第二组硅酸盐水泥熟料

1、项目三：硅酸盐水泥熟料的系统分析 制药131 组员： 主要实验内容 u二氧化硅含量的测定 u三氧化二铁的测定 u三氧化二铝的测定 u二氧化钛含量的测定 u氧化钙的测定-EDTA滴定法（基准法） u氧化镁含量的测定 u火焰原子吸收光谱法 概念 l 凡由硅酸盐水泥熟料，0%5%石灰石或粒化高炉矿渣， 适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，称为硅酸盐水泥， 又称为波特兰水泥。 l 硅酸盐水泥在国际上分为两种类型：1.不掺混合材料的称 I型硅酸盐水泥,其代号为 P,I； 2.在硅酸盐 水泥熟料粉磨 时掺入不超过水泥质量 5%的石灰石或粒化高炉矿渣混 合材料的称 II型硅酸盐水泥, 其代号为,II。 l 中

2、国按混合材料的掺加情况，共分为如下五类: 1.纯熟料硅酸盐水泥 2.普通硅酸盐水泥 3.矿渣硅酸盐水泥 4.火山灰质硅酸盐水泥 5.粉煤灰硅酸盐水泥 硅酸盐水泥的特点及应用: 硅酸盐水泥分425、525、625,725四个标号。其 早期强度比其他几种硅酸盐水泥高510,抗冻 性和耐磨性较好，适用于配制高标号混凝土，用 于较为重要的土木建筑工程。 （1）凝结硬化慢，早期强度低，后期强度增长较 快，因而，这三种水泥不宜用于早强要求高的混 凝土工程，如冬期施工工程等。其中的粉煤灰水 泥早期强度比矿渣水泥和火山灰水泥还低，适合 承载晚的工程。 （2）对温度敏感，适合高温养护。 （3）耐腐蚀性好，可用于

3、有耐腐蚀要的混凝土工 程。但使用时应注意，火山灰水泥抵抗硫酸盐腐 蚀的能力较弱，因而不宜用于有硫酸盐腐蚀介质 的工程中。 （4）水化热小，适用于大体积混凝土工程。 （5）抗冻性与耐磨性差，不宜用于严寒地区水位 升降范围内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浓度高的 环境中，但在一般的工业与中国民航飞行学院空 管学院交通工程土木工程材料作业 硅酸盐水泥的矿物组成 硅酸盐水泥的主要矿物组成是：硅酸三钙 (3CaOSiO2)、硅酸二钙（2CaOSiO2）、铝酸 三钙（3CaOAl2O3）、铁铝酸四钙 (4CaOAl2O3Fe2O3)。 通用硅酸盐水泥的化

4、学指标 不溶物：不溶物是指经盐酸处理后的残渣，再以氢氧化钠 溶液处理，经盐酸中和过 滤后所得的残渣经高温灼烧所剩的物质。不溶 物含量高对水泥质量有不良影响 烧失量：是用来限制石膏和混合材料中的杂质，以保证水 泥质量。若煅烧不理想会使烧失量增加。 三氧化硫：水泥中过量的三氧化硫会与铝酸三钙形成较多 的钙矾石，体积膨胀，危 害安定性。 氧化镁：因水泥中氧化镁水化生成氢氧化镁，体积膨胀， 而其水化速度慢，须以压 蒸的方 法加快其水化，方可判断其安定性。 氯离子：因一定含量的氯离子会腐蚀钢筋，故须加以限制。 通用硅酸盐水泥的物理指标 凝结时间： 初凝是指从水泥加水拌合起至水泥浆开 始失去可塑性所需的时

5、间。 终凝是指从水泥加水拌合起至水泥浆完 全失去可塑性并开始产生强度所需的时间。 安定性：水泥的安定性即体积安定性，是 指水泥在凝结硬化过程中体积变化的均匀 性。 1.熟料中所含的游离氧化钙过多 2.熟料中所含的游离氧化镁过多 3.掺入的石膏过多。熟料中所含的过量的游 离氧化钙或氧化镁会在水泥凝结硬化后与 水发生反应。当石膏掺量过多时，在水泥 硬化后，它还会继续与固态的水化铝酸钙 反应生成高硫型水化硫铝酸钙，体积约增 大1.5倍，也会引起水泥石开裂 分析试样的采集 分析试样的采集: 指从大批物料中采取少量样本 作为原始试样，所采试样应具有高度的代表性， 采取的试样的组成能代表全部物料的平均组成

6、。 （随机取样、周期取样、选择性取样） 样品状态: 固态 样品的来源: 华新南通水泥有限公司，南通市任港 水泥厂，港闸区东港水泥厂 固体试样 试样多样化，不均匀试样应，选取不同部 位进行采样，以保证所采试样的代表性。 土壤样品: 采集深度0-15cm的表地为试样， 按3点式(水田出口，入口和中心点)或5点式 (两条对角线交叉点和对角线的其它4个等分 点)取样。每点采1-2kg，经压碎、风干、粉 碎、过筛、缩分等步骤，取粒径小于0.5 mm的样品作分析试样。 试样 沉积物: 用采泥器从表面往下每隔1米取一个试样，经压 碎、风干、粉碎、过筛、缩分，取小于0.5 mm的样品作 分析试样。 试样经过破

7、碎、过筛、混匀、缩分后才能得到符合分析要 求的试样。 破碎分为粗碎、中碎和细碎甚至研磨。每次破碎后要使 样品全部通过筛孔 GB175-2007通用硅酸盐水泥国 家 标 准 u二氧化硅的测定（氯化铵凝聚重量法） （1）实验步骤： 将配置A溶液过滤的沉淀连同滤纸一并移入 已灼烧并恒重的瓷坩埚中，将坩埚放在电 炉上灰化，灰化完全后放入9501000的 高温炉内灼烧30min，取出坩埚置于干燥器 中冷却至室温，称量，反复灼烧，直至恒 重。 A溶液的配置: 称取约0.5g试样，精确至0.0001g，将试样移入瓷蒸发皿中， 加入少量水润湿，用平头玻璃棒压碎块状物，盖上表面皿， 在皿口处滴加5ml浓盐酸及2

8、3滴浓硝酸，使块状物分解 完全，加入1g氯化铵，充分搅匀，将蒸发皿置于沸水浴上， 皿上放一个玻璃三角架，再盖上表面皿，在沸水浴上蒸发 至干（约15 min）。 取下蒸发皿，加入1020ml热盐酸 （3+97），搅拌使可溶性盐类溶解，用中速滤纸过滤， 用胶头扫棒以热盐酸（3+97）擦洗玻璃棒及蒸发皿，并 洗涤沉淀1012次。滤液及洗液保存在250ml容量瓶中， 冷却至室温后，稀释至刻度线摇匀备用。（即为A溶液） 二氧化硅含量测定试剂与仪器二氧化硅含量测定试剂与仪器 一，试剂： （1）无水碳酸钠 (2)氯化铵 （3）浓盐酸 HCL(1+1) HCL(3+97) （4）浓硝酸 （5)硝酸银溶液（5g

9、/L） (6)焦硫酸钾 (7)钼酸铵溶液（50g/L) (8)抗坏血酸溶液（50g/L) (9)水泥生料 (10)水泥熟料 (11)硫氰酸钾1mol/L 二，仪器: (1)坩埚 (2)高温炉 (3)天平 (4)蒸发皿 (5)干燥器 (6)干燥箱 (7)蒸汽水浴 (8)分光光度法常用仪 器 (9)实验室常用的玻璃 器皿 W胶凝SIO2 =m 1-m 2/m100% W胶凝SIO2 凝胶性二氧化硅质量数 % M 1灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及干锅质量 g M 2灼烧后未经氢氟酸处理的残渣及干锅质量 g M 试料中得质量 g W可溶SIO2 =m 3/m W胶凝SIO2 凝胶性二氧化硅质量数 % M

10、 3测定的100Ml中的二氧化硅的含量 M 试料的质量 （生料试样中的） 二氧化硅的测定(氟硅酸钾滴定法) 氟硅酸钾滴定法试剂:氯化钾溶液（150g/L 50g/L） 氯化钾-乙醇溶液（50g/L） 酚酞指示剂溶液 氢氧化钠标准滴定溶液 氢氧化钠标准溶液浓度公式: C（NaOH）=m1000/V204.2(苯二甲质量分数) m-苯二甲的质量g V-滴定时消耗氢氧化钠滴定溶液的体积ml 二氧化硅质量分数w(sio2) w(sio2)=Tsio2V5/m1000100 Tsio2=C(NaOH)15.02 Tsio2-每毫升氢氧化钠标准滴定溶液相当于sio2的质量分数mg/ml 纯sio2质量分数

11、wsio2（可溶sio2）=m3250/(m251000)100 m3-测定的100ml溶液中的二氧化硅的含量 m-溶液A试样的质量g u三氧化二铁的测定（EDTA配位滴定法） l （1）实验步骤： 吸取25ml试验溶液放入300ml烧杯中，加水稀释 至50ml，用氨水（1+1）和盐酸（1+1）调节溶液pH值在 1.82.0之间（用精密pH试纸检验）。将溶液加热至70， 加10滴磺基水杨酸钠指示剂，用EDTA标准溶液 （0.015mol/L）缓慢地滴定至亮黄色（终点时溶液温度不 低于60）。保留此溶液供测三氧化二铝用。 l （3）试剂与仪器： 氨水溶液（1+1） 盐酸溶液（1+1） 氢氧化钾溶

12、液（200g/L） 磺基水杨酸钠指示剂溶液 CMO混合指示溶液 碳酸钙标准溶液 EDTA标准溶液 l（4）计算公式 ： C(EDTA)=m251000/250V100.09 C(EDTA)-标准溶液浓度mol/L V-滴定时消耗EDTA标准溶液的体积mL m-配制碳酸钙标准溶液的碳酸钙的质量g 100.09-碳酸钙的摩尔质量g/moL EDTA标准溶液对各氧化物滴定度计算如下： 1.TAl2O3=C(EDTA)50.98 2.Tcao=C(EDTA)56.08 3.TMgo=C(EDTA)40.31 wFe2O3=TFe2O310v/(m1000)100=TFe2O3V/m l （5）注意事项

13、： 滴定前应保证二价铁离子全部转或为三价铁离子; 严格控制pH值在1.82.0，低于此值重点颜色变 化缓慢结果偏高。 滴定温度起始在7080摄氏度终点温度在60摄氏 度滴定至终点时应当 慢慢滴定并搅拌 u三氧化二铝的测定（铜盐回滴定法） l （1）实验步骤： 向滴定铁后的溶液中加入EDTA标准溶液至过量 15-20ml，用 水稀释至100120ml，将溶液加热 至70-80后，加入15mlHAc-NaAc( PH=4.3)缓 冲溶液，煮沸1-2 min取下，加5-6滴PAN指示剂， 以硫酸铜标准溶液滴定（0.015mol/L）滴定至亮 紫色 l ( 3 )三氧化二铝含量测定试剂: 氨水溶液 盐

14、酸溶液 PH=3.0缓冲溶液 PH=4.5缓冲溶液 PAN指示剂溶液 EDTA-铜溶液 l ( 4 )计算公式: WAl2O3=TAl2O3V10/m1000=TAl2O3V/m WAl2O3-三氧化二铝的质量分数 TAl2O3-EDTA标准滴定溶液三氧化二铝的滴定度（mg/mL） V-滴定时消耗EDTA标准溶液体积mL m-5.3.1.6(m)中试料的质量g WAl2O3=TAl2O3(V1-KV2)/m-0.64wTiO2 V2:滴定时消耗硫酸铜标准溶液体积 V1:加入EDTA溶液体积 l ( 5 )注意事项： 终点颜色与加入的PAN指示剂的量及EDTA 剩余量有关，应严格按照 规范操作。

15、 加入过量的 EDTA后应将溶液加热至7080/C再 加缓冲溶液。滴滴定 体积应保证在200ml左右并 且在热溶液中进行（方法是煮沸后加入PAN滴定） 试剂：二氧化钛 焦硫酸钾 盐酸溶液：（1+2） （1+10） 硫酸（1+9） 95%乙醇 抗坏血酸溶液：5g/L,将0.5g抗坏血酸溶于100ml水 中，过滤后使用。用时现配 二安替比林甲烷溶液：30g/L盐酸溶液，将1.5g二 安替比林甲烷溶于50ml盐酸（1+10）中，必要时过滤后 使用 仪器：分光光度法常用仪器 试样测定： 从溶液A中，吸取25.00ml溶液放入100ml容量瓶中，加 入10ml盐酸(1+2)，10ml抗坏血酸溶液(5g/

16、L),加入5ml乙醇 （95%），20ml二安替比林甲烷溶液（30g/L).用水稀释 至标线，摇匀。放置40min后，用分光光度计，10mm比 色皿，以水作参比，于波长420nm处测定溶液的吸光度， 在工作曲线上查出二氧化钛的含量（ m）。 结果计算: 二氧化钛的质量分数=m4/m m4-100ml测定溶液中二氧化钛的含量，单位为毫 克 m-溶液A中试料的质量，单位为克 u氧化钙的测定(EDTA配位滴定法) n （1）实验步骤： 吸取25ml溶液放入300ml烧杯中,稀释至200ml,加入5ml三 乙醇胺掩蔽剂,加入适量CMP指示剂，在搅拌下加入氢氧 化钾溶液（200g/L）至出现绿色荧光后再

17、过量5mL-8mL, 此时溶液酸度在PH13以上，用EDTA标准滴定溶液滴定至 绿色荧光消失并变为红色,即为终点. n （ 3 ）试剂：三乙醇胺溶液 氢氧化钾钠溶液：200g/L 钙黄绿素-甲基百里酚蓝-酚酞混合指 示液（简称CMP混合指示剂） EDTA标准溶液:（0.015mon/L) 仪器：滴定分析常用仪器 n （ 4 )计算式: wcao=(TcaoV10 x100)/(m1000)=(TcaoV)/ m（氧化镁质量分数） wcao-氧化钙质量分数 Tcao-EDTA标准滴定溶液对氧化钙的滴定度， 单位mg/mL V-滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，单位mL m-5.3.1.6试样的质

18、量，单位g n ( 5 )注意事项： 严格控制PH值，在PH11时，产生氢氧化镁沉 淀，PH9.5时配 位反应不能完全进行 。 使用酒石酸钾钠和三乙醇胺联合掩蔽效果比单独 使用三乙醇胺要好，使用 时先加酒石酸钾后加三 乙醇胺。 滴定至终点时应缓慢滴定（终点颜色变化迟钝） 加速搅拌进行 K-B指示 剂使用合理 。 u氧化镁的测定(EDTA配位滴定法) （1）实验步骤： 吸取25.00ml试验溶液放入300ml烧杯中,稀释至 250ml,加入1ml酒石酸钾钠5ml 三乙醇胺（1+2） 搅拌。加入25mlNH3-NH4cl(PH=10)缓冲溶液,搅 拌后加入适量KB指示剂.用EDTA标准滴定溶液滴 定至溶液呈纯蓝色. ( 3 ) 试剂: 三乙醇胺溶液 酒石酸钾钠溶液 PH=10缓冲溶液 KB混合指示剂 EDTA标准溶液 仪器：滴定分析常用仪器 u火焰原子吸收光谱法 u（1）基本原理： 火焰原子吸收光谱法火焰原子吸收光谱法的特点:灵敏度 高、抗干扰能力强、精