一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法技术

本发明专利技术公开了一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法，包括：(1)对碱渣原料CO32‑

【技术实现步骤摘要】
一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法


[0001]本专利技术涉及道路碱渣石灰土施工材料掺量检测，尤其涉及一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法。

技术介绍

[0002]碱渣是工业制碱和碱处理过程中排放的固体废渣，碱渣的主要成份为碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等，含有少量的二氧化硫等成份。由于碱渣高含水量、高氯离子等特点，导致固废碱渣处理难度极大，利用率不足15％。碱渣处理以地表堆积为主，占用大量土地资源，污染土壤和地下水，危害生态环境，固废碱渣滞留性大、扩散性小、潜伏期长，如何安全处理固废碱渣已经严重影响企业可持续发展，发展资源化、规模化和高值化的新型碱渣利用方法迫在眉睫。
[0003]近年来道路建设和养护规模逐年扩大，道路施工对水泥、石灰等建材需求量日益增长，路面基层以及路基等层位不铺设钢筋,不存在Cl
‑
腐蚀潜在威胁。随着对生态环境的日益重视，部分地区开始明令限制石灰、水泥等原料的生产。研究证明碱渣含有大量的CaCO3、Ca(OH)2矿物成分，在土颗粒之间产生胶结作用，代替石灰、水泥等传统材料固化天然土，因此碱渣在道路工程领域应用潜力巨大。生石灰CaO溶于水得到熟石灰Ca(OH)2，熟石灰和CO2反应生成碳酸钙，碳酸钙在常温状态下稳定，即CO
32
‑
不易分解。
[0004]基于上述背景，有关学者提出将固废碱渣加入路基土，制备路用碱渣土，从而达到再利用固废碱渣和缓解道路石灰等原料供应紧张难题。实践证明适当的碱渣掺量能够有效提高路基土的力学性能，但当碱渣剂量过高时碱渣土的力学性能下降，且碱渣掺量过高会导致碱渣土含盐量增加，引起路基发生盐胀和溶陷以及腐蚀工程灾害，故在施工过程中对碱渣剂量的检测和控制尤为重要。
[0005]因此，如何有效解决准确检测碱渣石灰土施工时现场碱渣、石灰剂量的准确检测问题，进而加强对道路碱渣石灰土材料配合比控制以及道路施工质量控制是值得探讨的技术问题。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：针对现有技术中存在的不足之处，本专利技术提出一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法，本专利技术适用的碱渣石灰土的类型为非盐渍土，且土中的CO32‑
离子的含量低于0.3mmol/kg，通过对取样的碱渣土进行破碎、烘干、研磨、过筛处理，并制备待测液、进行碳酸根离子、氯离子滴定，根据原材料相关化成组成推算出碱渣混合料中碱渣剂量和石灰剂量，增强了现场施工过程中碱渣含量的控制，确保了碱渣石灰土材料配合比，提高了道路质量。
[0007]技术方案：本专利技术中碱渣石灰土的类型为非盐渍土，且土中的CO32‑
离子的含量低于0.3mmol/kg，本专利技术碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法包括以下步骤：
[0008](1)对碱渣原料CO32‑
离子质量浓度ρ
′
CO32
‑
与碳酸根质量百分数ω
′
CO32
‑
、碱渣Cl
‑
离
子质量浓度ρ
sr
′
Cl
‑
和土Cl
‑
离子质量浓度ρ
s
′
Cl
‑
与碱渣Cl
‑
质量百分数ω
sr
′
Cl
‑
、土Cl
‑
质量百分数ω
s
′
Cl
‑
计算，过程如下：
[0009](1.1)将碱渣和土待测试样烘干过标准筛，取烘干试样放入瓶中，加入去离子水振荡过滤，制备出待测液；
[0010](1.2)进行CO
32
‑
含量检测，检测方法如下：
[0011](1.2.1)吸取浸出液并注入瓶中，滴加酚酞指示剂，如试液不显红色，表示无CO
32
‑
存在；如试液显红色，则表示有CO
32
‑
存在，以H2SO4标准溶液滴定，至红色消失，记录消耗H2SO4标准溶液的体积V，准确至0.05mL；按以下公式计算：
[0012][0013]ω
′
(CO32
‑
)
＝ρ
′
(CO32
‑
)
×
0.0300
×
10
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0014]式中：V——滴定CO
32
‑
时消耗H2SO4标准液体积(mL)；
[0015]c——标准溶液的浓度(mol/L)；
[0016]m——相当于分析时所取浸出液体积的干土质量(g)；
[0017]0.0300——摩尔质量(g/mmol)；
[0018](1.2.2)在滴定CO
32
‑
后的溶液中继续滴定Cl
‑
[0019]首先在硝酸银溶液中滴入NaHCO3溶液，使溶液恢复黄色(pH为7)，然后加入铬酸钾指示剂，用硝酸银标准溶液滴定至浑浊液由黄绿色突变成砖红色，即为滴定终点，记录所用硝酸银的毫升数V1。
[0020]计算公式：
[0021][0022]ω
′
(Cl
‑
)
＝ρ
′
(Cl
‑
)
×
0.0355
×
10
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0023]式中：c——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L)；
[0024]V1——滴定用硝酸银溶液体积(mL)；
[0025]m——相当于分析时所取浸出液体积的干土质量(g)；
[0026]0.0355——氯根的摩尔质量(g/mol)。
[0027](2)现场碱渣石灰土取样；
[0028](3)取样碱渣石灰土CO
32
‑
质量浓度ρ
CO32
‑
、Cl
‑
质量浓度ρ
Cl
‑
测试与CO
32
‑
质量百分数ω
CO32
‑
、Cl
‑
质量百分数ω
Cl
‑
计算；过程同步骤(1)；
[0029](4)碱渣石灰土中碱渣剂量计算：
[0030]根据碱渣和碱渣石灰土中CO
32
‑
质量浓度计算出碱渣石灰土中CO
32
‑
总质量百分数记为ω
(CO32
‑
)
，将出厂风干的碱渣中碳酸根总百分数记为ω
′
(CO32
‑
)
，碱渣石灰土试样中碱渣实际掺入百分比为ω
SR
，用公式(6)计算：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碱渣石灰土中碱渣剂量和石灰剂量测试方法，其特征在于：所述碱渣石灰土为非盐渍土，且土中的CO32‑
离子的含量低于0.3mmol/kg，包括以下步骤：(1)对碱渣原料CO32‑
离子质量浓度ρ
′
CO32
‑
与碳酸根质量百分数ω
′
CO32
‑
、碱渣Cl
‑
离子质量浓度ρ
sr
′
Cl
‑
和土Cl
‑
离子质量浓度ρ
s
′
Cl
‑
与碱渣Cl
‑
质量百分数ω
sr
′
Cl
‑
、土Cl
‑
质量百分数ω
s
′
Cl
‑
计算；过程为：(1.1)将碱渣和土待测试样烘干，取碱渣干样放入瓶中；加入去离子水振荡过滤，制备出待测液；(1.2)进行CO
32
‑
含量检测，检测方法如下：(1.2.1)吸取浸出液并注入瓶中，滴加酚酞指示剂，如试液显红色，则代表有CO
32
‑
存在，以H2SO4标准溶液滴定，至红色消失，按以下公式计算：ω
′
(CO32
‑
)
＝ρ
′
(CO32
‑
)
×
0.0300
×
10
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)式中：V——滴定CO
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‑
时消耗H2SO4标准液体积(mL)；c——标准溶液的浓度(mol/L)；m——相当于分析时所取浸出液体积的干土质量(g)；0.0300——摩尔质量(g/mmol)；(1.2.2)在滴定CO
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‑
的溶液中继续滴定Cl
‑
：首先在硝酸银溶液中滴入NaHCO3溶液，使PH值为7，恢复黄色，加入铬酸钾指示剂，用硝酸银溶液滴定至浑浊液由黄绿色突变成砖红色时，记录所用硝酸银体积V1；采用以下公式计算：ω
′
(Cl
‑
)
＝ρ
′
(Cl
‑
)
×
0.0355
×
10
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中：c——硝酸银标准溶液的浓度(mol/L)；V1——滴定用硝酸银溶液体积(mL)；m——相当于分析时所取浸出液体积的干土质量(g)；0.0355——氯根的摩尔质量(g/mol)；(2)现场碱渣石灰土取样；(3)取样碱渣石灰土CO
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‑
质量浓度ρ
CO32
‑
、Cl
‑
质量浓度ρ
Cl
‑
测试与CO
32
‑
质量百分数、Cl
‑
质量百分数计算ω
CO32
‑
、ω
Cl
‑
，过程同步骤(1)；(4)碱渣石灰土中碱渣剂量计算：根据碱渣和碱渣石灰土中CO
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‑
质量浓度计算出碱渣石灰土中CO
32
‑
总质量百分数记为ω
(CO32
‑
)
，将出厂风干的碱渣中碳酸根总百分数记为ω
′
(CO32
‑
)
，碱渣石灰土试样中碱渣实际掺入百分比为ω
sr
，采用公式(6)计算：式中：ω
sr
——碱渣石灰土试样中碱渣实际掺入质量百分数(％)；
ω
(CO32
‑
)
——碱渣石灰土试样中碳酸根总质量百分数(％)；ω
′
(CO32
‑
)
——出厂风干碱渣中碳酸根总质量百分数(％)；对多组试样进行分析，得到的ω
sr
取平均值；碱渣石灰土待测液体积的干土质量为m，碱渣质量记为m
sr
，采用公式(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：程文波，宋茜茜，徐泉，殷伟，曹军，郭云云，朱胜雪，温学桂，刘辉，孙路路，张坤，
申请(专利权)人：江苏省制盐工业研究所有限公司淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：