關(guān)于石料堿值測(cè)定方法探究
一、前言
石料與瀝青組成混合料，鋪筑碾壓后形成路面結(jié)構(gòu)。石料與瀝青在混合料中起著復(fù)雜的物理化學(xué)作用，石料的化學(xué)性質(zhì)在很大程度上影響路面的物理力學(xué)性質(zhì)，石料的酸堿性決定著石料與瀝青的粘附性。一般情況下堿性較強(qiáng)的石料與瀝青結(jié)合較好，酸性石料與瀝青結(jié)合較差。石料的酸堿性通常是按石料化學(xué)成分中sio2含量的多少來區(qū)分的，sio2含量大于65%的石料為酸性石料，sio2含量小于52%的石料為堿性石料，sio2含量在52%—65%的石料為中性石料。各種石料中sio2的含量雖有一定的范圍，但要較準(zhǔn)確地確定石料的酸堿性，必須對(duì)石料的化學(xué)組成進(jìn)行分析。而石料成分分析比較麻煩，需要時(shí)間長(zhǎng)。另外，石料難溶于水，而且組成復(fù)雜，有不能像測(cè)定易溶物那樣，通過測(cè)定水溶液的ph值的方法來確定其酸堿性。因此，目前還沒有比較簡(jiǎn)單的方法來測(cè)定石料的酸堿性。本文提出了用相對(duì)比較的方法來確定石料的酸堿性。本文提出了用相對(duì)比較的方法來確定石料的酸堿性強(qiáng)弱，即用分析純的碳酸鈣作為標(biāo)準(zhǔn)，其它石料的酸堿性強(qiáng)弱都與碳酸鈣比較，這樣就可得到各種石料的酸堿性相對(duì)強(qiáng)弱。該方法的理論依據(jù)是酸堿質(zhì)子理論：“凡能與質(zhì)子(h+)結(jié)合的物質(zhì)都是堿。”測(cè)定方法是采用一定濃度的酸對(duì)一定粒徑的石料進(jìn)行侵蝕，然后測(cè)定溶液中消耗掉的h+離子濃度進(jìn)行比較，并定義二者的比值為該石料的“堿值”：
各種石料接受質(zhì)子的能力不同，消耗掉的氫離子濃度也不相同，故堿值的大小不一樣，因此，可以根據(jù)石料的堿值大小，確定其酸堿性的相對(duì)強(qiáng)弱。
二、實(shí)驗(yàn)方法
1.儀器。精密酸度計(jì)、100ml移液管、燒瓶、60cm球型冷凝管、控溫油浴鍋。
2.試劑。分析純堿酸鈣(粒徑0.074mm)0.25m硫酸、0.05m鄰苯二甲酸氫鉀。
3.試樣。選擇有代表性的石料，清洗后烘干，粉碎過篩，取粒徑0.074mm的石粉。
4.分析方法。稱取準(zhǔn)備好的石料(粉)2+0.0002克，同時(shí)稱取同樣質(zhì)量的碳酸鈣，分別放入兩只燒瓶?jī)?nèi)，用移液管各加入0.25m硫酸溶液1000ml ，隨后放入130℃油浴鍋中回流煮沸30分鐘至完全反應(yīng)后，冷卻至室溫。取出燒瓶中的上層清液，用精密酸度計(jì)測(cè)定清液中h+離子濃度。根據(jù)石料和碳酸鈣消耗掉的氫離子濃度，計(jì)算石料的堿值。
三、試驗(yàn)結(jié)果與討論
1.我們用上述方法測(cè)定了石灰?guī)r、安山巖、玄武巖、片麻巖、黑色花崗巖、砂巖和紅色花崗巖等七種石料的堿值，其結(jié)果見表1。
由表中數(shù)據(jù)可以看出，從石灰?guī)r至花崗巖(紅色)的堿值逐漸減小，說明這幾種石料的堿性逐漸減弱、酸性逐漸增強(qiáng)，這與前述石料的酸堿性通常按石料中sio2 的百分含量分類是吻合的。如典型的石灰?guī)r中sio2 的含量為1.01%，屬堿性石料，堿值大;花崗巖中sio2含量為69.62%，屬酸性石料，其堿值小。
2.若將表1中幾種石料的堿值大小順序，與80℃水浸法所得到的瀝青與這幾種石料粘附性的強(qiáng)弱順序(石灰?guī)r安山巖玄武巖片麻巖砂巖花崗巖)進(jìn)行比較，可以看出其規(guī)律是一致的，即堿值愈大的石料與瀝青粘附性愈好。因此，測(cè)定石料的堿值，可以作為測(cè)定石料與瀝青粘附性的一種輔助手段，用于研究和生產(chǎn)中。
3.用該方法測(cè)定的雖是“堿值”，但對(duì)堿性石料或酸性石料都適用。因?yàn)?ldquo;堿值”是選擇純的碳酸鈣作標(biāo)準(zhǔn)而得到的相對(duì)數(shù)值，所以不論什么石料都可以與標(biāo)準(zhǔn)物進(jìn)行比較而得到“堿值”。
4.用該方法測(cè)定各種典型石料的堿值后，如果知道這些典型石料中sio2 的百分含量，將石料中的堿值與sio2 的含量對(duì)比后，就可以根據(jù)石料堿值的大小將石料分成堿性石料、酸性石料和中性石料。這樣，只要知道石料與瀝青的粘附性強(qiáng)弱。這方面工作有待進(jìn)一步研究。
四、結(jié)論
1.本文提出的石料堿值測(cè)定方法是一種簡(jiǎn)便、有效的測(cè)定石料酸堿性的方法。
2.對(duì)同一組石料分別測(cè)定其堿值和測(cè)定其與瀝青的粘附性，所得到的結(jié)果是一致的。
3.石料的酸堿性可以根據(jù)石料堿值的大小進(jìn)行分類。