道路用粉煤灰授课讲义

沈东明2011年06月20日(40min)道路用粉煤灰授课讲义江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd2江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时一、检测依据《公路路面基层施工技术规范》JTJ034—2000《水泥化学分析方法》GB/T176-2008《粉煤灰石灰类道路基层施工及验收规程》CJJ4-1997《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd3江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时二、基本概念1、粉煤灰概念：粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳2、粉煤灰用途：用于水泥和混凝土、生产建材产品、道路工程等。3、主要检测参数①烧失量②SiO2、Al2O3、Fe2O3含量江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd4江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时三、技术指标技术指标（JTJ034—2000）（1）粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的总含量应大于70%（2）粉煤灰的烧失量不应超过20%（3）粉煤灰的比表面积宜大于2500cm2/g（或90%通过0.3mm筛孔，70%通过0.075mm筛孔）。（4）干粉煤灰和湿粉煤灰都可以应用。湿粉煤灰的含水量不宜超过35%江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd5江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时四、取样及制备要求（1）在组织现场施工以前以及在施工过程中，原材料(包括土)或混合料发生变化时，必须对拟采用的材料进行规定的基本性质试验，评定材料质量和性能是否符合要求。（2）对用做底基层和基层的原材料，对于粉煤灰应进行烧失量的试验，目的是为了确定粉煤灰是否适用；频度为做材料组成设计前测2个样品江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd6江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法1、烧失量方法提要：试样在（950±25）℃的高温炉中灼烧，驱除二氧化碳和水分，同时将存在的易氧化的元素氧化。通常矿渣硅酸盐水泥应对由硫化物的氧化所引起的烧失量的误差进行校正，而其他元素的氧化引起的误差一般可忽略不计。仪器设备：（1）高温炉，可控制温度在（700±25）℃、（900±25）℃、（950±25）℃；（2）天平，精度0.0001g；（3）干燥器，内装变色硅胶江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd7江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法分析步骤：称取约1g试样，精确至0.0001g，（m1）放入已灼烧恒量的瓷坩埚中，将盖斜至于坩埚上，放在高温炉内，从低温开始逐渐升高温度，在700℃下灼烧15-20min，取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量。反复灼烧，直至恒量。（m0）结果的计算与表示：100101mmmwLOI江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd8江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法注意事项：恒量：经过第一次灼烧、冷却、称量后，通过连续对每次15min的灼烧，然后冷却、称量的方法来检查恒定质量，当连续两次称量之差小于0.0005g时，即达到恒量。试验次数为两次，用两次试验结果平均值来表示测定结果重复性限0.15%，再现性限0.25%（绝对值）江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd9江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法2、二氧化硅测定（基准法）方法提要：试样以无水碳酸钠烧结，盐酸溶解，加入固体氯化铵于蒸汽水浴上加热蒸发，使硅酸凝聚，经过滤后称量。用氢氟酸处理后，失去的质量即为胶凝性二氧化硅含量，加上从滤液中比色回收的可溶性二氧化硅含量即为总二氧化硅含量。江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd10江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法方法原理：硅酸盐中除碱金属硅酸盐（Na2SiO3、K2SiO3）可溶于水外，只有少数硅酸盐可被酸完全分解，大部分硅酸盐即不溶于水又不溶于酸，因此在测定硅酸盐中的二氧化硅的含量时，必须借熔融的方法，使其转变为碱金属硅酸盐，然后用酸分解、脱水将二氧化硅分离出来。在含有硅酸的浓盐酸溶液中加入足量的固体氯化铵，由于氯化铵的水解，夺取了硅酸颗粒中的水分，加速了脱水过程，使硅酸的水溶胶变成水凝胶。江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd11江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法分析步骤：（1）胶凝性二氧化硅测定A、试样（m1，约0.5g，精确至0.0001g，铂坩埚）→灼烧（950-1000℃，5min）→冷却→玻璃棒压碎块状物（加快反应速度）→加入无水碳酸钠（0.30±0.01g，磨细至粉末状）→混合均匀→灼烧（950-1000℃，10min）→冷却→烧结成块目的：熔融形成碱金属硅酸盐江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd12江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法B、烧结块→移入蒸发皿，加少量水润湿→用玻璃棒压碎块状物→盖上表面皿→加酸（盐酸，质量分数36-38%，5mL；硝酸质量分数，65-68%，2-3滴）→反应→反应停止后取下表面皿，压碎块状物，使其完全分解→洗涤坩埚（盐酸（1+1），数次）→洗液合并于蒸发皿→蒸汽水浴→蒸发至糊状→加氯化铵（约1g）→充分搅拌→蒸发至干后继续蒸发10-15min；目的：酸溶解和利用氯化铵脱水江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd13江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法C、溶解蒸发产物（热盐酸，（3+97），10-20mL）→过滤（中速，定量滤纸）→沉淀物处理（热盐酸，（3+97），洗涤3-4次，然后用热水洗涤直至检验不到氯离子）→滤液和洗涤液收集于250mL容量瓶中；目的：收集可溶性二氧化硅江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd14江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法D、沉淀物和滤纸→移入铂坩埚→电炉干燥灰化→灼烧，高温炉（950-1000℃，60min）→冷却→反复灼烧→恒量（m2）；E、坩埚内加水润湿沉淀→加酸（3滴硫酸（1+4），10mL氢氟酸）→电热板升温去除三氧化硫→灼烧，高温炉（950-1000℃，30min）→冷却→反复灼烧→恒量（m3）；目的：对于不溶性二氧化硅进行处理江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd15江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法（2）经氢氟酸处理后的残渣的分解残渣→加入焦硫酸钾（K2S2O7，0.5g）→熔融（喷灯）→熔块溶解（热水+数滴盐酸（1+1））→溶液合并入容量瓶→稀释至标线获得溶液A此溶液可用于测定滤液中残留的可溶性二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝等；江苏省建筑科学研究院江苏搏特新材料有限公司JiangsuInstituteofBuildingScienceJiangsuBoteNewMaterialsCo.,Ltd16江苏省建筑工程质量检测中心有限公司公正科学JIANGSUTESTINGCENTERFORQUALITYOFCONSTRUCTIONENGINEERING(Co.ltd)准确及时五、试验方法（3）可溶性二氧化硅的测定-硅钼蓝分光光度法从溶液A中吸取25.00mL溶液放入100mL容量瓶中，加水稀释至40mL，依次加入5mL盐酸（1+10）、8mL乙醇、6mL钼酸铵，摇匀，放置30min后加入20mL盐酸（1+1）、5mL抗坏血酸溶液，用水稀释至标线，摇匀。放置60min后，用分光光度计，10mm比色皿，以水作参比，于波长660nm处测定溶液吸光度，在工作曲线上查出二氧化硅的含量（m4）。注