳定中、粗粒土各制备 1 000 g 湿混合料,分别放入 5 L聚乙烯桶中,混匀。再用量筒加入 10% 氯化铵溶液 2 000 mL,用搅拌棒搅拌 5 min。
以上溶液静置 10 min 后,将上部清液用移液管转移到干燥、洁净的 500 mL 具塞三角瓶中,摇匀,瓶外加贴标签,供以后标定仪器时用。
当石灰品种、土质和水质相同时,制备的 6%、14% 石灰土标准剂量浸提液可供连续标定 10 d 之用。
注①:可以根据设计剂量选择石灰土标准溶液量的上限,如果剂量高时,标定所用剂量的上限可以是 16% 或 18%。此时,标定仪器过程中调节旋钮Ⅱ应使其显示 16.0 或 18.0 等。
6.标定仪器
(1)将上述制备好的标准液分别倒出25~30 mL于干燥、洁净的 50 mL 烧杯中,各加入一只搅拌子。先将 6% 标准液放在直读式测钙仪上,待仪器开始搅拌后放入钙电极和甘汞电极,停止搅拌后,调整校正I 旋钮,使之显示6.0;采样读数结束。将电极提起,取下6%标准液,用水冲洗电极并用软纸吸干电极上的水。
(2)再将装有 14% 标准液的烧杯放在直读式测钙仪上,开始搅拌后,放入钙电极和甘汞电极。停止搅拌后,调整校正Ⅱ旋钮,使之显示14.0。
(3)如此重复2~3 次。每次用 6% 和 14% 标准液校正均能显示6.0和14.0时,仪器标定即完毕。
7.试验步骤
(1)从施工现场同一位置取具有代表性的石灰稳定中、粗粒土约为 3 000 g,石灰稳定细粒土约为 1 000 g,经进一步拌匀之后备用。
(2)用感量 0.01 g 的电子天平称取两份石灰稳定细粒土试样各 300 g,并分别放入两个1 000 mL 具塞三角瓶中,每个三角瓶中加 10% 氯化铵溶液 600 mL。盖紧塞子用手振荡(或用不锈钢棒搅拌)2 min,保持每分钟(120±5)次。用感量 0.01 g 的电子天平称取两份石灰稳定中、粗粒土试样各 1 000 g,并分别放入 5 L 聚乙烯桶中,加 10% 氯化铵溶液 2 000 mL,用搅拌棒搅拌 5 min。
(3)以上溶液静置静止 10 min 后,将 25~30 mL 待测液倒入干燥、洁净的 50 mL 烧杯中。加入一只搅拌子并放在直读式测钙仪上,仪器开始搅拌后,放入钙电极和甘汞电极,待停止搅拌后,仪器显示的数值即为该样品的石灰剂量。
8.结果整理
(1)试验结果精确至0.1%。
(2)本试验应进行两次平行测定,取两次测试结果的平均值。
9.注意事项
(1)在计算 6% 和 14% 混合料的组成时,应使混合科的最佳含水量与施工碾压时的最佳含水量相近。
(2)若土、石灰或水质有变化时,必须重新配置 6% 和 14%(或 16%、18%)石灰土标准剂量浸提液,并用它标定仪器。
(3)制备每个样品的浸提液时,搅拌的时间、速度和方式应力求相同。配制的氯化铵溶液当天用完,不宜放置过久。
(4)所用器具必须用水冲洗干净。
(5)每测完一个样品应用蒸馏水或自来水冲洗电极,并用软纸吸干后再测下一个样品。
(6)若进行全天测试,午间休息时可将钙电极薄膜端浸泡在 10-3mol/m3氯化钙标准溶液中,下午测定前不必进行活化。下午测定结束后应用水冲洗电极,并用软纸将水吸干,套上橡皮帽,然后挂起干放保存,次日用前再进行活化。
(7)在连续使用时,钙电极的内参比液应每周更换一次,以保证试验的稳定性。
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