水泥中粉煤灰摻量的測定方法

粉煤灰是火力發(fā)電廠燃燒粉煤時從煙氣中收集下來的微細煙灰，屬火山灰質(zhì)材料。由于其比表面積較其它火山灰質(zhì)混合材大，加之用粉煤灰配制的水泥比其它火山灰水泥干縮性小、抗裂性好、和易性好等特點。因此，粉煤灰作為水泥混合材的開發(fā)和利用，愈來愈受到眾多廠家的青睞，尤其是中小型水泥企業(yè)。在生產(chǎn)過程中對摻入水泥中粉煤灰的含量進行檢驗和控制，是保證水泥產(chǎn)品性能和質(zhì)量的根本措施。目前，國內(nèi)尚無通用的成熟方法來檢驗水泥中粉煤灰的摻量，據(jù)資料介紹，一般采用EDTA絡(luò)合滴定氧化鈣的方法、耗酸值法及比重法等。這些方法往往存在所用試劑較多、操作繁瑣、測定時間長等缺點。經(jīng)試驗研究，筆者推薦滴定值法測定水泥中粉煤灰的摻加量。
1 測定原理
在水泥中熟料和粉煤灰的碳酸鈣含量差值較大，但是，兩者的碳酸鈣滴定值波動卻很小。因此，在相同的條件下進行熟料、粉煤灰、石膏和摻有粉煤灰的水泥碳酸鈣滴定值的測定，從而根據(jù)滴定值的差異來求得粉煤灰水泥中粉煤灰的百分含量。
水泥中粉煤灰百分含量按下式計算:
×BTc×A×ATc-CTC
F＝——————————————×100
BTc-DTc
式中:
F——水泥中粉煤灰的百分含量;
A——水泥中石膏的百分含量;
ATC、BTC、CTC、DTC——分別為石膏、熟料、水泥、粉煤灰的碳酸鈣滴定值。
2 操作步驟
稱取0.25g水泥試樣(熟料稱取0.1g，石膏和粉煤灰稱取0.15g)置于干燥的錐形瓶中，用少量水使樣品潤濕，從滴定管中準確加入0.500mol/L鹽酸15ml(熟料中過量10ml，石膏和粉煤灰中過量5ml)。用少量水沖洗瓶口和瓶壁，然后放在電爐上加熱至沸(在加熱過程中將錐形瓶搖蕩1～2次，以促進試樣分解完全)，取下稍冷，用少量水沖洗瓶口，滴加5～6滴10 g/L酚酞指示劑，用0.250mol/L的氫氧化鈉標準溶液滴定至溶液呈微紅色，在30s內(nèi)不褪色為止，讀取氫氧化鈉標準滴定溶液消耗體積。
碳酸鈣滴定值(即碳酸鈣在水泥中的百分含量)按下式計算:
×50.0
Tc=————————————×100
m
式中:
C1——鹽酸標準滴定溶液的濃度，mol/L;
V1——加入鹽酸標準滴定溶液的體積，ml;
C2——氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度，mol/L;
V2——滴定時消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，ml;
50.0——碳酸鈣摩爾質(zhì)量的一半，g/mol;
m——試樣的質(zhì)量，g。
3 實驗
按上述操作對不同粉煤灰摻量水泥進行對比測定，結(jié)果見表。
　
不同粉煤灰摻量水泥測定結(jié)果對比表(%)
編號熟料石膏粉煤灰水泥Tc值實測誤差
X1 86 8.0 6 97.75 6.03 +0.03
X2 82 8.0 10 93.25 10.27 +0.27
X3 77 8.015 88.0015.23 +0.23
X4 72 8.02082.75 20.18+0.18

注:熟料∶石膏∶粉煤灰=112.5∶8.0∶6.5。

實踐證明，在配方準確的前提下，本方法測定水泥中粉煤灰摻加量誤差＜ 0.30％
4 評價與討論
(1)本方法簡單、快速、易*作，一個試樣只需3min即可完成。試劑與測定生料中碳酸鈣滴定值相同，不需另配其它標準溶液。
(2)由于各種物料的Tc值變化不大，所以摻加量的測定誤差也不太大。若熟料質(zhì)量波動較大時，可用本班熟料分析試樣測Tc代入公式計算。若石膏摻加量波動較大時，可根據(jù)進廠石膏三氧化硫含量和本班三氧化硫的控制數(shù)據(jù)，算出石膏百分含量，再代入公式計算。一般水泥中石膏摻入量在6.0%左右，為了簡化計算，可根據(jù)本廠實際情況把石膏含量及Tc值作為一個固定的常數(shù)值代入計算。
(3)臨近終點時應(yīng)緩慢滴定，并輕輕搖晃三角燒瓶，以免測定結(jié)果偏低。
(4)本方法同時也適用摻有沸石巖、爐渣、燒結(jié)煤矸石等火山灰質(zhì)水泥中混合材摻加量的測定。