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JTG E51-2009（T 0809-2009）1、目的和适用范围（1）本实验方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剂量，并可用以检查拌和的均匀性。
用于稳定土可以是细粒土，也可以是中粒土和粗粒土。
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。
用本方法进行一次剂量测定，只需10min左右。
（2）本方法也可以用来测定水泥和石灰稳定土中结合料的剂量。
3. 试剂（1）0.1mol/L乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA二钠）标准液；准确称取EDTA二钠（分析纯）37.226g，用微热的无二氧化蒸馏水溶解，待全部溶解并冷却至室温，定容至1000mL。
（2）10%氯化铵溶液：将500g氯化铵（分析纯或化学纯）放在10L聚乙烯桶内，加蒸馏水4500mL,充分振荡，使氯化铵完全溶解。
也可以分批在1000mL的烧杯内配制，然后倒入塑料桶内摇匀。
（3）1.8%氢氧化钠（内含三乙醇胺）溶液：用100g托盘天平称取18g氢氧化钠（分析纯），放入洁净干燥的1000mL烧杯中，加入1000mL蒸馏水使其全部溶解，待溶解冷却至室温后，置入2mL三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。
（4）钙红指示剂：将0.2g钙试剂羟（qiang)酸钠(分子式C21H13O7N2SNa ).与20g预先在105℃烘箱中烘1h的硫酸钾混合，一起放入瓷研钵中，研成极细粉末，储于棕色广口瓶中，以防吸水变潮。
4.准备标准曲线（1）取样：取工地用石灰和集料，风干后分别过2.0mm或2.5mm筛，用烘干法或酒精燃烧法测其含水量（如为水泥可假定其含水量为0%）。
（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）剂量]③干石灰（或水泥）质量=干混合料-干土质量④湿土质量=干土质量X（1+土的风干含水量）⑤湿石灰质量=干石灰X（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(3)准备5种试样，每种2个样品（以水泥集料为例）如下：第一种：称2份300g集料（如为细粒土，则每份的质量可以减为100g）分别放在2个搪瓷杯内，集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。
水泥或石灰稳定材料中水泥剂量测定步骤（EDTA滴定法）1、适用范围：①本方法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定材料中水泥和石灰的剂量，并可用于检查现场拌和和摊铺的均匀性。
②本方法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定。
③本方法也可以用来测定水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量。
2、检测频率：水泥或石灰剂量检测每2000m2检测一次3、试剂配制：①乙二胺四乙酸二钠标准溶液：准确称取EDTA二钠分析纯37.23g，用40~50℃无二氧化碳蒸馏水溶解，全部溶解和冷却至室温后，定容至1000ml。
②10%氯化铵溶液：称取500g氯化铵（分析纯或化学纯），用4500ml 蒸馏水充分振荡，使氯化铵完全溶解，装入聚乙烯桶内。
③1.8%氢氧化钠（含三乙醇胺）溶液：称取18g氢氧化钠分析纯，放入1000ml烧杯中，加1000ml蒸馏水使其全部溶解并冷却至室温后，加入2ml三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。
④钙红指示剂：将0.2g羧酸钠与20g预先在105℃烘箱中烘1h的硫酸钾混合，炎魔成极细粉末，储于棕色广口瓶中。
4、试验步骤：①选取代表性的无机结合料稳定材料，对稳定中、粗粒土取样约3000g，对于稳定细粒土取样约1000g。
②对水泥或石灰稳定细粒土，称取300g（精确至0.01g）放入搪瓷盘中，用搅拌棒将结块搅散，加入10%氯化铵600ml，搅拌3min（每分钟110~120次）；对于稳定中、粗粒土，取料1000g左右（精确至0.01g），放入10%氯化铵2000ml，搅拌5min，（如用1000ml具塞三角瓶，则手握三角瓶瓶口向上用力震荡3min（每分钟120±5次），以代替搅拌棒搅拌；放置10min①，然后将上部清液转移到300ml烧杯中，搅匀，加盖表面皿待测。
（注①：入10min后得到的是浑浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到无明显悬浮颗粒为止，记录所需时间，以后所有该种水泥或石灰稳定材料的试验，均应以同一时间为准）③用移液管吸取上层（液面上1~2mm）悬浮液10.0ml放入200ml的三角瓶内，用量管量取1.8%氢氧化钠（含三乙醇胺）溶液，50ml倒入三角瓶内，此刻溶液pH值为12.5~13.0，然后加入钙红指示剂质量约0.2g，摇匀，溶液呈玫瑰红色，记录滴定管EDTA二钠标准溶液的体积V1，然后开始滴定，边滴定边摇匀，仔细观察溶液颜色，变为紫色时，放慢滴定速度，并摇匀，直到变为纯蓝色为止，记录滴定管EDTA溶液体积V2（以ml计，读至0.1ml）。
浅谈水泥稳定材料中水泥剂量测定方法（EDTA滴定法）的影响因素摘要：本文通过试验不同的操作手法及样品的不同用量、不同时间和10%氯化铵配置时间对水泥稳定材料中水泥剂量测定结果的影响关键词：滴定速度、摇匀力度、放置时间、样品用量一、前言水泥稳定材料是以水泥为结合料，通过加水与被稳定材料共同拌合形成的混合料，而水泥稳定材料中水泥剂量测定方法（EDTA滴定法）的化学原理是：先用10%的氯化铵溶液溶出水泥稳定材料中的钙离子，然后用EDTA二钠标准溶液夺取钙离子。
主要试验过程是用两倍试样重量的10%氯化铵溶液浸泡试样，搅拌之后放置，转移上部清液后取上层清液10.0mL放入三角瓶内，取50mL1.8%氢氧化钠溶液倒入三角瓶内，测试溶液PH值是否在12.5~13.0之间。
加入约0.2g的钙红指示剂，摇匀，液体成玫瑰红色。
滴定时边滴定边摇匀，并仔细观察溶液的颜色。
在溶液颜色变为紫色时，放慢速度滴定，并摇匀。
直到纯蓝色为终点。
EDTA滴定法主要适用于在水泥终凝之前对水泥稳定材料中水泥含量的测定。
是一种快速测定水泥和石灰稳定材料中水泥和石灰剂量的方法，在工地中非常实用。
本文针对不同的操作手法以及对不同取样量、放置不同时间的混合材料和10%氯化铵配置时间进行分析。
二、原材料1、水泥稳定材料配比：具体原材料种类及水泥稳定材料配合比掺量见表1从表3可以看出轻微摇匀时，由于力度较小，滴落下来的EDTA不能完全与三角瓶内的液体融合，会出现局部变色的情况，不利于观察到真正变色的时刻。
数据有偏差。
而稍用力摇匀时，力度适当，滴落的液体与瓶内的液体能充分融合，更好观察颜色的变化情况。
当采用较大力摇匀时，部分液体会晃到上部的三角瓶壁上，导致三角瓶底部真正与滴落的EDTA反映的液体变少，颜色变化较快。
3、在滴定速度与摇匀力度一定的情况下，根据水泥稳定材料掺配后放置的不同时间进行试验：刚刚掺配完（即0小时）、掺配后放置2小时、掺配后4小时、掺配后6小时、掺配后8小时、掺配后24小时、掺配后48小时、掺配后72小时。
水泥或石灰稳定材料中水泥剂量测定步骤（EDTA滴定法）1、适用范围：✍本方法适用于在工地快速测定水泥和石灰稳定材料中水泥和石灰的剂量，并可用于检查现场拌和和摊铺的均匀性。
✍本方法适用于在水泥终凝之前的水泥含量测定。
✍本方法也可以用来测定水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量。
2、检测频率：水泥或石灰剂量检测每2000m2检测一次3、试剂配制：✍乙二胺四乙酸二钠标准溶液：准确称取EDTA二钠分析纯37.23g，用40~50℃无二氧化碳蒸馏水溶解，全部溶解和冷却至室温后，定容至1000ml。
✍10%氯化铵溶液：称取500g氯化铵（分析纯或化学纯），用4500ml 蒸馏水充分振荡，使氯化铵完全溶解，装入聚乙烯桶内。
✍1.8%氢氧化钠（含三乙醇胺）溶液：称取18g氢氧化钠分析纯，放入1000ml烧杯中，加1000ml蒸馏水使其全部溶解并冷却至室温后，加入2ml三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。
✍钙红指示剂：将0.2g羧酸钠与20g预先在105℃烘箱中烘1h的硫酸钾混合，炎魔成极细粉末，储于棕色广口瓶中。
4、试验步骤：✍选取代表性的无机结合料稳定材料，对稳定中、粗粒土取样约3000g，对于稳定细粒土取样约1000g。
✍对水泥或石灰稳定细粒土，称取300g（精确至0.01g）放入搪瓷盘中，用搅拌棒将结块搅散，加入10%氯化铵600ml，搅拌3min（每分钟110~120次）；对于稳定中、粗粒土，取料1000g左右（精确至0.01g），放入10%氯化铵2000ml，搅拌5min，（如用1000ml具塞三角瓶，则手握三角瓶瓶口向上用力震荡3min（每分钟120±5次），以代替搅拌棒搅拌；放置10min✍，然后将上部清液转移到300ml烧杯中，搅匀，加盖表面皿待测。
（注✍：入10min后得到的是浑浊悬浮液，则应增加放置沉淀时间，直到无明显悬浮颗粒为止，记录所需时间，以后所有该种水泥或石灰稳定材料的试验，均应以同一时间为准）✍用移液管吸取上层（液面上1~2mm）悬浮液10.0ml放入200ml的三角瓶内，用量管量取1.8%氢氧化钠（含三乙醇胺）溶液，50ml倒入三角瓶内，此刻溶液pH值为12.5~13.0，然后加入钙红指示剂质量约0.2g，摇匀，溶液呈玫瑰红色，记录滴定管EDTA二钠标准溶液的体积V1，然后开始滴定，边滴定边摇匀，仔细观察溶液颜色，变为紫色时，放慢滴定速度，并摇匀，直到变为纯蓝色为止，记录滴定管EDTA溶液体积V2（以ml计，读至0.1ml）。
JTG E51-2009（T 0809-2009）1、目的和适用范围（1）本实验方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剂量，并可用以检查拌和的均匀性。
用于稳定土可以是细粒土，也可以是中粒土和粗粒土。
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。
用本方法进行一次剂量测定，只需10mi n左右。
（2）本方法也可以用来测定水泥和石灰稳定土中结合料的剂量。
3. 试剂（1）0.1mol/L乙二胺四乙酸二钠（简称EDTA二钠）标准液；准确称取ED TA二钠（分析纯）37.226g，用微热的无二氧化蒸馏水溶解，待全部溶解并冷却至室温，定容至1000mL。
（2）10%氯化铵溶液：将500g氯化铵（分析纯或化学纯）放在10L聚乙烯桶内，加蒸馏水4500mL,充分振荡，使氯化铵完全溶解。
也可以分批在1000m L的烧杯内配制，然后倒入塑料桶内摇匀。
（3）1.8%氢氧化钠（内含三乙醇胺）溶液：用100g托盘天平称取18g氢氧化钠（分析纯），放入洁净干燥的1000mL烧杯中，加入1000mL蒸馏水使其全部溶解，待溶解冷却至室温后，置入2mL三乙醇胺（分析纯），搅拌均匀后储于塑料桶中。
（4）钙红指示剂：将0.2g钙试剂羟（qiang)酸钠(分子式C21H13O7N2SNa).与20g预先在105℃烘箱中烘1h的硫酸钾混合，一起放入瓷研钵中，研成极细粉末，储于棕色广口瓶中，以防吸水变潮。
4.准备标准曲线（1）取样：取工地用石灰和集料，风干后分别过2.0mm或2.5mm筛，用烘干法或酒精燃烧法测其含水量（如为水泥可假定其含水量为0%）。
（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）剂量]③干石灰（或水泥）质量=干混合料-干土质量④湿土质量=干土质量X（1+土的风干含水量）⑤湿石灰质量=干石灰X（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(3)准备5种试样，每种2个样品（以水泥集料为例）如下：第一种：称2份300g集料（如为细粒土，则每份的质量可以减为100g）分别放在2个搪瓷杯内，集料的含水量应等于工地预期达到的最佳含水量。
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)61-0230-021 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。
第!!卷第!期!""#年#月西北水力发电$%&’()*%+(%’,-./0,-12’%/*/3,’435%./’6789!!:79!;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;<=>9!""#文章编号?@#A @B C A #D E !""#F "!B "@"!B "G水泥稳定砂砾水泥剂量测定E /2,)滴定法F正确操作方法的探讨王向利E 中国水电建设集团十五工程局有限公司一公司H 陕西咸阳A @!"""F摘要?本文对路面基层水泥稳定砂砾施工中水泥剂量测定方法E I J K L 滴定法F及存在问题进行了分析H 提出了统一的操作步骤H 对某些试验步骤作了补充M 关键词?水泥稳定砂砾N 水泥剂量正确测定N 方法N 探讨中图分类号?K 6C !文献标识码?O在某一级公路建设中H 由于水泥稳定砂砾E 以下同样适用于二灰砂砾P 综合稳定砂砾等无机结合料稳定粗集料F 剂量测定方法出现不一致H 致使某合同段A Q R 长基层无侧限强度达不到设计要求H 造成返工M 但究竟何种试验操作方法才是正确的S 公路界对此争议较大M 笔者结合自己多年来的工程实践和经验H 提出以下见解H 以供参考MT 水泥剂量测定的主要影响因素水泥稳定砂砾由三部分组成?水P 水泥P 砂砾M 水泥剂量测定的主要影响因素应是含水量及砂砾级配E 本文任何分析的前提条件是试验用仪器设备P 试剂和操作方法完全满足规程要求F M首先H 分析含水量对水泥剂量测定的影响M 在测定标准曲线时H 因为完全按最佳含水量配制混合料H 所以在施工时如混合料保持最佳含水量H 那么含水量对水泥剂量测定不影响H 但施工中含水量不可能控制在最佳含水量H 总有一定的偏差M 假使最佳含水量为#UH 控制在V @U H 设计水泥剂量W U H 取@@@9GX 混合料H 含水量为#U 时H 水泥质量为W X H 设含水量为W U H水泥质量为Y Z H 设含水量为A U 时H 水泥质量为[XH 则有下式?E @""\W F ]@9"#^E @""]_‘W \_F ]@9"W ^E @""][‘W \[F ]@9"A ^@@@9G 解得_^W 9"WX[^C 9a W X由上式可以看出设计水泥剂量W U H 如含水量控制最差时H 测定水泥剂量比实际水泥剂量相差"9"W UH 因此可据此判定含水量对水泥剂量测定影响不大H 可以忽略不计M其次H 分析砂砾级配对水泥剂量测定的影响M为了便于分析H 试验室做了以下两种情况水泥剂量标准曲线测定?E @F 过筛NE !F 过C 9A W RR 筛H从筛底取样M 试样制备?取W Q X 砂砾H 根据最佳含水量加水拌和H 闷料一天E 主要是集料经风干或烘干后H孔隙内没有水分H 加水拌和后H 水分不能迅速进入孔隙H 因此必须闷料@b H 才能保证水分充满孔隙F H加设定剂量水泥拌和均匀立即试验M 测定结果如表@M收稿日期?!""W B @@B "@作者简介?王向利E @a A @B F H 女H陕西泾阳人H 中国水电建设集团十五工程局有限公司一公司工程师M表!水泥剂量标准曲线测定表水泥剂量"#$%&’(耗量")*$不过筛"大颗粒多$不过筛"大颗粒少$过+,-.))筛/0,1!/,2+!/,1!1,!/3,!2!+,0/2,/0/!,.4!,/!3!1,14+,+注56不过筛7中+#剂量随机取了两份4338样本9目测一份大颗粒多9一份大颗粒少:其余剂量只随机取了一份4338样本;从表!可以看到9不过筛的!3#剂量的%&<’(耗量反而小于+#剂量的%&’(耗量:同样+#剂量9大颗粒少的样本大于大颗粒少的样本的%&’(耗量;这是什么原因呢=按照数理统计的原理9样本越大9其代表性越高;集料级配筛分试验9当集料最大粒径为4-,.))时9取样.>8:当集料最大粒径为!2))时9取样!>8:细料时9取样.338:二级公路基层集料最大粒径为.4))9应取样0>8;水泥剂量测定中混合料取样只有43389除去水和水泥的质量9集料只有/-38左右9样本不能真实反映其级配;一颗.4))的颗粒大约为!2389是/-38集料的23#;这么大的比例9多取少取一颗.4))颗粒甚至次一级尺寸的颗粒9都会使级配变化很大;集料级配变化必然导致比表面积变化9集料越粗9比表面积越小:集料越细9比表面积越大;在这里可以做一个科学假定"以下称表面黏附假定$5水泥稳定砂砾中水泥颗粒总是黏附在集料颗粒表面上9且集料单位表面积黏附的水泥颗粒一样多;基于表面黏附假定9就可以分析比表面积变化是怎样影响水泥剂量测定结果的;比表面积越小9黏附的水泥颗粒越少9%&’(耗量越少9测定的水泥剂量越小:反之9测定的水泥剂量越大;这就是同样+#剂量9大颗粒少的样本的%&’(耗量大于大颗粒多的样本的原因;水泥稳定砂砾剂量测定"不过筛$的样本太小9没有代表性9测定的数据变异太大9同样剂量的两个样本%&’(耗量这么大9如果现场检测9会出现一个样本检测合格9另一个样本检测不合格的现象:而且从图!可以看出标准曲线相关系为5不过筛"大颗粒少$其相关系为3,-.19不过筛"大颗粒多$其相关系为3,1419查表得出与显著性水平3,3.和自由度?@/相应系临界值A3,3.B3,0-09得3,-.1C3,0-093,141D3,0-09不过筛"大颗粒少$标准曲线相关性不显著9而不过筛"大颗粒多$标准曲线相关性也仅仅刚达到显著9如何解决标准曲线相关性不显著和现场检测变异大的问题呢=图!水泥剂量标准曲线水泥稳定砂砾里的砂砾集料必须符合规范级配要求9即使在二级公路及以下公路建设中9规范级配要求较宽泛9但某一料场的砂砾的天然组成是一致的或变化不大;我们知道最大粒径越小9具有代表性的样本量可以越小;如果将混合料通过某一细筛孔后取样测定水泥剂量9那么样本所含集料具有足够的代表性9完全能反映出某一料场砂砾某一细筛孔通过部分的实际级配9也就是说样本所含级料的比表面积不会因取样方法的差异而产生较大变化9只会产生微小的变化9对水泥剂量的测定结果影响甚微;当然9过细筛后样本集料比表面积会增加9黏附的水泥颗粒自然会增多9 %&’(耗量会增加9水泥剂量自然就变大;从表!可以看出+,-.))筛标准曲线各剂量%&’(耗量比不过筛的要多9因为同一单位质量细颗粒表面积要比粗颗粒表面积大得多9根据表面黏附假定9细颗粒所黏附水泥颗粒比粗颗粒多得多9况且部分粗颗粒黏附的水泥颗粒在摇筛的过程中脱落9过筛后在细颗粒范围内;如果现场检测也过+,-.))筛9操作过程以标准曲线操作过程为标准9所取4338样本黏附的水泥颗粒与标准曲线某一剂量样本一样多9测定值就会是这个剂量9也是混合料实际水泥剂量;只有测定标准曲线时过筛9现场检测时也过细筛9就能解决标准曲线相关性不显著和现场检测变异大的问题;43!第/期王向利水泥稳定砂砾水泥剂量测定"%&’(滴定法$正确操作方法的探讨综上所述!由于目前规定的样本太小!样本难以具有代表性!不能真实反映混合料各组成掺加比例"只有通过过筛的方法!才能使样本具有代表性!使混合料各组成的实际掺加比例得到真实反映!尤其是水泥剂量"#过细筛的筛孔尺寸的选择筛孔尺寸的选择应能使$%%&样本具有代表性!且易于通过"过’($)**+,(-.**筛后样本都能具有代表性!根据实践经验!’($)**筛孔由于拌和料湿润!容易堵塞!不易通过!因此!,(-.**是最佳的筛孔尺寸"标准曲线是为现场检测提供标准!现场检测时!采用样本量+取样方法+搅动时间+搅动速率等操作细节和是否过筛都应与测定标准曲线时一样!保持一致性!也就是要以标准曲线的操作方法为标准!这样标准曲线才能称其为标准"目前水泥稳定砂砾施工中水泥剂量测定经常会出现以下四种情况!下面予以分析"/01标准曲线时不过筛!现场检测时不过筛"两个过程保持了一致性!应该说大方面没有什么问题!但由于其在测定结果上变异较大!作为检测手段难以具有说服性"/’1标准曲线时不过筛!现场检测时过,(-.**筛"我们用图0不过筛/大颗粒多1+过,(-.**筛的两个标准曲线来分析!首先!标准曲线与现场检测没有一致性!标准曲线不能称为标准2其次!假使现场检测过,(-.**筛!测得3456耗量为0,(7*8!如果我们采用不过筛的标准曲线查得水泥剂量为.(.9!水泥剂量合格!要保证一致性的话!采用过,(-.**筛的标准曲线查得水泥剂量只有’(,9"这种情况测出的水泥剂量偏高!会导致把不合格的样品测定为合格"/$1标准曲线时过,(-.**筛!现场检测时不过筛"我们用图0不过筛/大颗粒多1+过%(-.**筛的两个标准曲线来分析!首先!标准曲线与现场检测没有一致性!标准曲线不能称为标准曲线2其次!假使现场检测不过筛测得3456耗量为0,(7*8!如果采用过,(-.**筛的标准曲线查得水泥剂量为’(,9!要保证一致性的话!采用未过筛法标准曲线查的水泥剂量为.(.9!这种情况测出的水泥剂量偏低!会导致把合格的样本定为不合格"/,1标准曲线时不过筛!现场检测时过筛"首先!两个过程保证一致性2其次!检测结果变异小!应是最佳的水泥稳定砂砾的测定步骤":结语目前!公路界水泥稳定砂砾水泥剂量测定的操作步骤各种各样!造成试验结果的严重误差和错误!进而影响工程质量和进度"为确保工程质量!总结水泥稳定砂砾水泥剂量测定的操作步骤如下;标准曲线时!必须取.<&砂砾!根据最佳含水量加水拌和!闷料0=!加设定剂量水泥拌和制备成试样!然后过,(-.**筛后取$%%&样本!测定其3456耗量!绘制标准曲线2现场检测时!过,(-.**筛后取$%%&样本!测定其3456耗量!根据标准曲线确定其水泥剂量"参考文献;>0?@5@%.7A ’%%%!公路工程集料试验规程>B ?(>’?@5@%.-A C ,!公路工程无机结合料稳定材料试验规程>B ?(>$?@5@%$,A ’%%%!公路路面基层施工技术规范>B?(D E F F G H I JK L M N O P K I M E LE Q JG K R O F M L S D G T G L I U E R K S G I E V I K W M P M X M L S Y F M IZ M I [\M I F K I M E L JG I [E ]^U \_‘6a b c d e f &A g d/a h (0.B d f h i j =k h3f &d f l l k d f &m n k l e no h (8p =!a h (04d q d r d h f !B i e e f s d c d e f j e f &!-0’%%%!o i d f e1_W R I F K H I ;5i l t k h u g l *r l s d r p l =d f*l e r n k d f &v l *l f p =h r e &l p hr p e u d g d w d f &&k d p x d p ip d p k e p d h f*l p i h =u j3456x l k l l s t h n f =l =y h k p i lr n k y e v l g e j l k h y k h e =u l =(m e r l =h fx i d v i !p i l n f d y h k *h t l k e p d h f e gt k h v l =n k l x e r t n p y h k x e k =!e f =p i l p l r p d f &t k h v l =n k l r x l k l k l v k n d p l =(z G {Z E F ]R ;o l *l f p y h l r p e u d g d w d f &&k d p 2p l r p d f &=h r e &lh y v l *l f p 2*l p i h =2=d r v n r r d h f,%0西北水力发电第’’卷。
文章编号:1671-2579(2007)02-0151-03水泥稳定砂砾水泥剂量测定(ED TA 滴定法)沈学峰1,汪晓波2(1.宁夏交通科研所,宁夏银川 750001;2.宁夏路桥工程股份有限公司) 摘 要:通过分析水泥稳定砂砾各组成成分,阐明了水泥剂量测定的主要影响因素:由于样本太小,样本的砂砾级配并不能反映水泥稳定砂砾中砂砾的真实级配情况,致使水泥剂量测定结果与实际相差较大。
笔者用拌和好的混合料过4.75mm 筛,取通过的颗粒300g ,作为样本测定水泥剂量标准曲线,并在现场检测时也采用标准曲线测定时的方法,解决了样本太小的问题,提高了测定的精确度。
关键词:水泥稳定砂砾;水泥剂量;标准曲线;4.75mm 筛;砂砾级配收稿日期:2006-09-19作者简介:沈学峰,男,大学本科,工程师.E -mail :sxf1204@ 由于对《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》(J TJ 057-94)在无机结合料稳定材料剂量测定方面理解不一致,导致公路工程技术人员对水泥稳定砂砾(以下讨论的问题同样适用于二灰砂砾、综合稳定砂砾等无机结合料稳定粗集料)水泥剂量(以下简称剂量)测定方法的理解不一。
方法不同测定结果差异大,而最精确的方法只有一种,本文将分析水泥稳定砂砾剂量测定的影响因素,并提出到目前为止最精确的采用ED TA 滴定法的剂量测定办法。
1 剂量测定的主要影响因素水泥稳定砂砾由三部分组成:水、水泥、砂砾。
剂量测定的主要影响因素是含水量及砂砾级配。
1.1 含水量对水泥剂量测定的影响测定标准曲线时,完全按最佳含水量配制水泥稳定砂砾。
施工中含水量很难控制在最佳含水量,总有一定的偏差。
为了便于分析,假设施工中剂量始终控制在设计剂量,举例说明:某水泥稳定砂砾设计剂量x =5%,最佳含水量w 0=6%,含水量控制在w 0±1%。
(1)当含水量控制在最佳含水量时集料质量为100g ,混合料质量M :M =100(1+x )(1+w 0)=100(1+5%)(1+6%)=111.3g水泥质量m :m =100×x =100×5%=5g(2)当含水量为控制上限w 1=7%时取混合料111.3g ,则其中水泥质量m 1:m 1=M ×x(1+w 1)(1+x )=111.3×5%(1+7%)(1+5%)=4.95g (3)当含水量为控制下限w 2=5%时取混合料111.3g ,则其中水泥质量m 2:m 2=M ×x(1+w 2)(1+x )=111.3×5%(1+5%)(1+5%)=5.05g 剂量测定中剂量与相同质量混合料中的水泥质量呈线性关系。
水泥质量5g 时,剂量为5%,当水泥质量为5.05g 、4.95g 时,剂量分别为5.05%、4.95%。
含水量在控制界限时,测定剂量与实际剂量只相差±0.05%,可据此判定含水量对剂量测定影响不大,可以忽略不计。
1.2 砂砾级配对剂量测定的影响为了便于分析,笔者在试验室做了以下两种情况剂量标准曲线测定:①不过筛;②过4.75mm 筛,从筛底取样。
151第27卷 第2期2007年4月中 外 公 路 试样制备:取5kg砂砾(集料设计最大粒径为37.5mm,样本能代表砂砾的真实级配),根据最佳含水量加水拌和,闷料1d(主要是集料经风干或烘干后,开口孔隙内没有水分,加水拌和后,水分不能迅速进入开口孔隙,因此必须闷料1d,才能保证水分充满开口孔隙),加设定剂量水泥拌和均匀立即试验。
测定结果见表1。
表1 水泥剂量标准曲线测定结果水泥剂量/%ED TA耗量/mL不过筛(大颗粒多)(大颗粒少)过4.75mm筛28.912.6412.919.120.1614.826.2821.531.21019.934.4 注:“不过筛”中4%剂量随机取了两份300g样本,目测一份大颗粒多,一份大颗粒少;其余剂量只随机取了一份300g样本从理论上来说,剂量大的水稳砂砾消耗的ED TA 大于剂量小的,但表1可以看到,不过筛的10%剂量的ED TA耗量反而小于8%剂量的;6%剂量的ED2 TA耗量反而小于4%剂量大颗粒少的样本的;同样4%剂量,大颗粒少的样本的ED TA耗量大于大颗粒多的样本的,这完全与理论不符。
按照数理统计的原理,样本越大,其代表性越高。
集料级配筛分试验,当最大粒径为53mm,至少取样8 kg;集料最大粒径为37.5mm时,至少取样5kg;集料最大粒径为16mm时,至少取样1kg;细集料时,至少取样500g。
二级公路基层集料最大粒径为53mm,严格时最大粒径为37.5mm。
剂量测定中混合料取样只有300g,除去水和水泥的质量,集料只有270g 左右,与筛分试验的样本相比,样本质量太小,不能真实反映其级配。
一颗53mm粒级的颗粒大约160g,是270g集料的60%,一颗37.5mm的粒级颗粒大约70g,是270g集料的25%。
这么大的比例,多取少取一颗最大粒级颗粒甚至次一级粒级的颗粒,都会使级配变化很大。
集料级配变化必然导致比表面积变化,集料越粗,比表面积越小;集料越细,比表面积越大。
表面粘附假定认为水泥稳定砂砾中水泥颗粒总是粘附在集料颗粒表面上,且集料单位表面积粘附的水泥颗粒一样多。
比表面积越小,粘附的水泥颗粒越少,ED2 TA耗量越少,测定的剂量越小;反之,测定的剂量越大。
这就是在不过筛的样本中出现诸多与理论不符的原因。
水泥稳定砂砾剂量测定(不过筛)的样本太小,没有代表性,测定的数据变异太大,同样剂量的两个样本ED TA耗量相差这么大,如果是现场检测,会出现一个样本检测合格,另一样本检测不合格的现象;而且从图1(剂量与ED TA耗量的关系呈二元一次方程关系,但其曲率很小,为了便于分析,采用一元一次方程关系)可以看出标准曲线相关系数为:不过筛(大颗粒少)其相关系数为0.759,不过筛(大颗粒多)其相关系数为0.939,与显著性水平0.05和自由度n-2相应的相关系数临界值r0.05=0.878,得0.759<0.878, 0.939>0.878,不过筛(大颗粒少)标准曲线相关性不显著,而不过筛(大颗粒多)标准曲线相关性也仅仅刚达到显著,这就需要解决标准曲线相关性不显著和现场检测变异大的问题。
图1 水泥剂量标准曲线水泥稳定砂砾里的砂砾集料必须符合规范级配要求,即使在二级及以下公路建设中,规范级配要求较宽,但料场的砂砾的天然级配是一致或变化不大的。
最大粒径越小,具有代表性的样本量可以越小。
如果将混合料通过某一细筛孔后取样测定剂量,那么样本所含集料具有足够的代表性,完全能反映出料场砂砾某一细筛孔通过部分的实际级配,当然其级配也是一致或变化不大的。
也就是说样本所含集料的比表面积不会因取样方法的差异而产生较大变化,只会产生微小的变化,对水泥剂量的测定结果影响甚微。
过4.75 mm筛的标准曲线的相关系数r0.05=0.989≈1,几乎完全相关,就可以证明这一点。
从表1可以看出过4.75mm筛标准曲线各剂量的ED TA耗量比不过筛的要多,同一单位质量细颗粒表面积要比粗颗粒表面积大得多,细颗粒所粘附水泥颗粒比粗颗粒多得多,况251 中 外 公 路 27卷 且部分粗颗粒粘附的水泥颗粒在摇筛的过程中脱落,过筛后在细颗粒范围内,这就是过4.75mm筛的ED2 TA耗量比不过筛的要大的原因。
ED TA耗量的增加不会引起测定剂量的增加,如果现场检测时也过4.75mm筛,操作过程以标准曲线操作过程为标准,所取300g样本粘附的水泥颗粒与标准曲线某一剂量样本一样多,参照过4.75mm筛的标准曲线,测定值就会在混合料剂量真值的允许范围内。
只要测定标准曲线时过细筛,现场检测时也过细筛,就能解决标准曲线相关性不显著和现场检测变异大的问题。
综上所述,由于规程规定的样本太小,样本难具代表性,不能真实反映混合料各组成的实际掺加比例。
只有通过过细筛的方法,才能使样本具有代表性,使混合料各组成的实际掺加比例得到真实反映,尤其是剂量。
2 筛孔尺寸的选择筛孔尺寸的选择应能使300g样本具有代表性,且易于通过。
过2.36、4.75mm筛后样本都能具有代表性,根据实践经验,2.36mm筛孔由于拌和料湿润,容易堵塞,不易通过,因此,4.75mm是最佳的筛孔尺寸。
3 剂量测定经常出现的4种情况目前水泥稳定砂砾施工中水泥剂量测定经常会出现以下4种情况。
(1)标准曲线测定时不过筛,现场检测时不过筛两个过程虽然保持了一致性,但其在测定结果上变异较大,作为检测手段难具说服性。
(2)标准曲线测定时不过筛,现场检测时过筛用图1不过筛(大颗粒多)、过4.75mm筛的两个标准曲线来分析,首先,标准曲线与现场检测没有一致性,标准曲线不能称为标准;其次,假使现场检测过4.75mm筛,测得的ED TA耗量为14.8mL,如果采用不过筛的标准曲线查得剂量为5.5%,水泥剂量合格。
但从保证一致性的角度考虑,采用过4.75mm筛的标准曲线查得剂量只有2.4%。
也就是说采用不过筛测出的剂量偏高,会导致把不合格的样品测定为合格。
(3)标准曲线测定时过筛,现场检测时不过筛这种情况与(2)相反,但其结论一致,会导致不合格样品测定为合格。
(4)标准曲线测定时过筛,现场检测时过筛首先,两个过程保证一致性;其次,检测结果变异小,应是最佳的水泥稳定砂砾剂量的测定方法。
4 结语(1)水稳砂砾水泥剂量测定的精确操作方法标准曲线测定时,必须取超过与最大粒径相对应的最小质量的砂砾样本,根据最佳含水量加水拌和,闷料1d,加设定剂量水泥拌和制备成试样,然后过4.75 mm筛后取300g样本,测定其ED TA耗量,绘制标准曲线;现场检测时,过4.75mm筛后取300g样本,测定其ED TA耗量,根据标准曲线确定其水泥剂量。
(2)水稳砂砾水泥剂量测定需注意的问题①规程(J TJ057-94)中的前后矛盾,表述不清造成了剂量测定方法的理解不一,必须予以充分注意。
②标准曲线必须是现场检测的标准;现场检测时的操作步骤、取样方法等必须与标准曲线时完全一致。
③由于规程(J TJ057-94)中剂量测定规定的混合料的样本只有300g,样本太小,不能反映混合料中集料的实际级配,必然会造成集料比表面积的变化,测定的剂量自然也会变化,而这种变化的变异很大,直接取样检测是不适合的。
通过过筛的办法,解决了样本太小的问题。
④对于300g混合料样本,理论最佳的过筛筛孔尺寸为2.36mm(忽略水和水泥的质量,300g是最大粒径为2.36mm集料的最小样本量),但实际应用时不便操作,故采用最大粒径为4.75mm集料的最小样本量为500g,但相对于更大的筛孔尺寸,4.75mm更具有代表性。
