关于石料碱值测定方法探究

一、前言

石料与沥青组成混合料，铺筑碾压后形成路面结构。石料与沥青在混合料中起着复杂的物理化学作用，石料的化学性质在很大程度上影响路面的物理力学性质，石料的酸碱性决定着石料与沥青的粘附性。一般情况下碱性较强的石料与沥青结合较好，酸性石料与沥青结合较差。石料的酸碱性通常是按石料化学成分中sio2含量的多少来区分的，sio2含量大于65%的石料为酸性石料，sio2含量小于52%的石料为碱性石料，sio2含量在52%—65%的石料为中性石料。各种石料中sio2的含量虽有一定的范围，但要较准确地确定石料的酸碱性，必须对石料的化学组成进行分析。而石料成分分析比较麻烦，需要时间长。另外，石料难溶于水，而且组成复杂，有不能像测定易溶物那样，通过测定水溶液的ph值的方法来确定其酸碱性。因此，目前还没有比较简单的方法来测定石料的酸碱性。本文提出了用相对比较的方法来确定石料的酸碱性。本文提出了用相对比较的方法来确定石料的酸碱性强弱，即用分析纯的碳酸钙作为标准，其它石料的酸碱性强弱都与碳酸钙比较，这样就可得到各种石料的酸碱性相对强弱。该方法的理论依据是酸碱质子理论：“凡能与质子(h+)结合的物质都是碱。”测定方法是采用一定浓度的酸对一定粒径的石料进行侵蚀，然后测定溶液中消耗掉的h+离子浓度进行比较，并定义二者的比值为该石料的“碱值”：

各种石料接受质子的能力不同，消耗掉的氢离子浓度也不相同，故碱值的大小不一样，因此，可以根据石料的碱值大小，确定其酸碱性的相对强弱。

二、实验方法

1.仪器。精密酸度计、100ml移液管、烧瓶、60cm球型冷凝管、控温油浴锅。

2.试剂。分析纯碱酸钙(粒径0.074mm)0.25m硫酸、0.05m邻苯二甲酸氢钾。

3.试样。选择有代表性的石料，清洗后烘干，粉碎过筛，取粒径0.074mm的石粉。

4.分析方法。称取准备好的石料(粉)2+0.0002克，同时称取同样质量的碳酸钙，分别放入两只烧瓶内，用移液管各加入0.25m硫酸溶液1000ml ，随后放入130℃油浴锅中回流煮沸30分钟至完全反应后，冷却至室温。取出烧瓶中的上层清液，用精密酸度计测定清液中h+离子浓度。根据石料和碳酸钙消耗掉的氢离子浓度，计算石料的碱值。

三、试验结果与讨论

1.我们用上述方法测定了石灰岩、安山岩、玄武岩、片麻岩、黑色花岗岩、砂岩和红色花岗岩等七种石料的碱值，其结果见表1。

由表中数据可以看出，从石灰岩至花岗岩(红色)的碱值逐渐减小，说明这几种石料的碱性逐渐减弱、酸性逐渐增强，这与前述石料的酸碱性通常按石料中sio2 的百分含量分类是吻合的。如典型的石灰岩中sio2 的含量为1.01%，属碱性石料，碱值大;花岗岩中sio2含量为69.62%，属酸性石料，其碱值小。

2.若将表1中几种石料的碱值大小顺序，与80℃水浸法所得到的沥青与这几种石料粘附性的强弱顺序(石灰岩安山岩玄武岩片麻岩砂岩花岗岩)进行比较，可以看出其规律是一致的，即碱值愈大的石料与沥青粘附性愈好。因此，测定石料的碱值，可以作为测定石料与沥青粘附性的一种辅助手段，用于研究和生产中。

3.用该方法测定的虽是“碱值”，但对碱性石料或酸性石料都适用。因为“碱值”是选择纯的碳酸钙作标准而得到的相对数值，所以不论什么石料都可以与标准物进行比较而得到“碱值”。

4.用该方法测定各种典型石料的碱值后，如果知道这些典型石料中sio2 的百分含量，将石料中的碱值与sio2 的含量对比后，就可以根据石料碱值的大小将石料分成碱性石料、酸性石料和中性石料。这样，只要知道石料与沥青的粘附性强弱。这方面工作有待进一步研究。

四、结论

1.本文提出的石料碱值测定方法是一种简便、有效的测定石料酸碱性的方法。

2.对同一组石料分别测定其碱值和测定其与沥青的粘附性，所得到的结果是一致的。

3.石料的酸碱性可以根据石料碱值的大小进行分类。

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