專利名稱：水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于巖土工程基本土工實(shí)驗(yàn)與材料工程劑量檢測的交叉領(lǐng)域，具體涉及一 種水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的改進(jìn)EDTA滴定法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)行的水泥攪拌樁檢測方法主要包括兩方面內(nèi)容一是樁的感觀檢測，即在成樁 后7天左右，通過檢測樁數(shù)、樁間距、樁位等幾個(gè)方面來檢測樁的感觀情況；二是樁體本身 質(zhì)量的檢測，其中分為樁身的完整性、樁身外形尺寸、均勻性、密實(shí)度、樁身的連續(xù)性、強(qiáng)度 和單樁承載力等。其中深層攪拌樁的質(zhì)量均勻性檢測是通過肉眼觀察鉆孔取出的芯樣來判 斷攪拌樁的樁身各部分的攪拌均勻性和狀態(tài)來判斷，具有很大的經(jīng)驗(yàn)性和不準(zhǔn)確性。而水 泥劑量作為影響水泥攪拌樁的重要因素，需要有效的方法加以控制，而以上方法只能從感 官上加以定性分析無法定量的對(duì)攪拌樁水泥劑量加以控制。EDTA滴定法作為檢測水泥穩(wěn)定土中水泥劑量的有效方法，在公路工程中已得到廣 泛應(yīng)用。EDTA滴定法實(shí)驗(yàn)原理是在盛有過篩后的水泥土容器中加入NH4Cl，經(jīng)過多次振蕩使 Ca2+浸出，靜置一段時(shí)間后吸取上層清液，在清液中加入NaOH(加有三乙醇胺)使Fe3+、A13+、 Mn2+、Mg2+等干擾離子產(chǎn)生沉淀。加入鈣紅和Ca2+形成顯玫瑰紅色的螯合物，用EDTA 二鈉進(jìn) 行滴定，使EDTA 二鈉奪取Ca2+并形成十分穩(wěn)定的螯合物，溶液在滴定終點(diǎn)顯純藍(lán)色。EDTA 滴定值反映了 Ca2+離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，Ca2+離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)又反映了混合料中的水泥劑量。應(yīng) 該注意的是，在接近滴定終點(diǎn)時(shí)，減慢滴定速度，提高滴定精度。但由于水泥攪拌樁施工過程和養(yǎng)護(hù)條件等因素的限制，EDTA滴定法不能直接用于 水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測，具體原因如下(1)、EDTA滴定法操作規(guī)范規(guī)定試樣的含水率變化范圍為2%，但是在水泥攪拌樁 取芯試樣中含水率變化范圍有時(shí)會(huì)達(dá)到15%，不滿足規(guī)范要求。(2)、由于制樣方式和養(yǎng)護(hù)條件的差異會(huì)影響到水泥的水解水化和凝結(jié)硬化的各 個(gè)過程，間接影響Ca2+在NH4C1溶液中的溶出率，從而影響到檢測時(shí)EDTA 二鈉標(biāo)準(zhǔn)液用 量。而水泥攪拌樁的施工和養(yǎng)護(hù)過程和規(guī)范中規(guī)定有較大不同。(3)、《公路無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)范》(JTJ057-94)規(guī)定不受水泥和石灰穩(wěn)定 土齡期(7d以內(nèi))的影響，超過7d后檢測的準(zhǔn)確性難以把握。而水泥攪拌樁只能在施工完 成28d后才能鉆孔取芯進(jìn)行檢測，通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齡期的影響對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用EDTA滴定法檢測水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量 的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，包括以下的步驟試樣制備將現(xiàn)場原位土樣直接拌合到和現(xiàn)場施工相同水灰比的水泥漿中，將試樣制成標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣；試樣的養(yǎng)護(hù)將成型的試樣放在同層次原位素土中擠壓封養(yǎng)護(hù)；EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線的制作EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線的制作 養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)齡期時(shí)，將試樣從密封塑料箱中取出，敲碎過篩，將篩下的土樣裝鋁盒測其含水 率，秤取兩份300g篩下的均勻土樣按照《公路無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)范》(JTJ057-94) 規(guī)定的方法進(jìn)行EDTA滴定實(shí)驗(yàn)，并將結(jié)果校正成300g干土消耗的EDTA 二鈉標(biāo)準(zhǔn)液的體 積，從而得到不同水泥劑量試樣在不同齡期時(shí)的EDTA 二納標(biāo)準(zhǔn)液消耗量，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制 在水泥劑量和EDTA 二鈉標(biāo)準(zhǔn)液消耗量的半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到EDTA消耗 量隨齡期的衰減曲線；各齡期EDTA滴定法的標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作各齡期EDTA滴定法的標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作 由EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線計(jì)算得到各水泥劑量在各齡期時(shí)EDTA消耗量，制作各齡 期時(shí)EDTA滴定法的標(biāo)準(zhǔn)曲線；樣品水泥劑量的測定根據(jù)各齡期時(shí)EDTA滴定法的標(biāo)準(zhǔn)曲線可以檢測相應(yīng)齡期 時(shí)水泥攪拌樁取芯試樣的水泥劑量。前述水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，現(xiàn)場原位土樣取樣后密封存放保 持含水率的一致。前述水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，試樣養(yǎng)護(hù)環(huán)境與原位土環(huán)境一致。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.克服了 EDTA滴定法只能在7d內(nèi)應(yīng)用的局限性，能夠在各個(gè)齡期時(shí)檢測水泥攪 拌樁取芯試樣的水泥劑量。2.當(dāng)含水率變化較大時(shí)，一定質(zhì)量的濕土中水的質(zhì)量變化較大，采用干土質(zhì)量標(biāo) 準(zhǔn)能夠很好的反映出土中Ca2+(水泥劑量)和EDTA 二鈉標(biāo)準(zhǔn)液消耗量之間的關(guān)系，消除了 試樣中水的質(zhì)量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。3.本方案能很好的模擬水泥攪拌樁施工和養(yǎng)護(hù)過程，測定結(jié)果的準(zhǔn)確性高。


圖1為300g干土 EDTA 二鈉耗量隨齡期的衰減圖；圖2為實(shí)施例1中齡期為3d所獲得的標(biāo)準(zhǔn)曲線；圖3為實(shí)施例2至實(shí)施例7齡期分別為7d、14d、28d、35d、49d和90d的標(biāo)準(zhǔn)曲線。
具體實(shí)施例方式以下以齡期為3d的水泥攪拌樁取芯實(shí)驗(yàn)具體檢測為例，具體說明本發(fā)明的保護(hù)范圍。1、試樣制備取工地用水泥和土，并用不透氣塑料袋密封裝運(yùn)存放以保持含水率一致。設(shè)計(jì) 15%、20%、25%、30%、35% 5個(gè)水泥劑量，混合料組成按下式計(jì)算水泥質(zhì)量=濕土質(zhì)量X水泥劑量；(公式1)水質(zhì)量=水泥質(zhì)量/水灰比。(公式2)
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實(shí)驗(yàn)采用普通硅酸鹽C42. 5水泥，水灰比為1.5 1，配比參數(shù)如表1。表1試樣配比參數(shù)表
權(quán)利要求
水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，包括以下的步驟(1)、試樣制備將現(xiàn)場原位土樣直接拌合到與現(xiàn)場施工相同水灰比的水泥漿中，試樣制備成標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣；(2)、試樣的養(yǎng)護(hù)將成型的試樣放在同層次原位素土中密封擠壓養(yǎng)護(hù)；(3)、EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線的制作養(yǎng)護(hù)到設(shè)計(jì)齡期時(shí)，將試樣從密封箱取出，敲碎過篩，將篩下的土樣裝鋁盒測其含水率，秤取兩份300g篩下的均勻土樣，按照規(guī)范規(guī)定的方法進(jìn)行EDTA滴定實(shí)驗(yàn)，并將結(jié)果校正成300g干土消耗的EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)液的體積，從而得到不同水泥劑量試樣在不同齡期時(shí)的EDTA二納標(biāo)準(zhǔn)液消耗量，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果繪制在水泥劑量和EDTA二鈉標(biāo)準(zhǔn)液消耗量的半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線；(4)、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作由EDTA消耗量隨齡期的衰減曲線計(jì)算得到各水泥劑量在各齡期時(shí)消耗量隨齡期的衰減曲線計(jì)算得到各水泥劑量試樣在某一齡期時(shí)EDTA消耗量，以EDTA消耗量為縱坐標(biāo)，水泥劑量為橫坐標(biāo)得到這一齡期的標(biāo)準(zhǔn)曲線；(5)、樣品水泥劑量的測定根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線可以查到相應(yīng)齡期時(shí)水泥攪拌樁取芯試樣的水泥劑量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，其特征在于現(xiàn)場 原位土樣取樣后密封存放保持含水率的一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，其特征在于試樣 養(yǎng)護(hù)環(huán)境與原位土環(huán)境一致。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水泥攪拌樁取芯試樣水泥劑量的檢測方法，將含水率沒有發(fā)生較大變化的現(xiàn)場原位土樣直接拌合到和現(xiàn)場施工相同水灰比的水泥漿中，試樣制備成標(biāo)準(zhǔn)圓柱狀無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試樣；試樣成型后放在同層次原位素土中擠壓密封養(yǎng)護(hù)；達(dá)到預(yù)定齡期后，進(jìn)行EDTA滴定，得到EDTA二鈉消耗量隨齡期的衰減規(guī)律曲線，并由該曲線建立各齡期的標(biāo)準(zhǔn)曲線；測定樣品的EDTA消耗量，由標(biāo)準(zhǔn)曲線查得水泥劑量，該值即為待測攪拌樁取芯試樣的水泥劑量。本發(fā)明的操作簡便，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，穩(wěn)定性好，重復(fù)性好。
文檔編號(hào)G01N31/16GK101982770SQ20101054324
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者豐土根, 佟宏偉, 劉潯, 呂子鑫, 張福海, 李玉龍, 楊立國, 王磊 申請(qǐng)人:河海大學(xué)