CN116609478A - 一种检测水泥或石灰剂量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于工程检测技术领域，具体公开了一种检测水泥或石灰剂量的方法。本发明所述的检测方法采用间隔取样和螺旋式取样结合法进行取样，再于特定的光源下对取样样品进行滴定测试，有效解决了现有技术中需要多次检测，取平均值得出相对准确的剂量，操作繁琐复杂，且数据可信度不高，无法准确的预估道路的施工质量和使用寿命，对道路安全造成隐患的问题，本发明提供的检测水泥或石灰剂量的方法操作简便，避免了人为操作的主观影响，可实现快速准确的测定水泥石灰综合稳定土中水泥或石灰剂量。
Description
技术领域
本发明涉及工程检测技术领域，具体公开了一种检测水泥或石灰剂量的方法。
背景技术
作为路面基层，水泥石灰综合稳定土具有良好的力学性能和稳定性、耐久性等技术特点，所以水泥石灰综合稳定土在二级及以下公路的基层施工中被广泛应用。但在实际施工中仍存在很多缺陷，尤其是水泥石灰稳定土中水泥或石灰的剂量，对于实际施工影响甚大，比如水泥或石灰剂量低导致基层强度不足，水泥或石灰剂量高会导致基层出现裂缝、造价高等，因此，对于水泥或石灰剂量检测及控制，是施工质量控制领域中的一个重要环节。
现有标准规范仅给出了水泥和石灰综合稳定材料中结合料的剂量测定方法，但是由于施工工艺的不同以及受到试验操作步骤、操作规范的影响，尤其是取样操作不规范以及对滴定终点的判断受其它光源影响，人眼对颜色变化敏感度较低，导致测定水泥或石灰剂量的结果有时会偏离实际情况，与真实值存在一定的偏差而无法对水泥和石灰的准确剂量进行测定，为解决这一问题，现需要重复多次检测，取平均值得出相对准确的剂量，但操作繁琐复杂，且数据可信度不高，无法准确的预估道路的施工质量和使用寿命，对道路安全造成隐患。因此，提供一种操作简便，测量准确度高，误差较小，样品消耗量少的检测方法对于公路路面检测有重要意义。
发明内容
针对现有技术中，为保证测试精确度，需要多次检测，取平均值得出相对准确的剂量，操作繁琐复杂，且数据可信度不高，无法准确的预估道路的施工质量和使用寿命，对道路安全造成隐患的问题，本发明提供了一种检测水泥或石灰剂量的方法，采用间隔取样和螺旋式取样结合法进行取样，再于特定的光源下对取样样品进行滴定测试，实现了快速准确测定水泥石灰综合稳定土中水泥或石灰剂量。
为达到上述发明目的，本发明提供了如下的技术方案：
本发明第一方面提供了一种检测水泥或石灰剂量的方法，包括如下步骤：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，得若干深度组；
步骤二、将所述若干深度组等间隔取样，将各取样样品混合均匀，平铺为半径为r的圆形样，将所述圆形样均分为d组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；其中，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为r/d，2≤d≤10；
步骤三、将所述稳定土试样与NH4Cl溶液混合均匀，静置，固液分离，调节所得液相的pH为12.5-13，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、白光、搅拌条件下，将EDTA标准溶液滴定至所述待滴定样品中，至滴定完成，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
相比于现有技术，本发明提供的检测水泥或石灰剂量的方法可实现快速准确的测试水泥石灰稳定土样中的水泥或石灰剂量，发明人经过大量的研究发现，现有技术中的取样方法多为四分法，虽然操作简便，对稳定土样适应性好，但是四分法存在明显的粒度离析现象，容易产生较大误差，且受人为主观因素影响，取样时易出现明显的缩分误差。因此，本发明创造性的提出了螺旋取样法，将样品堆成圆柱体，分为若干个深度组，间隔取样，再结合螺旋式取样，使各取样样品进一步混合，大大降低了离析的概率，提高后续操作的泵送施工性能，而螺旋式取样法则最大程度避免了人为主管因素的影响，降低了取样误差。更重要的是，采用滴定法测定最大误差来自于人眼辨别颜色，由于人眼对不同颜色的光敏感度不同，尤其是红光和蓝光，红色光的波长范围为622nm-760nm，蓝色光的波长为435nm-450nm，人眼对于二者颜色变化的敏感度均较差，需3-5nm的波长变化才能略微识别，因此，误差也较大，且常规滴定更容易受到外部光源的干扰，本发明将样品瓶置于白光条件下，不仅避免了其他光源干扰，在白光的作用下可保证人眼对于颜色变化的敏感度，能够协助识别终点的颜色变化。
优选的，步骤一中，所述若干深度组的组数为7-9组。
优选的，步骤二中，所述等间隔取样为取若干深度组的连续奇数组样品或连续偶数组样品。
优选的，步骤二中，所述稳定土试样与NH4Cl溶液的质量比为1-1.2:2.5-3。
优选的，所述NH4Cl溶液的质量浓度为9.5%-10.5%。
优选的，步骤三中，所述调节pH所用的调节剂为质量比为1-2:20-50的三乙醇胺和氢氧化钠溶液的混合溶液。
优选的，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1.75%-1.85%。
本发明采用三乙醇胺和氢氧化钠溶液的混合溶液为调节剂，在保证试样溶液pH的条件下，以三乙醇胺作为掩蔽剂，可掩蔽溶液中Al3+和Fe3+，避免造成测定误差。
优选的，步骤四中，所述白光的色温为6000K-6500K。
优选的，步骤四中，将盛有所述待滴定样品的样品瓶置于顶端和侧壁设有白光光源的可视遮光箱中。
优选的，步骤四中，所述搅拌的搅拌速度为200r/min-400r/min。
相比于现有技术，本发明提供的一种检测水泥或石灰剂量的方法，方法简便，测试快捷准确，采用间隔取样和螺旋式取样结合法进行取样，再于特定的光源下对取样样品进行滴定测试，最大程度避免了由于取样操作不规范以及人为引起的误差，有效解决了现有技术中存在的需要多次检测，取平均值得出相对准确的剂量，操作繁琐复杂，且数据可信度不高，无法准确的预估道路的施工质量和使用寿命，对道路安全造成隐患的问题。
附图说明
图1为本发明所用测定系统的结构示意图，其中，1：基座；2：第一调节瓶；3：第二调节瓶；4：自动取样装置；5：可视遮光箱；6：滴定样品瓶；7：光源；8：自动滴定装置；9：支架；10：滑动系统。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明采用如图1所示的测定系统对水泥或石灰剂量进行检测。
现对所述测定系统进行说明：该测定系统包括基座1、第一调节瓶2、第二调节瓶3、自动取样装置4、可视遮光箱5、滴定样品瓶6、光源7、自动滴定装置8、支架9和滑动系统10。
其中，基座1为磁力搅拌器，第一调节瓶2、第二调节瓶3和滴定样品瓶6位于基座1上，基座1可控制第一调节瓶2、第二调节瓶3和滴定样品瓶6中搅拌的转速；所述滑动系统10安装在支架9的横杆上，所述自动取样装置4可拆卸连接于滑动系统10上，所述滑动系统10表面设有内弹性卡块，所述自动取样装置4上设有所述内弹性卡块相匹配的内卡槽，所述内弹性卡块与所述内卡槽卡接，实现所述滑动系统10和所述自动取样装置4的可拆卸连接；
所述自动取样装置4设有内部电机、刻度取样管、伸缩取样探头和聚丙烯滤膜，所述伸缩取样探头和刻度取样管中间通过聚丙烯滤膜隔开，打开电机开关，自动取样装置4可吸取第一调节瓶2中的液体，通过滑动系统将吸取的液体转移至第二调节瓶3中；
当第二调节瓶3中的液相pH值达到限定范围时，所述自动取样装置4可吸取所述第二调节瓶3中的液相转移至滴定样品瓶6中，转移液相后在所述滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶6瓶口的胶塞相连，所述自动滴定装置8可通过自带阀门调节滴定速度，滴定所用EDTA标准溶液通过自动滴定装置8滴入滴定样品瓶中进行反应；在滴定时，将可视遮光箱5盖住所述滴定样品瓶6以及所述自动滴定装置8，所述遮光箱内顶端和侧壁设有光源7，在遮光箱正面设有可视窗口，在滴定时，打开可视遮光箱5的光源7，用黑布覆盖可视遮光箱5，保证无外部光源干扰，打开基座上的磁力搅拌控制开关，在搅拌的条件下观察滴定过程。
实施例1
本实施例提供了一种检测水泥或石灰剂量的方法，具体内容如下：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，分为8组，得8个深度组；
步骤二、取第1、第3、第5、第7深度组样品，混合均匀，平铺为半径为1m的圆形样，将所述圆形样均分为8组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为1/8m，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；
步骤三、将所述稳定土试样加入第一调节瓶2，与质量浓度为10%的NH4Cl溶液按质量比1:2.5混合，启动磁力搅拌，以转速1200r/min搅拌15min，静置，采用自动取样装置4吸取上清液转移至第二调节瓶3中，向第二调节瓶3的液相中加入质量比为1:30的三乙醇胺和质量浓度为1.8%的氢氧化钠溶液的混合溶液，检测液相pH为12.7，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、利用自动取样装置4吸取待滴定样品至滴定样品瓶6，在滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶口的胶塞相连，将0.02mol/L的EDTA标准溶液加入自动滴定装置8中，再将可视遮光箱5盖住所述滴定样品瓶6以及所述自动滴定装置8，打开可视遮光箱5的光源7，所述光源为色温为6500K的白光，用黑布覆盖可视遮光箱5，打开基座上的磁力搅拌控制开关，进行滴定，当溶液颜色变蓝，关闭光源和搅拌，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
实施例2
本实施例提供了一种检测水泥或石灰剂量的方法，具体内容如下：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，分为7组，得7个深度组；
步骤二、取第1、第3、第5、第7深度组样品，混合均匀，平铺为半径为1m的圆形样，将所述圆形样均分为8组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为1/8m，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；
步骤三、将所述稳定土试样加入第一调节瓶2，与质量浓度为9.5%的NH4Cl溶液按质量比1:2.5混合，搅拌，以转速1200r/min搅拌15min，静置，采用自动取样装置4吸取上清液转移至第二调节瓶3中，向第二调节瓶3的液相中加入质量比为1:35的三乙醇胺和质量浓度为1.8%的氢氧化钠溶液的混合溶液，检测液相pH为12.5，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、利用自动取样装置4吸取待滴定样品至滴定样品瓶6，在滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶口的胶塞相连，将0.02mol/L的EDTA标准溶液加入自动滴定装置8中，再将可视遮光箱5盖住所述滴定样品瓶6以及所述自动滴定装置8，打开可视遮光箱5的光源7，所述光源为色温为6200K的白光，用黑布覆盖可视遮光箱5，打开基座上的磁力搅拌控制开关，进行滴定，当溶液颜色变蓝，关闭光源和搅拌，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
实施例3
本实施例提供了一种检测水泥或石灰剂量的方法，具体内容如下：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，分为9组，得9个深度组；
步骤二、取第2、第4、第6、第8深度组样品，混合均匀，平铺为半径为1m的圆形样，将所述圆形样均分为8组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为1/8m，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；
步骤三、将所述稳定土试样加入第一调节瓶2，与质量浓度为10%的NH4Cl溶液按质量比1:2.5混合，搅拌，以转速1200r/min搅拌15min，静置，采用自动取样装置4吸取上清液转移至第二调节瓶3中，向第二调节瓶3的液相中加入质量比为1:40的三乙醇胺和质量浓度为1.8%的氢氧化钠溶液的混合溶液，检测液相pH为13，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、利用自动取样装置4吸取待滴定样品至滴定样品瓶6，在滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶口的胶塞相连，将0.02mol/L的EDTA标准溶液加入自动滴定装置8中，再将可视遮光箱5盖住所述滴定样品瓶6以及所述自动滴定装置8，打开可视遮光箱5的光源7，所述光源为色温为6000K的白光，用黑布覆盖可视遮光箱5，打开基座上的磁力搅拌控制开关，进行滴定，当溶液颜色变蓝，关闭光源和搅拌，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
对比例1
本对比例提供一种检测水泥或石灰剂量的方法，与实施例1相比取样方法不同，采用四分法取样，具体内容如下：
步骤一、取样，采用四分法取样，得稳定土试样；
步骤二、将所述稳定土试样加入第一调节瓶2，与质量浓度为10%的NH4Cl溶液按质量比1:2.5混合，搅拌，以转速1200r/min搅拌15min，静置，采用自动取样装置4吸取上清液转移至第二调节瓶3中，向第二调节瓶3的液相中加入质量比为1:30的三乙醇胺和质量浓度为1.8%的氢氧化钠溶液的混合溶液，检测液相pH为12.7，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤三、利用自动取样装置4吸取待滴定样品至滴定样品瓶6，在滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶口的胶塞相连，将0.02mol/L的EDTA标准溶液加入自动滴定装置8中，再将可视遮光箱5盖住所述滴定样品瓶6以及所述自动滴定装置8，打开可视遮光箱5的光源7，所述光源为色温为6500K的白光，用黑布覆盖可视遮光箱5，打开基座上的磁力搅拌控制开关，进行滴定，当溶液颜色变蓝，关闭光源和搅拌，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
对比例2
本对比例提供一种检测水泥或石灰剂量的方法，与实施例1相比，无需在白光条件下滴定，具体内容如下：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，分为8组，得8个深度组；
步骤二、取第1、第3、第5、第7深度组样品，混合均匀，平铺为半径为1m的圆形样，将所述圆形样均分为8组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为1/8m，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；
步骤三、将所述稳定土试样加入第一调节瓶2，与质量浓度为10%的NH4Cl溶液按质量比1:2.5混合，搅拌，以转速1200r/min搅拌15min，静置，采用自动取样装置4吸取上清液转移至第二调节瓶3中，向第二调节瓶3的液相中加入质量比为1:30的三乙醇胺和质量浓度为1.8%的氢氧化钠溶液的混合溶液，检测液相pH为12.7，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、利用自动取样装置4吸取待滴定样品至滴定样品瓶6，在滴定样品瓶6上安装自动滴定装置8，二者通过滴定样品瓶口的胶塞相连，将0.02mol/L的EDTA标准溶液加入自动滴定装置8中，进行滴定，当溶液颜色变蓝，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
对比例3
本对比例提供一种检测水泥或石灰剂量的方法，根据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）中T0809-2009水泥或石灰稳定材料中水泥或石灰剂量测定方法（EDTA滴定法）进行测定。
为了进一步证明本发明的技术效果，本发明配置了确定剂量的稳定土样，其中，所述稳定土样的制备方法为：取1000g中粗土料，加入50g的水泥料，混合均匀，得水泥剂量5%的稳定土样。
本发明分别利用实施例1和对比例1-3的测定方法对其进行检测，其测定结果和准确度测试如表1所示：
表1 实施例1和对比例1-3的测定结果和准确度测试结果
根据表1可以看出，本发明实施例1提供的测定方法对于测定水泥和石灰稳定土样的准确度最高，且重复三次测试，所得测试结果一致，证实利用本发明提供的测定方法所得结果稳定，可信度高，无需多次重复测定，而对比例1-3所提供的测定方法三次测定结果相差较大，所得测定的准确度明显低于本发明实施例，可信度较低，需要多次重复测定获得更可靠数据，大大增加了检测成本。综上，本发明提供的检测水泥或石灰剂量的方法操作简便，测定精确度高，误差较小，无需重复测定，检测成本较低，利用本发明测定的水泥或石灰剂量的测定方法，所的数据可信度更高，可更精确评估道路的施工质量和使用寿命，避免了道路安全隐患的产生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、将水泥或石灰稳定土样混合均匀，堆成圆柱体，将所述圆柱体按照预设的深度间隔进行平均分组，得若干深度组；
步骤二、将所述若干深度组等间隔取样，将各取样样品混合均匀，平铺为半径为r的圆形样，将所述圆形样均分为d组，以圆心为中心，对各组样品进行螺旋式取样，将各取样样品混合均匀，得稳定土试样；其中，各组样品的取样点与圆心的距离依次递增，递增幅度为r/d，2≤d≤10；
步骤三、将所述稳定土试样与NH4Cl溶液混合均匀，静置，固液分离，调节所得液相的pH为12.5-13，加入钙红指示剂，混合均匀，得待滴定样品；
步骤四、白光、搅拌条件下，将EDTA标准溶液滴定至所述待滴定样品中，至滴定完成，根据EDTA标准溶液的使用量计算稳定土样中的水泥或石灰剂量。
2.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤一中，所述若干深度组的组数为7-9组。
3.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤二中，所述等间隔取样为取若干深度组的连续奇数组样品或连续偶数组样品。
4.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤三中，所述稳定土试样与NH4Cl溶液的质量比为1-1.2:2.5-3。
5.如权利要求4所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：所述NH4Cl溶液的质量浓度为9.5%-10.5%。
6.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤三中，所述调节pH所用的调节剂为质量比为1-2:20-50的三乙醇胺和氢氧化钠溶液的混合溶液。
7.如权利要求6所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：所述氢氧化钠溶液的质量浓度为1.75%-1.85%。
8.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤四中，所述白光的色温为6000K-6500K。
9.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤四中，将盛有所述待滴定样品的样品瓶置于顶端和侧壁设有白光光源的可视遮光箱中。
10.如权利要求1所述的检测水泥或石灰剂量的方法，其特征在于：步骤四中，所述搅拌的搅拌速度为200r/min-400r/min。
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