对不同颜色粉煤灰游离氧化钙含量检测方法选择的探讨

2020-04-14

江西建材 2020年3期

中铁二十四局集团福州铁建工程质量检测有限公司，福建福州 350000

0 引言

粉煤灰作为混凝土中的一种掺合料得到了广泛的应用，不仅实现了资源的回收利用，还在一定程度上改善了混凝土的工作性和耐久性。粉煤灰的游离氧化钙含量作为一个重要指标，在GB/T 1596—2017 中明确要求不大于1.0%［1］。由于游离氧化钙水化速度极慢、生成氢氧化钙、体积增大、使混凝土抗拉、抗折强度有所降低等因素。因此准确测定粉煤灰的游离氧化钙含量对控制混凝土结构物的质量有重要的意义。本文选取了不同颜色的粉煤灰样品分别用甘油法、乙二醇法、乙二醇萃取-EDTA滴定法进行测试对比。

1 试剂及样品

1.1 试剂

乙醇（体积分数95%）、无水乙醇（体积分数99.7%）、甘油、硝酸锶、苯甲酸（0.1mol/L）、碳酸钙基准试剂、乙二醇、盐酸（1+1）、三乙醇胺（1+2）、酚酞指示剂、氢氧化钾溶液（200g/l）、CMP混合指示剂、EDTA标准滴定溶液（0.015mol/l）、蒸馏水。

1.2 样品

选取不同颜色的四个粉煤灰样品见表1，其中样品2 为GSB 08—2539—2016粉煤灰游离氧化钙成份分析标准样品，标准值为2.73%，标准偏差为0.03%，扩展不确定度为0.03%。

表1 不同颜色的粉煤灰样品

2 仪器设备

CFC-5 型游离钙快速测定仪，北京从容测控技术有限公司；FA2004 型电子天平（可精确至0.1mg），常州市科源电子仪器有限公司；HX-01 无油真空泵，天津华鑫仪器有限公司；JB-1A搅拌器，上海精科；3ml 酸式微量滴定管，G4 型玻璃砂芯漏斗，上海玻璃厂；250ml锥形瓶，闽玻；250mL抽滤瓶，闽玻；搅拌子。

3 分析步骤及测定结果

3.1 试样的制备

选取有代表性样品，经150μm 方孔筛后，除去杂物，将筛余物用研钵研磨后使其全部通过孔径为150μm 方孔筛，充分混匀后装入干燥且干净的试样瓶中，密封好后进一步混匀供测定用。（注：样品2 经充分摇匀后即用于测试。）

3.2 甘油法

称取试样约0.5g，精确至0.1mg，置于已预先干燥好的250ml 锥形瓶中，加入30ml 甘油-无水乙醇溶液（1+2）和1g硝酸锶，放入一粒干燥的磁力搅拌子，置于游离钙快速测定仪上，装好冷凝管，调节至合适的搅拌速度，同时加热至沸，微沸10min 后取下锥形瓶，立刻用苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至微红色消失，然后再装上冷凝管，继续在搅拌下煮沸至出现红色，再次取下进行滴定。如此反复操作，直至在加热10min 后红色不再出现为止［2］。苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙的滴定度按GB/T 176—2017 第6.1.92.2.1 条进行。每个样品测定10 次，测定结果见表2。

表2 甘油法测定结果

由表2 可知，样品1 和样品4 测定值稳定性好，测定过程中颜色变化明显。样品2 和样品3 在测试过程中，测定值稳定性不好，原因是溶液的颜色为深黑色和铁黄色导致颜色变化不明显，对滴定终点的判断不易把握。样品2 的测试值比标准样品证书中给出的标准值2.73%高出0.17%，可能是由于对滴定终点判断而造成的人为误差。

3.3 乙二醇法

称取试样约0.5g，精确至0.1mg，置于已预先干燥好的250ml 锥形瓶中，加入30ml 乙二醇-乙醇溶液（2+1），放入一颗干燥的磁力搅拌子，置于游离钙快速测定仪上，装好冷凝管，调节至合适的搅拌速度，同时加热至沸，当冷凝液开始连续下滴时，继续搅拌并保持微沸5min 后取下锥形瓶，马上用苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液滴定至微红色消失［3］。苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙的滴定度按GB/T 176—2017 第6.1.92.2.2 条进行。每个样品测定10 次，测定结果见表3。

表3 乙二醇法测定结果

由表3 可知，所有样品的测定值比用甘油法测得值均略微偏小，样品1 和样品4 在测定过程中颜色变化明显，测定值稳定性好。样品2 和样品3 在测试过程中，由于溶液的颜色为深黑色和铁黄色导致颜色变化不明显，对滴定终点的判断不易把握，测定值稳定性不好。样品2 的测试值比标准样品证书中给出的标准值2.73%高出0.13%，可能是由于对滴定终点判断而造成的人为误差。

3.4 乙二醇萃取——EDTA 滴定法

称取约0.5 g 试样，精确至0.1mg，置于已预先干燥的250ml 锥形瓶中，加入20ml 乙二醇和10ml 无水乙醇，放入一颗干燥的磁力搅拌子，置于游离钙快速测定仪上，装好冷凝管，调节至合适的搅拌速度，加热至沸，当冷凝液开始连续滴下时，继续搅拌并保持微沸5min 后取下锥形瓶，趁热将试样溶液倒入玻璃砂芯漏斗中，开启真空泵，将试样溶液抽滤到250ml抽滤瓶中，用无水乙醇洗涤锥形瓶和沉淀并将洗液移入到玻璃砂芯漏斗中抽滤，重复3～4 次。在抽滤瓶中加入50mL 蒸馏水和5 ml HCl（1+1），充分摇匀后加入5ml 三乙醇胺溶液（1+2），摇匀，加入适量的CMP 混合指示剂，边充分摇动边加入氢氧化钾溶液至出现绿色荧光后再过量（5～8）ml，用EDTA 标准滴定溶液滴定至绿色荧光完全消失并呈稳定的红色［3］。EDTA 标准滴定溶液对氧化钙的滴定度按GB/T 176—2017 第6.1.81 条进行。每个样品测定10 次，测定结果见表3。