水泥化学分析常规项目测定方法及要领
纪红梅
引言
水泥，粉状硬性无机胶凝材料，加水搅拌成浆体后能在空气中或水中硬化，用它将砂、石等散粒材料胶结成砂浆或混泥土。水泥作为一种主要的建筑材料，广泛应用于混凝土和砂浆中。为了保证建筑物结构的安全，在GB 175--2008(通用硅酸盐水泥》中，对各类通用硅酸盐水泥的化学成分指标，括烧失量、不溶物、三氧化硫、氧化镁、氯离子等有明确的限量规定，在GB 176--2008(水泥化学分析方法》中规定了各成分测定的允许误差。在进行化学分析时，即使严格按照标准规定的程序进行操作，实验仪器和检测环境均符合标准要求，但还是不可避免地存在一定的误差。
为了提高检测水平，应充分了解各成分的测定原理，掌握可能引起实验误差的关键点，并在此基础上不断完善实验方法和步骤，以减少测定误差。
1 烧失量的测定——灼烧差减法
烧失量的测定就是把试样在950℃左右的高温炉中灼烧至恒量，(即驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化)，计算灼烧掉物质的质量百分数。
烧失量操作步骤比较简单，存在的人为误差比其它项目要少得多。只要注意以下几个方面就可以把误差降到最小：
(1)每次测定前都要把测定用瓷坩埚洗净后，预先在950℃下灼烧至恒量。
(2)2N热应使用电阻丝高温炉而不应使用硅碳棒电炉，并应将坩埚放在高温炉的恒温区，保证温度波动不大。高温炉的炉门处温度最低，而炉壁附近
处温度最高，注意不要放在这些位置上。
(3)应定期计量高温炉上的温度控制器。以确保温度的准确性，防止温度偏低。
(4)灼烧时高温炉温度应从低温(低于400℃)升起，以防止水泥中挥发性物质(如碱、氯化物、硫化物等等)因急剧受热，猛烈排出而使水泥样飞溅，造成结果偏低。
(5)灼烧完毕坩埚盖打开后应及时将样品放在干燥器中密封保存，防止样品吸收空气中的水分和二氧化碳使测试结果偏高。
(6)瓷坩埚的标识不能象我们标识玻璃器皿，用蜡笔，因为蜡在高温下会熔化，所以我们要用能耐高温950～1000℃的物质。
2 三氧化硫的测定——硫酸钡重量法(基准法)
三氧化硫的测定是在酸性溶液中，用氯化钡溶液沉淀硫酸盐，经过沉淀、过滤、灼烧后，以硫酸钡形式称量，再换算为三氧化硫的质量分数。实验时应注意以下几点：
(1)样品要溶解完全，并除去酸不溶物和可能形成的硅酸凝胶。
(2)控制好氯化钡溶液的滴加速度。滤液及洗液收集于烧杯内，并用水稀释至约250 ml，在滴加氯化钡溶液前将试液煮沸，氯化钡溶液也应加热后使用。
(3)控制好沉淀BaSO。时试液的酸度。加入氯化钡溶液后，应继续煮沸3～5 rain，以使沉淀更好地形成，此时溶液的体积约在200 ml，溶液的酸度在0．25～0．30 mol／L之间。另一方面，可以增加BaSO。的溶解度，降低溶液的相对过饱和度，有利于生成大颗粒的沉淀。
(4)沉淀的陈化。将上述溶液移至温热处静止4 h以上或过夜，既能使沉淀完全，又能得到较大颗粒的沉淀，还能使沉淀变得更纯净。
(5)过滤。过滤硫酸钡沉淀一定要使用慢速定量滤纸，过滤用的漏斗最好采用长颈漏斗，且过滤前使漏斗颈充满水(即做成水柱)，以加快过滤速度。
(6)滤纸的灰化。在灼烧沉淀前应将滤纸充分灰化，若有未燃尽的炭粒存在，灼烧时硫酸钡可能被部分还原成硫化钡，致使结果偏低。
(7)灼烧硫酸钡的温度应控制在800～950℃。若温度过高(例如1 000℃以上)，硫酸钡将分解；温度过低则灼烧不完全，都将影响检测结果的准确性。
(8)称量时间。与烧失量测定相类似。
3 氧化镁的测定
氧化镁的测定采用EDTA络合滴定法(以络合反应为基础的一种滴定分析方法)：把水泥样制备成样液后，先测出氧化钙所耗EDTA的体积(即在酸性样液中加入适量氟化钾，以抑制硅酸的干扰，然后在pHl3以上强碱性溶液中，以三乙醇胺为掩蔽剂，以抑制铁、铝等离子的干扰，用CMP指示剂以EDTA标准溶液滴定，得出氧化钙所耗EDTA的体积)；再测出钙镁总量所耗EDTA的体积，差减法来求出氧化镁的含量。由于氧化镁的测定操作步骤较为繁琐，存在的人为误差较多。所以测定过程中除严格按标准操作外还应注意：
(1)水泥样熔融时高温炉温度应从低温(低于400℃)升起，以防止水泥样因急剧受热，飞溅而造成结果不准确。
(2)NaOH一银坩埚熔样制备的试样溶液，加入氟化钾溶液的量要适当。
(3)测定氧化钙及钙镁总量时，都应同时进行空白试验，并对测试结果进行校正。
(4)指示剂最好是买成品，而且要购买正规厂家，质量好的产品；尽量不要自己配。因为质量较差的成品指示剂，终点时颜色变化不敏锐，导致测定结果偏差较大。
(5)标定EDTA标准溶液时应采用基准碳酸钙试剂。因为EDTA标准溶液标定的准确性，直接影响氧化钙的测定结果。
(6)滴定钙时，氢氧化钠溶液的量一定要加足，使溶液的pH值在pHl3以上(即出现绿色荧光后再过量5～8mL)。这是因为pl-l>12时，镁离子生成Mg(oH)。沉淀，不会对滴定钙造成干扰。
(7)滴定钙镁总量，近终点时的滴定速度一定要慢。
(8)加入指示剂的量应适中，不能太多也不能太少，否则终点不明显或拖后。
(9)滴定时可用胶带纸包住白色纸衬在烧杯下，同时在日光管下较亮处进行，这样可使终点变色较为容易观察。
4 结语
检测结果不仅与量的本身有关，而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员有关。所以，在实验过程中，一定要严格按照标准规定的程序进行操作。在充分理解各检验项目测定原理的基础上，准确把握影响测定结果准确性的关键环节，精心操作，掌握其要领，就能提高检测结果的准确性。
