關於石料鹼值測定方法探究

一、前言

石料與瀝青組成混合料，鋪築碾壓後形成路面結構。石料與瀝青在混合料中起着複雜的物理化學作用，石料的化學性質在很大程度上影響路面的物理力學性質，石料的酸鹼性決定着石料與瀝青的粘附性。一般情況下鹼性較強的石料與瀝青結合較好，酸性石料與瀝青結合較差。石料的酸鹼性通常是按石料化學成分中sio2含量的多少來區分的，sio2含量大於65%的石料爲酸性石料，sio2含量小於52%的石料爲鹼性石料，sio2含量在52%—65%的石料爲中性石料。各種石料中sio2的含量雖有一定的範圍，但要較準確地確定石料的酸鹼性，必須對石料的化學組成進行分析。而石料成分分析比較麻煩，需要時間長。另外，石料難溶於水，而且組成複雜，有不能像測定易溶物那樣，通過測定水溶液的ph值的方法來確定其酸鹼性。因此，目前還沒有比較簡單的方法來測定石料的酸鹼性。本文提出了用相對比較的方法來確定石料的酸鹼性。本文提出了用相對比較的方法來確定石料的酸鹼性強弱，即用分析純的碳酸鈣作爲標準，其它石料的酸鹼性強弱都與碳酸鈣比較，這樣就可得到各種石料的酸鹼性相對強弱。該方法的理論依據是酸鹼質子理論：“凡能與質子(h+)結合的物質都是鹼。”測定方法是採用一定濃度的酸對一定粒徑的石料進行侵蝕，然後測定溶液中消耗掉的h+離子濃度進行比較，並定義二者的比值爲該石料的“鹼值”：

各種石料接受質子的能力不同，消耗掉的氫離子濃度也不相同，故鹼值的大小不一樣，因此，可以根據石料的鹼值大小，確定其酸鹼性的相對強弱。

二、實驗方法

1.儀器。精密酸度計、100ml移液管、燒瓶、60cm球型冷凝管、控溫油浴鍋。

2.試劑。分析純鹼酸鈣(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，清洗後烘乾，粉碎過篩，取粒徑0.074mm的石粉。

4.分析方法。稱取準備好的石料(粉)2+0.0002克，同時稱取同樣質量的碳酸鈣，分別放入兩隻燒瓶內，用移液管各加入0.25m硫酸溶液1000ml ，隨後放入130℃油浴鍋中迴流煮沸30分鐘至完全反應後，冷卻至室溫。取出燒瓶中的上層清液，用精密酸度計測定清液中h+離子濃度。根據石料和碳酸鈣消耗掉的氫離子濃度，計算石料的鹼值。

三、試驗結果與討論

1.我們用上述方法測定了石灰岩、安山岩、玄武岩、片麻岩、黑色花崗岩、砂岩和紅色花崗岩等七種石料的鹼值，其結果見表1。

由表中數據可以看出，從石灰岩至花崗岩(紅色)的鹼值逐漸減小，說明這幾種石料的鹼性逐漸減弱、酸性逐漸增強，這與前述石料的酸鹼性通常按石料中sio2 的百分含量分類是吻合的。如典型的石灰岩中sio2 的含量爲1.01%，屬鹼性石料，鹼值大;花崗岩中sio2含量爲69.62%，屬酸性石料，其鹼值小。

2.若將表1中幾種石料的鹼值大小順序，與80℃水浸法所得到的瀝青與這幾種石料粘附性的強弱順序(石灰岩安山岩玄武岩片麻岩砂岩花崗岩)進行比較，可以看出其規律是一致的，即鹼值愈大的石料與瀝青粘附性愈好。因此，測定石料的鹼值，可以作爲測定石料與瀝青粘附性的一種輔助手段，用於研究和生產中。

3.用該方法測定的雖是“鹼值”，但對鹼性石料或酸性石料都適用。因爲“鹼值”是選擇純的碳酸鈣作標準而得到的相對數值，所以不論什麼石料都可以與標準物進行比較而得到“鹼值”。

4.用該方法測定各種典型石料的鹼值後，如果知道這些典型石料中sio2 的百分含量，將石料中的鹼值與sio2 的含量對比後，就可以根據石料鹼值的大小將石料分成鹼性石料、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弱。這方面工作有待進一步研究。

四、結論

1.本文提出的石料鹼值測定方法是一種簡便、有效的測定石料酸鹼性的方法。

2.對同一組石料分別測定其鹼值和測定其與瀝青的粘附性，所得到的結果是一致的。

3.石料的酸鹼性可以根據石料鹼值的大小進行分類。