刘爱叶 马 杰 马光胜

(铁道第三勘察设计院集团有限公司， 天津 300251)

阳离子交换量(Cationic exchange capacity,简称CEC)是判断和划分膨胀土(岩)属性的主要依据,也是综合评价膨胀潜势的重要指标之一。膨胀土(岩)吸水膨胀、崩解,失水后急剧收缩、开裂,产生往复变形[1],在工程上威胁构建物和建筑物的安全,对铁路路基[2]、边坡、挡墙、隧道、桥梁等破坏作用更强。近年来，随着铁路客运专线的迅猛发展,对路基的稳定性、隧道安全、地基[3]承载力的要求越来越高。为确保在膨胀土地区为铁路工程设计和施工提供合理参数和科学依据,准确测定膨胀土中阳离子交换量显得尤为重要。

近几年来,我院承担了北方大部分地区铁路干线的勘察和设计工作。这些地区多为中性、碱性土壤,所以选用氯化铵-乙醇法测定阳离子交换量[4-5]。其实验原理是以NH4Cl—C2H5OH溶液为交换剂,与土样中阳离子进行交换,形成稳定性较好的化合物、铵质土,再用95%的乙醇洗涤除去多余的氯化铵,然后用甲醛缩合法测得阳离子交换量。此方法简单、快速、精密度高,能满足更高要求的试验分析[6]。到目前为止,已用此法检测了上万个膨胀土(岩)试样,并于2009年1月写入行业标准《铁路工程岩土化学分析规程》(TB10103—2008)。但在试验过程中,也发现了一些问题,本文对规范[4]提供的氯化铵-乙醇法做了进一步的优化,有效提高了数据准确度和生产效率。

1 实验

1.1 主要仪器和试剂

(1)主要仪器

离心机(3 000～4 000 r/min),分析天平(0.000 1 g),振荡器,酸度计,磁力搅拌器。

(2)主要试剂

NH4Cl—C2H5OH交换剂：称取28.6 g NH4Cl溶于400 mL的蒸馏水中,加入526 mL95%的C2H5OH,再用15%的氨水调节pH值至8.2,并稀释至1 000 mL。……