分析實驗室不同等級用水對水泥中堿含量的影響

朱亞萍

摘要：水泥含堿量影響因素分析中，實驗室用水常為人所忽略，而由于對實驗室用水缺乏明確等級要求，最終得出的水泥含堿量測定結果也較不穩定，很大程度上影響了水泥產品質量的評判工作。本文對某水利工程中水泥產品進行不同等級實驗室用水的配制對比實驗，通過檢測配制好的水泥堿含量，對不同等級實驗室用水在水泥配制中的適用性進行分析，以為水泥的配制與使用提供更有效的數據。

關鍵詞：水泥;堿含量;水;影響

前言：

水泥中含堿量在很大程度上影響著水泥的質量，如果水泥含堿量過高，骨料中含有的活性氧化硅就會與多余的堿發生反應生成硅酸鹽，從而引起混合土局部的不均勻膨脹，致使混凝土表面開裂[1]。當前我國相關行業對配置水泥的用水級別并無明確的要求，導致同一組水泥也會因為用水的不同而在品質方面表現得參差不齊[2]。為轉變這一局面，使混凝土使用性能及其結構的安全性，相關領域研究學者應對其含堿量的影響因素進行分析，以得到對應的數據，便于開展優質水泥配比。

一、試驗室用水概述

在實驗室中，水又分作常用飲用水和不同純度的水，其中不同純度的水還可劃分三個不同等級，即一級（UP）、二級水（DI）和三級水（ER），一級水主要用于要求相對嚴格的分析實驗當中，比如高效液相色譜中的分析用水或對顆粒有詳細要求的實驗;二級水一般用于無機很亮的分析實驗，例如原子吸收光譜的分析用水[3];三級水在一般化學分析實驗中有著較大比例的應用。三級水用蒸餾方法或離子交換的方式即可制取，二級水在三級水的基礎上增加蒸餾的次數也能獲得，而一級水要在二級水的基礎上采用石英蒸餾設備或離子交換方式混合處理，再用0.2pm的微孔過濾膜過濾方能得到[4]。

二、水泥含堿量的對比試驗

實驗將某水利工程中同一批次的水泥產品作為實驗對象，保證其他條件相同，按照國家標準方法將不同實驗室等級用水分別調入其中，制成同樣的試劑對水泥中的堿含量進行檢測和對比，得到對應結果，判斷不同等級實驗室用水對水泥堿含量的影響。

實驗參照國家標準為GB/T6682-2008，水泥劃分實驗室用水規格標準參照表1。

1.檢測溶液配制與使用

根據不同級別實驗室用水水質情況配備檢測所需溶液及藥品，藥品制作過程如下：氯化鉀、氯化鈉（基準試劑）經過105-110℃溫度烘2h，取1.582的9g氯化鉀和1.885的9g氯化鈉放入燒杯，加水稀釋后移到1000ml容量瓶中，再用水稀釋到規定刻度，搖勻，后儲存在塑料瓶當中，確保溶液每毫升都具有1mg氧化鉀和氧化鈉。

溶液配制好后分別吸取不同量溶液（0ml、2.5ml、5ml、10ml、15ml、20ml）分別放入500ml的容量瓶中，用水稀釋直到符合刻度要求，搖勻，儲存在塑料瓶當中，采用火焰光度計，將其調至最佳工作狀態，根據儀器的應用標準流程對結果進行檢測，測出結果作為氧化鉀與氧化鈉的含量函數，制作對應的函數曲線，如圖1、圖2。

2.水泥含堿量測試

選取統一批次（規格標準一致）的水泥與硅酸鹽水泥各3組，氫氟酸+硫酸混合蒸發處理水泥去硅，熱水浸取殘渣，碳酸銨分離濾液中的鐵、鈣、鎂、鋁，濾液中的鉀和鈉則由火焰光度計來檢測[5]。

三組水泥樣稱取0.2g（精確度控制在0.0001g，標記質量m29），在鉑皿中加水潤濕，先后放入5-7ml氫氟酸與15-20滴的硫酸（1+1），電熱板低溫加熱，加熱至快干時輕搖晃溶液，避免讓其濺出。氫氟酸在高溫中逐漸驅盡，三氧化硫冒白煙后可將鉑皿取下冷卻，再加入40-50ml的熱水，加水中可用膠頭棒碾碎其中殘渣，使其分散，加入一滴甲基紅指標溶液，再加氨水（1+1）將甲基紅指標溶液中和成黃色，加10ml碳酸銨攪拌，加熱令溶液至微沸狀態20-30min，再用濾紙過濾，熱水洗滌鉑皿，伴膠頭棒擦洗，將濾液與洗液倒入100ml瓶中冷卻，直至溫度將為室溫。鹽酸（1+1）中和溶液呈微紅色，水稀釋溶液至刻度后搖勻?；鹧婀舛扔嫓y量求出氧化鉀與氧化鈉的含量（標記質量m30、m31）。

3.計算與結果

其中WK2O、WNa2O分別為氧化鉀分數（%）和氧化鈉分數（%）;m29、m30、m31分別是試樣的計量（mg）、空白試驗值之外100ml測定溶液中氧化鉀的含量（mg）空白試驗值之外100ml測定溶液中氧化鈉的含量（mg）。水泥中堿含量可按照（0.658K2O+Na2O）計算，結果如表2所示。

三、分析與討論

從實驗結果（表2）可知，一級水配置的試劑與藥品對水泥含堿量的很小，基本沒有，測定結果符合總堿量小于0.6%的要求，二級水配置的實際及藥品對水泥含堿量有一定影響，但總體來看，影響不很大，測定結果能偶控制在標準范圍之內，三級水配置的實際與藥品對水泥含堿量的影響較大，測定結果已經超出標準范圍。有這一結果不難看出三級水（蒸餾、離子交換處理處理程度較輕微）對水泥中堿含量有著較大的影響，而一級水（雜質處理較徹底）對水泥中堿含量影響最小，說明不同等級用水的確能對水泥堿含量產生不同的影響，而水泥的配置也應根據使用需求嚴格選擇不同等級用水。

結語：

根據GB/T176-2017規定的水泥含堿量實驗中的要求對不同用水條件下水泥含堿量做出測試，發現不同等級用水對水泥含堿量有著不同的影響，即采取不同等級用水，水泥產品的質量發揮會呈現明顯差距。因此相關人員在配制水泥時需要根據施工要求選擇適宜等級的用水，以免后期水泥發生開裂。

參考文獻：

[1]黃小兵，吳俁萍，陳樹亮.火焰光度法在水泥堿含量測定中的應用[J].廣西水利水電，2020，{4}（02）：30-33.

[2]孔玉芬，胡家斌.水泥中堿含量測定的準確性策略探討[J].建材與裝飾，2018，{4}（20）：57.

[3]楊勇，張玉東，高寬，湯彥明，宋立元.實驗室不同等級用水對水泥中堿含量的影響[J].東北水利水電，2019，37（04）：62-63.

[4]周學進，鄭克仁，周瑾.不同有效堿含量下納米氧化鋁對水泥石固、液相組成的影響[J].硅酸鹽學報，2018，46（02）：193-205.

[5]張會平，孫飛龍.水泥堿含量試驗影響分析[J].公路交通科技（應用技術版），2019，15（07）：77-78.