论文资料：影响火焰光度法检测水泥及其原材料中碱含量的因素及应对措施.doc

影响火焰光度法检测水泥及其原材料中碱含量的因素及应对措施黄元星（广州铁诚工程质量检测有限公司 广州 510600）摘要：分析了火焰光度法测定水泥及其原材料中碱含量时的影响因素，提出了提高分析结果准确性的应对措施。关键词：水泥及其原材料 碱含量 影响 火焰光度法前言水泥中的碱含量在其生产和使用过程中都是有害的成分。在水泥生产中，含有钾、钠的水泥原材料易烧结，造成旋转窑窑尾堵塞，窑中结圈、结蛋，影响生产。水泥中的碱对水泥性能有不良影响，碱含量高，会使水泥发生快凝和需水比增大。在水泥配制成混凝土后，水泥中碱含量高，水化时液相中OH离子浓度大大增加，易与骨料中的活性二氧化硅发生作用，生成碱的硅酸盐凝胶，这种作用发生在水泥硬化之后，严重时将使水泥石发生膨胀破坏，给工程带来安全隐患。因此，各国对混凝土中的总碱量都有明确的限制，特别是在重要结构和预应力混凝土中，都明确了水泥碱含量的控制指标，这就要求我们必须准确检测水泥及其原材料中的碱含量。 目前，水泥及其原材料中碱含量的测定主要采用火焰光度法，此方法是将检测样品经氢氟酸硫酸处理去硅，用热水浸取残渣，以氨水和碳酸氨分离铁、铅、钙、镁，滤液中的钾、钠用火焰光度计进行测定。它具有操作简便、速度快、重现性好、精密度高等优点。以下就是火焰光度法测定水泥及其原材料中碱含量的影响因素及应对措施。一 试样的处理（1） 由于工作曲线随着试验溶液中被测元素浓度的增加而弯曲，因而曲线并不是按线性关系延伸。要改善这种曲线的线性关系，最简单的办法是将溶液稀释至适当的浓度。由于水泥及其原材料中碱含量的不同，因此，要根据其含量，确定试样的称取量及最后稀释体积。对于碱含量较低的试样，如水泥、熟料、生料、石灰石等，一般称取02克试样，最后溶液稀释至100ml。对于碱含量较高的试样，如黏土、粉煤灰、页岩、窑灰等，一般称取g，最后溶液稀释至250 ml。但过度稀释也会影响测定的准确性。（2） 在处理试样溶液中，所用器具要用蒸馏水冲洗，以免带入空白。分解试样一般是在铂皿中用氢氟酸硫酸于低温电炉上进行，使硅以SiF4 的形式除去，其反应：SiO2+4HFSiF4+H2O。加热时禁止使用还原火焰或氧化焰进行加热，否则铂易被腐蚀而形成化合物，影响检测结果。氢氟酸会腐蚀玻璃而使检测结果偏大，量取氢氟酸时要用塑料量杯。所加硫酸的量应能满足各阳离子完全形成硫酸盐的需要。如果硫酸量不足，将生成氟化物包裹难溶的钠盐，随后又被分离铁、铝、钙、镁时新沉淀包裹，过滤除去，这使钠检测结果偏低。一般来说，分解02g左右试样，加约1ml硫酸（1+1）及510ml氢氟酸即能达到要求。加热过程要控制电炉温度，在临近蒸干时摇动铂皿，以防试样溅失。待溶液蒸干冒白烟时，升高电炉温度，使三氧化硫白烟冒尽，否则会使结果偏高。（3） 在用氨水和碳酸氨分离铁时，所用碳酸氨久置会失效，影响除钙、镁，致使结果偏高，所以碳酸氨应用时现配。加入碳酸氨溶液后，加热至沸，并保持微沸2030分钟。其间应摇动铂皿，使多余的碳酸氨分解完全。加热蒸发时温度不能太低，以防碳酸钙和碳酸镁再次分解。（4） 试样处理过程中，所用试剂的质量好坏对检测结果也很关键，特别是氢氟酸，质量差的氢氟酸不能完全分解试样，致使检测结果偏低。在新购试剂时，应先用水泥标准样品对试剂进行验证。二 试样的测试（1） 燃料对仪器稳定性，重复性有较大影响。如使用高标号汽油时，在环境温度较高时火焰将产生不稳定，而且很易熄火；而使用低标号汽油则在环境温度低时不易获得可燃汽油气，不能形成燃烧火焰，仪器无法工作。为此，必需根据实际情况采取相应措施。一般在环境温度较高时宜选用稍低标号汽油，而环境温度较低宜选用较高标号的溶剂油。冬天环境温度较低，而仅有低标号汽油，可采用将汽油加温的方法帮助汽油气化，可将汽油气化缸置于50左右温水中。（2） 火焰光度计使用中火焰状态的优劣，直接影响仪器灵敏读、稳定性、重现性及线性响应。试验中应调节燃气阀使火焰形成高36cm的锥形火焰，火焰底部稍带弯曲的焰形呈稳定状态。如燃气流量过大，则仪器稳定性和线性响应变差，燃气量过小则很容易熄火。因此燃气流量调节应兼顾灵敏度，稳定性及线性的响应对火焰的要求，火焰稳定后可进行标样及试样测试。（3） 预热时间不够，会影响读数的重现性。由于火焰的燃烧和样品的注入是一个动态过程，最初是冷却状态，然后是升温过程。当燃气及进氧量确定后，火焰趋向热平衡过程，这时火焰较稳定，激发能量恒定，因而读数稳定可靠。应此，引燃并调节好火焰后，应关闭光电池（以免连续过久使用而使光电池产生“疲劳”现象，造成误差）预热15分钟左右，直到用同一样标液重复测试读数基本一致。（4） 吸液量的大小对试验结果也产生较大影响。如吸液量过小则液体流量小，使测定结果偏低；吸液量过大，由于大量的液体进入雾化室，雾化效果差，结果不准确。因此，在测试前用吸样管吸取置于量杯内的蒸馏水，检查吸样量应为每分钟2 3ml，如不符合要求，应重新调整吸样管高度和空气喷口之间的距离，直至符合要求。（5） 每次完成测试工作后，用50%的酒精经吸样管进入雾化器进行燃烧清洗，再用蒸馏水冲洗以除去杂物。长期使用，雾化器腔内沾污，可拆洗重新安装（6） 在实际分析中，由于试样成分比较复杂，以及在制备实验溶液的过程中带入某些酸和盐，所以试样溶液一般比标准溶液的组份组成复杂得多，尤其有干扰物质存在时，会对测定结果的准确度产生不同的影响。为避免由于溶液组成的改变而使测定结果产生误差，通常应使标准溶液和试样溶液的组成彼此接近，可用水泥及原材料标准样品制作为标准溶液。（7） 在测试中出现非线性时，一定要按仪器操作规程调节起始补偿电位器进行校正，方可进行试样的测试。三 结语水泥及其原材料中的碱含量对水泥质量和施工安全有重要影响，这就要求我们对碱含量指标进行有效的控制成为必要。因此，我们在碱含量的分析中，克服影响因素，