专利名称：水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法
技术领域：
本发明属于岩土工程基本土工实验与材料工程剂量检测的交叉领域，具体涉及一 种水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的改进EDTA滴定法。
背景技术：
现行的水泥搅拌桩检测方法主要包括两方面内容一是桩的感观检测，即在成桩 后7天左右，通过检测桩数、桩间距、桩位等几个方面来检测桩的感观情况；二是桩体本身 质量的检测，其中分为桩身的完整性、桩身外形尺寸、均勻性、密实度、桩身的连续性、强度 和单桩承载力等。其中深层搅拌桩的质量均勻性检测是通过肉眼观察钻孔取出的芯样来判 断搅拌桩的桩身各部分的搅拌均勻性和状态来判断，具有很大的经验性和不准确性。而水 泥剂量作为影响水泥搅拌桩的重要因素，需要有效的方法加以控制，而以上方法只能从感 官上加以定性分析无法定量的对搅拌桩水泥剂量加以控制。EDTA滴定法作为检测水泥稳定土中水泥剂量的有效方法，在公路工程中已得到广 泛应用。EDTA滴定法实验原理是在盛有过筛后的水泥土容器中加入NH4Cl，经过多次振荡使 Ca2+浸出，静置一段时间后吸取上层清液，在清液中加入NaOH(加有三乙醇胺)使Fe3+、A13+、 Mn2+、Mg2+等干扰离子产生沉淀。加入钙红和Ca2+形成显玫瑰红色的螯合物，用EDTA 二钠进 行滴定，使EDTA 二钠夺取Ca2+并形成十分稳定的螯合物，溶液在滴定终点显纯蓝色。EDTA 滴定值反映了 Ca2+离子的质量分数，Ca2+离子质量分数又反映了混合料中的水泥剂量。应 该注意的是，在接近滴定终点时，减慢滴定速度，提高滴定精度。但由于水泥搅拌桩施工过程和养护条件等因素的限制，EDTA滴定法不能直接用于 水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测，具体原因如下(1)、EDTA滴定法操作规范规定试样的含水率变化范围为2%，但是在水泥搅拌桩 取芯试样中含水率变化范围有时会达到15%，不满足规范要求。(2)、由于制样方式和养护条件的差异会影响到水泥的水解水化和凝结硬化的各 个过程，间接影响Ca2+在NH4C1溶液中的溶出率，从而影响到检测时EDTA 二钠标准液用 量。而水泥搅拌桩的施工和养护过程和规范中规定有较大不同。(3)、《公路无机结合料稳定材料试验规范》(JTJ057-94)规定不受水泥和石灰稳定 土龄期(7d以内)的影响，超过7d后检测的准确性难以把握。而水泥搅拌桩只能在施工完 成28d后才能钻孔取芯进行检测，通过实验发现龄期的影响对实验结果影响较大。

发明内容
本发明的目的在于提供一种应用EDTA滴定法检测水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量 的方法。本发明的技术方案如下水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，包括以下的步骤试样制备将现场原位土样直接拌合到和现场施工相同水灰比的水泥浆中，将试样制成标准圆柱状无侧限抗压强度试样；试样的养护将成型的试样放在同层次原位素土中挤压封养护；EDTA消耗量随龄期的衰减曲线的制作EDTA消耗量随龄期的衰减曲线的制作 养护到设计龄期时，将试样从密封塑料箱中取出，敲碎过筛，将筛下的土样装铝盒测其含水 率，秤取两份300g筛下的均勻土样按照《公路无机结合料稳定材料试验规范》(JTJ057-94) 规定的方法进行EDTA滴定实验，并将结果校正成300g干土消耗的EDTA 二钠标准液的体 积，从而得到不同水泥剂量试样在不同龄期时的EDTA 二纳标准液消耗量，将实验结果绘制 在水泥剂量和EDTA 二钠标准液消耗量的半对数坐标图上，对数据进行拟合得到EDTA消耗 量随龄期的衰减曲线；各龄期EDTA滴定法的标准曲线的制作各龄期EDTA滴定法的标准曲线的制作 由EDTA消耗量随龄期的衰减曲线计算得到各水泥剂量在各龄期时EDTA消耗量，制作各龄 期时EDTA滴定法的标准曲线；样品水泥剂量的测定根据各龄期时EDTA滴定法的标准曲线可以检测相应龄期 时水泥搅拌桩取芯试样的水泥剂量。前述水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，现场原位土样取样后密封存放保 持含水率的一致。前述水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，试样养护环境与原位土环境一致。本发明的优点是1.克服了 EDTA滴定法只能在7d内应用的局限性，能够在各个龄期时检测水泥搅 拌桩取芯试样的水泥剂量。2.当含水率变化较大时，一定质量的湿土中水的质量变化较大，采用干土质量标 准能够很好的反映出土中Ca2+(水泥剂量)和EDTA 二钠标准液消耗量之间的关系，消除了 试样中水的质量对实验结果的影响。3.本方案能很好的模拟水泥搅拌桩施工和养护过程，测定结果的准确性高。


图1为300g干土 EDTA 二钠耗量随龄期的衰减图；图2为实施例1中龄期为3d所获得的标准曲线；图3为实施例2至实施例7龄期分别为7d、14d、28d、35d、49d和90d的标准曲线。
具体实施例方式以下以龄期为3d的水泥搅拌桩取芯实验具体检测为例，具体说明本发明的保护范围。1、试样制备取工地用水泥和土，并用不透气塑料袋密封装运存放以保持含水率一致。设计 15%、20%、25%、30%、35% 5个水泥剂量，混合料组成按下式计算水泥质量=湿土质量X水泥剂量；(公式1)水质量=水泥质量/水灰比。(公式2)
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实验采用普通硅酸盐C42. 5水泥，水灰比为1.5 1，配比参数如表1。表1试样配比参数表
权利要求
水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，包括以下的步骤(1)、试样制备将现场原位土样直接拌合到与现场施工相同水灰比的水泥浆中，试样制备成标准圆柱状无侧限抗压强度试样；(2)、试样的养护将成型的试样放在同层次原位素土中密封挤压养护；(3)、EDTA消耗量随龄期的衰减曲线的制作养护到设计龄期时，将试样从密封箱取出，敲碎过筛，将筛下的土样装铝盒测其含水率，秤取两份300g筛下的均匀土样，按照规范规定的方法进行EDTA滴定实验，并将结果校正成300g干土消耗的EDTA二钠标准液的体积，从而得到不同水泥剂量试样在不同龄期时的EDTA二纳标准液消耗量，将实验结果绘制在水泥剂量和EDTA二钠标准液消耗量的半对数坐标图上，对数据进行拟合得到EDTA消耗量随龄期的衰减曲线；(4)、标准曲线的制作由EDTA消耗量随龄期的衰减曲线计算得到各水泥剂量在各龄期时消耗量随龄期的衰减曲线计算得到各水泥剂量试样在某一龄期时EDTA消耗量，以EDTA消耗量为纵坐标，水泥剂量为横坐标得到这一龄期的标准曲线；(5)、样品水泥剂量的测定根据标准曲线可以查到相应龄期时水泥搅拌桩取芯试样的水泥剂量。
2.根据权利要求1所述的水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，其特征在于现场 原位土样取样后密封存放保持含水率的一致。
3.根据权利要求1所述的水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，其特征在于试样 养护环境与原位土环境一致。
全文摘要
本发明公开了一种水泥搅拌桩取芯试样水泥剂量的检测方法，将含水率没有发生较大变化的现场原位土样直接拌合到和现场施工相同水灰比的水泥浆中，试样制备成标准圆柱状无侧限抗压强度试样；试样成型后放在同层次原位素土中挤压密封养护；达到预定龄期后，进行EDTA滴定，得到EDTA二钠消耗量随龄期的衰减规律曲线，并由该曲线建立各龄期的标准曲线；测定样品的EDTA消耗量，由标准曲线查得水泥剂量，该值即为待测搅拌桩取芯试样的水泥剂量。本发明的操作简便，检测结果准确，稳定性好，重复性好。
文档编号G01N31/16GK101982770SQ20101054324
公开日2011年3月2日 申请日期2010年11月15日 优先权日2010年11月15日
发明者丰土根, 佟宏伟, 刘浔, 吕子鑫, 张福海, 李玉龙, 杨立国, 王磊 申请人:河海大学