1、項(xiàng)目三：硅酸鹽水泥熟料的系統(tǒng)分析,制藥131 組員：,主要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,二氧化硅含量的測(cè)定 三氧化二鐵的測(cè)定 三氧化二鋁的測(cè)定 二氧化鈦含量的測(cè)定 氧化鈣的測(cè)定-EDTA滴定法（基準(zhǔn)法） 氧化鎂含量的測(cè)定 火焰原子吸收光譜法,概念,凡由硅酸鹽水泥熟料，0%5%石灰石或?；郀t礦渣， 適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥，又稱為波特蘭水泥。 硅酸鹽水泥在國(guó)際上分為兩種類型：1.不摻混合材料的稱 I型硅酸鹽水泥,其代號(hào)為 P,I； 2.在硅酸鹽 水泥熟料粉磨時(shí)摻入不超過水泥質(zhì)量 5%的石灰石或?；郀t礦渣混合材料的稱 II型硅酸鹽水泥, 其代號(hào)為,II。 中國(guó)按混合材料的摻加情況，共分為如

2、下五類: 1.純熟料硅酸鹽水泥 2.普通硅酸鹽水泥 3.礦渣硅酸鹽水泥 4.火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥 5.粉煤灰硅酸鹽水泥,硅酸鹽水泥的特點(diǎn)及應(yīng)用:,硅酸鹽水泥分425、525、625,725四個(gè)標(biāo)號(hào)。其早期強(qiáng)度比其他幾種硅酸鹽水泥高510,抗凍性和耐磨性較好，適用于配制高標(biāo)號(hào)混凝土，用于較為重要的土木建筑工程。 （1）凝結(jié)硬化慢，早期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，因而，這三種水泥不宜用于早強(qiáng)要求高的混凝土工程，如冬期施工工程等。其中的粉煤灰水泥早期強(qiáng)度比礦渣水泥和火山灰水泥還低，適合承載晚的工程。 （2）對(duì)溫度敏感，適合高溫養(yǎng)護(hù)。,（3）耐腐蝕性好，可用于有耐腐蝕要的混凝土工程。但使用時(shí)應(yīng)注意，火山灰

3、水泥抵抗硫酸鹽腐蝕的能力較弱，因而不宜用于有硫酸鹽腐蝕介質(zhì)的工程中。 （4）水化熱小，適用于大體積混凝土工程。 （5）抗凍性與耐磨性差，不宜用于嚴(yán)寒地區(qū)水位升降范圍內(nèi)的混凝土工程和有耐磨要求的混凝土工程中。 （6）抗碳化能力差，因而不宜用于CO2濃度高的環(huán)境中，但在一般的工業(yè)與中國(guó)民航飛行學(xué)院空管學(xué)院交通工程土木工程材料作業(yè),硅酸鹽水泥的礦物組成,硅酸鹽水泥的主要礦物組成是：硅酸三鈣(3CaOSiO2)、硅酸二鈣（2CaOSiO2）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3）、鐵鋁酸四鈣(4CaOAl2O3Fe2O3)。,通用硅酸鹽水泥的化學(xué)指標(biāo),不溶物：不溶物是指經(jīng)鹽酸處理后的殘?jiān)?，再以氫氧化鈉溶液處理

4、，經(jīng)鹽酸中和過 濾后所得的殘?jiān)?jīng)高溫灼燒所剩的物質(zhì)。不溶物含量高對(duì)水泥質(zhì)量有不良影響 燒失量：是用來限制石膏和混合材料中的雜質(zhì)，以保證水泥質(zhì)量。若煅燒不理想會(huì)使燒失量增加。 三氧化硫：水泥中過量的三氧化硫會(huì)與鋁酸三鈣形成較多的鈣礬石，體積膨脹，危 害安定性。 氧化鎂：因水泥中氧化鎂水化生成氫氧化鎂，體積膨脹，而其水化速度慢，須以壓 蒸的方法加快其水化，方可判斷其安定性。 氯離子：因一定含量的氯離子會(huì)腐蝕鋼筋，故須加以限制。,通用硅酸鹽水泥的物理指標(biāo),凝結(jié)時(shí)間： 初凝是指從水泥加水拌合起至水泥漿開始失去可塑性所需的時(shí)間。 終凝是指從水泥加水拌合起至水泥漿完全失去可塑性并開始產(chǎn)生強(qiáng)度所需的時(shí)間。

5、安定性：水泥的安定性即體積安定性，是指水泥在凝結(jié)硬化過程中體積變化的均勻性。,引起水泥安定性不良的主要原因,1.熟料中所含的游離氧化鈣過多 2.熟料中所含的游離氧化鎂過多 3.摻入的石膏過多。熟料中所含的過量的游離氧化鈣或氧化鎂會(huì)在水泥凝結(jié)硬化后與水發(fā)生反應(yīng)。當(dāng)石膏摻量過多時(shí)，在水泥硬化后，它還會(huì)繼續(xù)與固態(tài)的水化鋁酸鈣反應(yīng)生成高硫型水化硫鋁酸鈣，體積約增大1.5倍，也會(huì)引起水泥石開裂,分析試樣的采集,分析試樣的采集: 指從大批物料中采取少量樣本作為原始試樣，所采試樣應(yīng)具有高度的代表性，采取的試樣的組成能代表全部物料的平均組成。 （隨機(jī)取樣、周期取樣、選擇性取樣） 樣品狀態(tài): 固態(tài) 樣品的來源:

6、 華新南通水泥有限公司，南通市任港水泥廠，港閘區(qū)東港水泥廠,固體試樣,試樣多樣化，不均勻試樣應(yīng)，選取不同部位進(jìn)行采樣，以保證所采試樣的代表性。土壤樣品: 采集深度0-15cm的表地為試樣，按3點(diǎn)式(水田出口，入口和中心點(diǎn))或5點(diǎn)式(兩條對(duì)角線交叉點(diǎn)和對(duì)角線的其它4個(gè)等分點(diǎn))取樣。每點(diǎn)采1-2kg，經(jīng)壓碎、風(fēng)干、粉碎、過篩、縮分等步驟，取粒徑小于0.5 mm的樣品作分析試樣。,試樣,沉積物: 用采泥器從表面往下每隔1米取一個(gè)試樣，經(jīng)壓碎、風(fēng)干、粉碎、過篩、縮分，取小于0.5 mm的樣品作分析試樣。 試樣經(jīng)過破碎、過篩、混勻、縮分后才能得到符合分析要求的試樣。 破碎分為粗碎、中碎和細(xì)碎甚至研磨。每

7、次破碎后要使樣品全部通過篩孔,GB175-2007通用硅酸鹽水泥國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn),二氧化硅的測(cè)定（氯化銨凝聚重量法）,（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 將配置A溶液過濾的沉淀連同濾紙一并移入已灼燒并恒重的瓷坩堝中，將坩堝放在電爐上灰化，灰化完全后放入9501000的高溫爐內(nèi)灼燒30min，取出坩堝置于干燥器中冷卻至室溫，稱量，反復(fù)灼燒，直至恒重。,A溶液的配置: 稱取約0.5g試樣，精確至0.0001g，將試樣移入瓷蒸發(fā)皿中，加入少量水潤(rùn)濕，用平頭玻璃棒壓碎塊狀物，蓋上表面皿，在皿口處滴加5ml濃鹽酸及23滴濃硝酸，使塊狀物分解完全，加入1g氯化銨，充分?jǐn)噭?，將蒸發(fā)皿置于沸水浴上，皿上放一個(gè)玻璃三角架，再蓋上表

8、面皿，在沸水浴上蒸發(fā)至干（約15 min）。 取下蒸發(fā)皿，加入1020ml熱鹽酸（3+97），攪拌使可溶性鹽類溶解，用中速濾紙過濾，用膠頭掃棒以熱鹽酸（3+97）擦洗玻璃棒及蒸發(fā)皿，并洗滌沉淀1012次。濾液及洗液保存在250ml容量瓶中，冷卻至室溫后，稀釋至刻度線搖勻備用。（即為A溶液）,（2）基準(zhǔn)法原理： 試樣以無水碳酸鈉燒結(jié)，鹽酸溶解，加入固體氯化銨于蒸汽水浴上加熱蒸發(fā)，使硅酸凝聚，經(jīng)過濾灼燒后稱量。用氫氟酸處理后，失去的質(zhì)量即為膠凝性二氧化硅的含量，加上從濾液中比色回收的可溶性熱氧化硅含量即為總熱氧化硅含量。,二氧化硅含量測(cè)定試劑與儀器,一，試劑： （1）無水碳酸鈉 (2)氯化銨 （3

9、）濃鹽酸 HCL(1+1) HCL(3+97) （4）濃硝酸 （5)硝酸銀溶液（5g/L） (6)焦硫酸鉀 (7)鉬酸銨溶液（50g/L) (8)抗壞血酸溶液（50g/L) (9)水泥生料 (10)水泥熟料 (11)硫氰酸鉀1mol/L,二，儀器: (1)坩堝 (2)高溫爐 (3)天平 (4)蒸發(fā)皿 (5)干燥器 (6)干燥箱 (7)蒸汽水浴 (8)分光光度法常用儀器 (9)實(shí)驗(yàn)室常用的玻璃器皿,膠凝性二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù),W膠凝SIO2 =m 1-m 2/m100% W膠凝SIO2 凝膠性二氧化硅質(zhì)量數(shù) % M 1灼燒后未經(jīng)氫氟酸處理的沉淀及干鍋質(zhì)量 g M 2灼燒后未經(jīng)氫氟酸處理的殘?jiān)案慑佡|(zhì)

10、量 g M 試料中得質(zhì)量 g W可溶SIO2 =m 3/m W膠凝SIO2 凝膠性二氧化硅質(zhì)量數(shù) % M 3測(cè)定的100Ml中的二氧化硅的含量 M 試料的質(zhì)量 （生料試樣中的）,二氧化硅的測(cè)定(氟硅酸鉀滴定法),氟硅酸鉀滴定法試劑:氯化鉀溶液（150g/L 50g/L） 氯化鉀-乙醇溶液（50g/L） 酚酞指示劑溶液 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度公式: C（NaOH）=m1000/V204.2(苯二甲質(zhì)量分?jǐn)?shù)) m-苯二甲的質(zhì)量g V-滴定時(shí)消耗氫氧化鈉滴定溶液的體積ml 二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(sio2) w(sio2)=Tsio2V5/m1000100 Tsio2=C(NaOH)

11、15.02 Tsio2-每毫升氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)于sio2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)mg/ml 純sio2質(zhì)量分?jǐn)?shù)wsio2（可溶sio2）=m3250/(m251000)100 m3-測(cè)定的100ml溶液中的二氧化硅的含量 m-溶液A試樣的質(zhì)量g,三氧化二鐵的測(cè)定（EDTA配位滴定法）,（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 吸取25ml試驗(yàn)溶液放入300ml燒杯中，加水稀釋 至50ml，用氨水（1+1）和鹽酸（1+1）調(diào)節(jié)溶液pH值在1.82.0之間（用精密pH試紙檢驗(yàn)）。將溶液加熱至70，加10滴磺基水楊酸鈉指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.015mol/L）緩慢地滴定至亮黃色（終點(diǎn)時(shí)溶液溫度不 低于60）。保留此溶液供

12、測(cè)三氧化二鋁用。 ( 2 )測(cè)定原理： 在pH=1.82.0及6070的溶液中，以磺基水楊酸 或其鈉鹽為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液直接滴 定溶液中的3價(jià)鐵離子。,（3）試劑與儀器： 氨水溶液（1+1） 鹽酸溶液（1+1） 氫氧化鉀溶液（200g/L） 磺基水楊酸鈉指示劑溶液 CMO混合指示溶液 碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,（4）計(jì)算公式 ：C(EDTA)=m251000/250V100.09 C(EDTA)-標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度mol/L V-滴定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積mL m-配制碳酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的碳酸鈣的質(zhì)量g 100.09-碳酸鈣的摩爾質(zhì)量g/moL EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液對(duì)各氧化物滴定

13、度計(jì)算如下： 1.TAl2O3=C(EDTA)50.98 2.Tcao=C(EDTA)56.08 3.TMgo=C(EDTA)40.31 wFe2O3=TFe2O310v/(m1000)100=TFe2O3V/m,（5）注意事項(xiàng)： 滴定前應(yīng)保證二價(jià)鐵離子全部轉(zhuǎn)或?yàn)槿齼r(jià)鐵離子; 嚴(yán)格控制pH值在1.82.0，低于此值重點(diǎn)顏色變化緩慢結(jié)果偏高。 滴定溫度起始在7080攝氏度終點(diǎn)溫度在60攝氏度滴定至終點(diǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng) 慢慢滴定并攪拌,三氧化二鋁的測(cè)定（銅鹽回滴定法）,（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 向滴定鐵后的溶液中加入EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液至過量15-20ml，用 水稀釋至100120ml，將溶液加熱至70-80后，加入1

14、5mlHAc-NaAc( PH=4.3)緩沖溶液，煮沸1-2 min取下，加5-6滴PAN指示劑，以硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定（0.015mol/L）滴定至亮紫色,( 2 )測(cè)定原理: 于滴定鐵后的溶液中，調(diào)整pH=3，在煮沸下用EDTA- 銅和PAN為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 滴定。 用EDTA直接滴定3價(jià)鋁離子，因所用指示劑和測(cè)定時(shí)溶液pH的不同，而有多種不同的方法。目前，大多在pH=3的煮沸的溶液中，用PAN和等物質(zhì)的量配制的 EDTA-Cu為指示劑，以EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液直接進(jìn)行滴定。,( 3 )三氧化二鋁含量測(cè)定試劑: 氨水溶液 鹽酸溶液 PH=3.0緩沖溶液 PH=4.5緩沖溶液 P

15、AN指示劑溶液 EDTA-銅溶液,( 4 )計(jì)算公式: WAl2O3=TAl2O3V10/m1000=TAl2O3V/m WAl2O3-三氧化二鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù) TAl2O3-EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液三氧化二鋁的滴定度（mg/mL） V-滴定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積mL m-5.3.1.6(m)中試料的質(zhì)量g WAl2O3=TAl2O3(V1-KV2)/m-0.64wTiO2 V2:滴定時(shí)消耗硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)溶液體積 V1:加入EDTA溶液體積,( 5 )注意事項(xiàng)： 終點(diǎn)顏色與加入的PAN指示劑的量及EDTA剩余量有關(guān)，應(yīng)嚴(yán)格按照 規(guī)范操作。 加入過量的 EDTA后應(yīng)將溶液加熱至7080/C再加緩沖溶液。

16、滴滴定 體積應(yīng)保證在200ml左右并且在熱溶液中進(jìn)行（方法是煮沸后加入PAN滴定）,試劑：二氧化鈦 焦硫酸鉀 鹽酸溶液：（1+2） （1+10） 硫酸（1+9） 95%乙醇 抗壞血酸溶液：5g/L,將0.5g抗壞血酸溶于100ml水中，過濾后使用。用時(shí)現(xiàn)配 二安替比林甲烷溶液：30g/L鹽酸溶液，將1.5g二安替比林甲烷溶于50ml鹽酸（1+10）中，必要時(shí)過濾后使用 儀器：分光光度法常用儀器,試樣測(cè)定： 從溶液A中，吸取25.00ml溶液放入100ml容量瓶中，加入10ml鹽酸(1+2)，10ml抗壞血酸溶液(5g/L),加入5ml乙醇（95%），20ml二安替比林甲烷溶液（30g/L).用

17、水稀釋至標(biāo)線，搖勻。放置40min后，用分光光度計(jì)，10mm比色皿，以水作參比，于波長(zhǎng)420nm處測(cè)定溶液的吸光度，在工作曲線上查出二氧化鈦的含量（ m）。,結(jié)果計(jì)算: 二氧化鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=m4/m m4-100ml測(cè)定溶液中二氧化鈦的含量，單位為毫克 m-溶液A中試料的質(zhì)量，單位為克,氧化鈣的測(cè)定(EDTA配位滴定法),（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 吸取25ml溶液放入300ml燒杯中,稀釋至200ml,加入5ml三乙醇胺掩蔽劑,加入適量CMP指示劑，在攪拌下加入氫氧化鉀溶液（200g/L）至出現(xiàn)綠色熒光后再過量5mL-8mL,此時(shí)溶液酸度在PH13以上，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定至綠色熒光消失并變?yōu)榧t

18、色,即為終點(diǎn).,( 2 )測(cè)定原理: 在pH=13以上的強(qiáng)堿溶液中，以三乙胺醇為掩蔽劑，用鈣黃素-甲基百里香酚藍(lán)-酚酞混合指示劑（簡(jiǎn)稱CMP混合指示劑），用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。,（ 3 ）試劑：三乙醇胺溶液 氫氧化鉀鈉溶液：200g/L 鈣黃綠素-甲基百里酚藍(lán)-酚酞混合指 示液（簡(jiǎn)稱CMP混合指示劑） EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液:（0.015mon/L) 儀器：滴定分析常用儀器,（ 4 )計(jì)算式: wcao=(TcaoV10 x100)/(m1000)=(TcaoV)/m（氧化鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)） wcao-氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù) Tcao-EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液對(duì)氧化鈣的滴定度，單位mg/mL V-滴定時(shí)消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位mL m-5.3.1.6試樣的質(zhì)量，單位g,( 5 )注意事項(xiàng)： 嚴(yán)格控制PH值，在PH11時(shí)，產(chǎn)生氫氧化鎂沉淀，PH9.5時(shí)配 位反應(yīng)不能完全進(jìn)行 。 使用酒石酸鉀鈉和三乙醇胺聯(lián)合掩蔽效果比單獨(dú)使用三乙醇胺要好，使用 時(shí)先加酒石酸鉀后加三乙醇胺。 滴定至終點(diǎn)時(shí)應(yīng)緩慢滴定（終點(diǎn)顏色變化遲鈍）加速攪拌進(jìn)行 K-B指示 劑使用合理 。,氧化鎂的測(cè)定(EDTA配位滴定法),（1）實(shí)驗(yàn)步驟： 吸取25.00ml試驗(yàn)溶液放入300ml燒杯中,稀釋至250ml,加入1ml酒石酸鉀