EDTA 滴定法在公路工程測定水泥劑量中的應用

閆婷婷

(山西路橋第二工程有限公司，山西 臨汾 041000)

隨著水泥穩定土或水泥穩定碎石廣泛應用于路面基層或路面底基層中，在提高公路工程施工質量的同時，也出現了一些問題，影響著公路路基穩定層施工質量。其中，水泥劑量的控制直接影響著基層施工質量。如水泥劑量較大，則會增加一定的生產成本，且會導致基層裂縫較多，影響路面面層施工質量;如水泥劑量較少，則難以保證穩定層強度符合設計要求。為此，進行水泥劑量的測定就顯得十分重要。EDTA滴定法能夠有效進行水泥劑量測定，為保證水泥測定準確性，在本文中，結合實際工程，對EDTA滴定法在公路工程水泥劑量測定的實際應用進行分析。

1 工程概況

某高速公路工程，公路路面路基決定采取水泥穩定碎石基層，基層采取粗粒式穩定碎石，路基設計厚度為32 cm，設計應用水泥劑量5%;在高速公路D標段內，碎石鋪設厚度在5 mm～30 mm范圍內，粗砂0 mm～5 mm范圍內，對集料性能指標進行了要求，如集料塑性指數為6.1，集料液限設計為23.4%，碎石與砂配合比為83∶17，集料合成級配滿足公路基層施工規范的要求;施工集料壓碎值為20.5%，集料穩定劑選擇為普通硅酸鹽水泥;通過擊實試驗，獲得應用5%水泥劑量的穩定碎石數據w0=6.2%，ρdmax=2.32 g/cm2。

2 EDTA滴定法標準曲線

EDTA滴定法標準曲線屬于施工工程檢測水泥劑量的重要標準，如在繪制標準曲線時出現偏差，則會嚴重降低水泥劑量測定的準確性，從而無法保證水泥穩定碎石的生產質量。在某高速公路工程中D標段范圍內，設計采取以下1號集料與2號集料兩種集料，集料配制見表1。

表1 1號集料與2號集料配制說明

通過對1號集料標準曲線與對2號集料標準曲線的確定，并研究兩條標準曲線之間存在的相關關系，從而獲得更為科學合理的標準曲線。將兩種不同配制方式下的集料制作成試樣，并分別進行EDTA滴定試驗。在試驗中需要應用到EDTA二鈉溶液、氫氧化鈉溶液與氯化鈉溶液等，兩種集料的試驗結果見表2。

結合試驗結果可以得出以下兩個結論:1)1號試樣，按照配合比設計中的比例進行混合料生產，并將混合料通過3.6 mm篩，然后選擇篩后水泥混合料，加入一定水與水泥制備而成。這種試樣不能達到試驗室標準試驗模擬施工現場的情況，從而會影響測定水泥劑量的準確性。2)2號試樣，將混合料加入水與水泥后直接通過4.75 mm篩，這種方式能夠使試驗室很好地模擬出施工現場的狀況。從混合料粘結與水泥之間的作用原理的角度分析，在混合料細顆粒含量較多時，混合料與水泥接觸更為充分，在拌合過程中，粘結在集料顆粒表面的水泥量較多。在同一水泥劑量的基礎上，消耗EDTA二鈉溶液量較多，與實際情況相符合。

表2 EDTA滴定法測定水泥劑量

3 EDTA滴定法現場測定水泥劑量

EDTA現場試驗的主要困難在于樣本的選擇，按照JTJ 057-94公路工程穩定材料試驗規程EDTA滴定法要求，決定在進行現場EDTA試驗時需要選擇具有代表性的水泥穩定碎石混合料300 g。為順利取得試驗樣本，決定在公路工程鋪筑試驗段時，按照150 m測6個樣本的方法，在300 m范圍內進行12次樣本試驗，其試驗方法分為如下兩種:

第一種方法:取樣方式上選擇為混合料四分法，選擇兩份300 g試樣進行EDTA滴定，并根據1號標準曲線測定水泥劑量;

第二種方法:將3000 g混合料過4.75 mm篩，并從過篩后試樣中選擇出兩份300 g試樣，進行EDTA滴定，根據2號標準曲線測定水泥劑量。

如表3所示，為以上兩種方法測定所獲得的水泥劑量、抗壓強度及芯樣特征等。

表3 EDTA滴定試驗結果

通過以上試驗結果可以看出，應用1號標準曲線進行水泥劑量測定所獲得的平均值較大，存在著較大變異系數，而應用2號標準曲線進行水泥劑量測定所獲得的平均值較為適中，所存在的變異系數較小。導致這種結果的主要原因為，第一種試驗方法樣本為四分法，難以保證所取樣本的粗細比例與實際情況一致，其粗細料比例存在著較大變化，導致其EDTA滴定所獲得的數據變化程度較大。而第二種試驗方法則可以保證試樣與實際情況一致。通過以上分析可以看出，按照2號標準曲線進行水泥劑量的測定，可操作性較好，測定結果準確性更高。在該高速公路工程中，進行水泥測定時，選擇2號標準曲線進行操作。

4 EDTA滴定法測定水泥劑量的實際效果

按照公路路面基層技術規范標準，公路路基水穩基礎的強度是以6 d保濕且24 h浸水的狀況下，無側限抗壓強度為主要標準，且要求公路路基期齡在7 d～10 d范圍時，取出的芯樣完整率應超過80%。在該高速公路施工中，通過對施工后水穩基層的檢測發現，基層無側限抗壓強度在4.7 MPa～5.1 MPa范圍內，其在期齡范圍內芯樣完整率超過了85%。由此證明了該公路工程中采取2號標準曲線進行水泥劑量的測定準確性較好。

5 EDTA滴定法測定水泥劑量過程中應注意的問題

在進行水泥劑量測定之前，保證試驗所需要的溶液質量，根據試驗數量充分配制溶液，溶液配制時間不宜太久;為保證EDTA滴定法測定水泥劑量的準確性，選擇試樣一定要具備代表性;按照規范操作，嚴格保證標準曲線制作質量，并進行驗證，保證標準曲線符合要求;如水泥或素集料發生變化，則需要重新繪制標準曲線等。

6 結語

在社會經濟發展的推動下，公路工程施工規模不斷擴大，為保證公路工程施工質量與效益，多會在公路路基施工中應用到水泥穩定碎石或水泥穩定土基層。這種基層強度較高，水穩定性良好，承載力與整體性較好，取材方便，應用十分廣泛。在進行水泥穩定層施工過程中，水泥劑量的檢測屬于一項十分關鍵的環節。水泥劑量或多或少都會對公路路基施工質量帶來嚴重影響。當前，EDTA滴定法屬于水泥劑量測定的主要方法。在本文中，結合某高速公路工程實際情況，對EDTA滴定法標準曲線、試驗方法等進行了分析，對公路工程中應用EDTA滴定法進行水泥劑量測定的實際效果及注意事項進行了分析，證明了這種方法在實際應用中發揮著重要作用。

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