ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

СОЮЗА ССР

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ИЗДЕЛИЯ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ МАТЕРИАЛОВ НАСТЬ 2

Издание официальное

Москва ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ 1985

ГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ

СОЮЗА ССР

БЕТОН И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ

ИЗДЕЛИЯ

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИИ МАТЕРИАЛОВ ЧАСТЬ 2

Издание официальное

МОСКВА

ГОСТ 5382-73

уротропина, постепенно увеличивает pH анализируемого раствора. Буферная система аммиак-формальдегид обеспечивает несколько меньшую и благоприятную величину pH раствора (6—6,5) по сравнению с системой аммиак — хлористый аммоний. В растворе при этом также не будет избытка аммонийных солей, затрудняющих определение эквивалентной точки при комплексонометрическом титровании кальция. Применение уротропина (гексаметилентетрамина) вместо аммиака для осаждения гидроокисей алюминия и железа освобождает от их переосаждения вследствие образования плотных осадков гидроокисей, обладающих малой адсорбционной способностью, которые легко и быстро фильтруются, а это существенно сокращает время выполнения анализа.

2.6.1.    Применяемые реактивы и растворы

Уротропин- гексаметилентетрамин, 20%-ный водный раствор.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,4.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, 10%-ный раствор.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 и ее раствор 1 :4.

Аммоний азотнокислый по ГОСТ 22867-77, 2%-ный раствор, нейтрализованный аммиаком до пожелтения индикатора метилового красного.

Метиловый красный (индикатор) по ГОСТ 5853-51, 0,2% -ный спиртовой раствор; готовят по п. 2.3 настоящего стандарта.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, 1'%-ный раствор.

2.6.2.    Проведение анализа

Фильтрат, после отделения кремнекислоты по п. 2.4 или 2.5, нагревают до кипения, добавляют 7—10 капель азотной кислоты, слабо кипятят раствор еще 1—2 мин, после чего нейтрализуют раствором аммиака до начала покраснения бумажки конго, затем добавляют несколько капель раствора соляной кислоты (1:4) до перехода цвета бумажки конго в сиреневый (или до появления слабой мути, которую растворяют несколькими каплями соляной кислоты 1:4), приливают 20 мл раствора уротропина и раствор выдерживают в течение 10 мин при температуре около 80° С, избегая его кипения. Осадок фильтруют через неплотный беззольный фильтр, промывают горячим раствором азотнокислого аммония до исчезновения реакции на ион хлора (проба раствором азотнокислого серебра, подкисленного азотной кислотой). Фильтрат с промывными водами переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл и сохраняют для определения содержания окисей кальция и магния.

Примечание. Осадок гидроокисей может быть использован для определения содержания окисей железа и алюминия.

Б. Раствором аммиака

2.6.3.    Проведение анализа.

Фильтрат после отделения кремнекислоты переносят в стакан

47

вместимостью 300 мл и выпаривают до объема не более 100 мл. Затем прибавляют 7—10 капель азотной кислоты, доводят раствор до кипения и слабо кипятят 1—2 мин. Для того, чтобы присутствующий в аммиаке в небольшом количестве углекислый аммоний не привел к увлечению в осадок некоторого количества углекислого кальция, осаждение гидроокисей выполняют в две стадии.

Сначала к раствору добавляют основное количество аммиака до появления осадка, который затем растворяют несколькими каплями соляной кислоты 1:4; раствор кипятят для удаления углекислоты. При этом выпавший в осадок углекислый кальций растворяется в соляной кислоте.

Затем к раствору добавляют 1—2 капли индикатора метилового красного и окончательно осаждают гидроокиси, прибавляя аммиак по каплям до пожелтения раствора. Окончательное осаждение гидроокисей достигается прибавлением небольшого количества аммиака, которое практически не вызовет осаждения углекислого кальция. Стакан с осадком помещают на несколько минут (до просветления жидкости над осадком) в теплое место, после чего фильтруют через неплотный беззольный фильтр. Осадок промывают 3—4 раза горячим раствором азотнокислого аммония. Затем осадок смывают с фильтра в стакан, в котором проводилось осаждение, прибавляют 30 мл раствора соляной кислоты, разбавляют примерно до 100 мл горячей водой, прибавляют 1—2 капли индикатора метилового красного, вторично осаждают гидроокиси раствором аммиака, фильтруют через тот же фильтр и промывают осадок горячим раствором азотнокислого аммония до исчезновения реакции на ион хлора (проба раствором азотнокислого серебра, подкисленного азотной кислотой). Объединенные фильтраты с промывными водами переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл и сохраняют для определения содержания окисей кальция и магния.

2.7. Определение содержания окисей кальция и магния комплексонометрическим методом

Принцип метода. Метод комплексонометрического титрования основан на быстром образовании бесцветных, хорошо растворимых, прочных и незначительно диссоциирующих комплексных соединений трилона Б (комплексона III) с катионами определяемых окислов. Грамм-молекула металла независимо от валентности последнего всегда связывает грамм-молекулу трилона Б.

Для установления конечной точки титрования применяют специальные комплексонометрические индикаторы — металл-индикаторы, образующие с определяемыми ионами окрашенные комплексы менее прочные, чем соответствующие комплексы этих ионов с трилоном Б. В конечной точке титрования при полном связывании в комплекс титруемых ионов раствор окрашивается в цвет, присущий свободному индикатору.

ГОСТ 5382-73

В аликвотной части раствора после отделения гидроокисей алюминия и железа титруют окись кальция трилоном Б при pH выше 12, что обеспечивается введением раствора крепкой калиевой или натриевой щелочи. В качестве индикатора применяют мурексид или флоурексон.

Во второй аликвотной части раствора определяют сумму кальция и магния титрованием раствором трилона Б с индикатором кислотным хром темно-синим или хромогеном черным ЕТ-00.

2.7.1. Применяемые реактивы и растворы

Трилон Б по ГОСТ 10652-73, 0,05 м раствор; готовят следующим образом: 18,6 г трилона Б растворяют в 1 л воды и хорошо перемешивают. Если раствор получился мутным, его фильтруют. Титр раствора устанавливают по кальцию углекислому по ГОСТ 4530—76 с проверенным содержанием СаО или по стандартному образцу известняка 59в. 5 г углекислого кальция или стандартного образца 59в растворяют в 30—40 мл соляной кислоты 1 :3 при нагревании, раствор кипятят 3—5 мин для удаления углекислоты, переводят в мерную колбу вместимостью 1 л, охлаждают, разбавляют водой до метки и хорошо перемешивают. Для установки титра раствора трилона Б спускают из бюретки по 20 мл приготовленного раствора хлористого кальция в три конические колбы вместимостью 250 мл, разбавляют водой до 80—100 мл, приливают из бюретки 10—15 мл устанавливаемого раствора трилона Б, 15 мл раствора гидрата окиси калия (или гидрата окиси натрия), добавляют на кончике шпателя индикатора мурексида, после чего дотитровывают трилоном Б до перехода малиновой окраски раствора в устойчивую фиолетовую. При титровании с индикатором флуорексоном в колбы с анализируемыми растворами вводят такой же избыток раствора трилона Б, добавляют 4—5 капель бром-крезолового пурпурового, 15 мл раствора гидрата окиси калия, на кончике шпателя индикатора флуорексона, после чего продолжают титрование раствором трилона Б до перехода флуоресцирующей малиново-зеленой окраски в устойчивую малиновую. Титрование в этом случае проводят на темном фоне.

Титр раствора трилона Б, выраженный в граммах СаО (Гсао), вычисляют по среднеарифметическому результату трех титрований по формуле

20 . 5 ■ %СаО F- 100. 1000 ’

где % СаО — содержание СаО в углекислом кальции или в стандартном образце 59в, %;

V — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование, мл.

4-2106

ГОСТ 5382-73

Титр раствора трилона Б по MgO устанавливают по сернокислому магнию. Спускают из бюретки 20 мл 0,1 н титрованного раствора сернокислого магния, приготовленного из фиксанала, в три конические колбы вместимостью 250—300 мл. Разбавляют растворы до 100 мл водой, нагревают до 60—70° С, приливают по 15 мл аммиачного буферного раствора и 5—7 капель индикатора кислотного хрома темно-синего или вводят на кончике шпателя сухую смесь индикатора хромогена черного ЕТ-00 (0,04—0,05 г) и титруют 0,05 м раствором трилона Б при интенсивном помешивании до перехода красной окраски соответственно в устойчивую синесиреневую или в синюю с зеленоватым оттенком.

Титр 0,05 м раствора трилона Б, выраженный в граммах MgO (Тмшо), вычисляют по среднеарифметическому результату трех титрований по формуле

„ 20.0,002016

¹ MgO = - ,

где V — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование 20 мл 0,1 н раствора сернокислого магния, мл; 0,002016 —количество окиси магния, соответствующее 1 мл точно 0,05 м раствора трилона Б, г.

Калия гидрат окиси или натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328-77, 20%-ные растворы.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, раствор 1:3.

Мурексид (индикатор), сухая смесь; готовят следующим образом: 1 г мурексида хорошо перемешивают с 99 г высушенного хлористого натрия безводного по ГОСТ 4233-77 или хлористого калия по ГОСТ 4234-77, помещают в банку с притертой крышкой и хранят в темном месте.

Флуорексон (индикатор), сухая смесь; готовят следующим образом: хорошо перемешивают 1 г флуорексона с 99 г хлористого калия по ГОСТ 4234-77 и сохраняют в банке с крышкой.

Бром крезоловый пурпуровый, 0,1%-ный спиртовой раствор.

Маскирующий реагент, 5%-ный водный раствор триэтаноламина, содержащий 0,5% натрия фтористого по ГОСТ 4463-76.

Гидроксиламин солянокислый по ГОСТ 5456-79, 5%-ный раствор.

Аммиачный буферный раствор; готовят следующим образом: растворяют 70 г аммония хлористого по ГОСТ 3773-72 в 200 мл воды, фильтруют, прибавляют 570 мл 25'%-ного раствора аммиака по ГОСТ 3760-79, доводят до 1 л водой и хорошо перемешивают; pH этого раствора соответствует примерно 10.

Кислотный хром темно-синий (индикатор), 0,5%-ный водный раствор.

Сухая смесь (индикатора) хромогена черного специального ЕТ-00; готовят следующим образом: перемешивают путем растира-

50

ГОСТ 5382-73

ния 1 г индикатора с 99 г безводного натрия хлористого по ГОСТ 4233-77 или калия хлористого по ГОСТ 4234-77 и сохраняют в банке с крышкой.

2.7.2. Определение содержания окиси кальция Из мерной колбы вместимостью 250 мл после отделения гидроокисей отбирают пипеткой 50 мл раствора, переносят его в коническую колбу вместимостью 250 мл, предварительно добавляют 15 мл раствора трилона Б (во избежание выпадения гидрата окиси кальция в щелочном растворе), 20—25 мл раствора гидрата окиси калия (или гидрата окиси натрия), на кончике шпателя индикатора мурексида, после чего дотитровывают раствором трилона Б до перехода малиновой окраски раствора в устойчивую фиолетовую. Титрование с индикатором флуорексоном производят так, как это изложено при установке титра раствора трилона Б.

Содержание окиси кальция (СаО) в процентах вычисляют по формуле

где V — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование, мл;

Тсао — титр 0,05 м раствора трилона Б, выраженный в г СаО;

М — навеска цемента, г;

5 _ коэффициент, учитывающий определение СаО в аликвотной части раствора.

Примечания:

1.    При анализе шлакопортландцементов и шлаков для предотвращения окисления закиси марганца в щелочном растворе кислородом воздуха перед титрованием кальция приливают 1—3 мл солянокислого гидроксиламина, после чего добавляют все необходимые растворы и титруют трилоном Б.

2.    Определение содержания окиси кальция может быть выполнено также из отдельной навески без отделения полуторных окислов после сплавления ОД г анализируемого образца с 1 г плавня и последующего растворения сплава в соляной кислоте. Мешающее влияние полуторных окислов устраняют введением (перед добавлением избытка трилона Б) маскирующего реагента в количестве 10 мл.

2.7.3. Определение содержания окиси магния

Из мерной колбы вместимостью 250 мл после отделения гидроокисей по п. 2.6 отбирают пипеткой 50 мл раствора, переносят его в коническую колбу вместимостью 250 мл, разбавляют водой до 100 мл, добавляют 15 мл буферного раствора, 7—8 капель индикатора кислотного хрома темно-синего или на кончике шпателя индикатора хромогена черного ЕТ-00 и титруют сумму окисей кальция и магния 0,05 м раствором трилона Б до перехода красной окраски раствора соответственно в устойчивую сине-сиреневую или в синюю с зеленоватым оттенком.

51

Содержание окиси магния (MgO) в процентах вычисляют по формуле

(И, - К_х) • T_Mg0 • 5. 100

м

где V₂ — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование суммы CaO+MgO, мл;

Vi — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование СаО, мл;

T'Mgo —титр 0,05 м раствора трилона Б, выраженный в г MgO.

Значения остальных обозначений такие же, как при определении СаО.

Примечание. Содержание окиси магния может быть также определено в растворе после титрования кальция. Для этого к раствору добавляют соляной кислоты до посинения бумажки конго, для разрушения мурексида и растворения выпавшей гидроокиси магния. Затем приливают 15—20 мл аммиачного буферного раствора, один из индикаторов и титруют магний трилоном Б аналогично вышеизложенному.

Содержание окиси магния (MgO) в процентах вычисляют по формуле

где V — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование, мл.

2.8. Определение содержания закиси железа в шлакопортланддементах

2.8.1. Применяемые реактивы, растворы и аппаратура

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, раствор 1 :4.

Калий марганцовокислый по ГОСТ 20490-75, 0,1 н титрованный раствор; готовят из фиксанала.

Углекислый газ; получают в аппарате Киппа действием раствора соляной кислоты на мраморную крошку или известняк или используют углекислый газ из баллонов.

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79 плавленый; готовят путем плавления соды в платиновой чашке в муфельной печи при температуре 850—900° С в течение 5—8 мин, после охлаждения разбивают на кусочки.

Клапан Бунзена (черт. 1) изготовляют из толстостенной резиновой трубки. Отрезок такой трубки длиной 5 см с одного конца плотно закрывают резиновой пробкой, иногда заливают резиновым клеем. Другой конец надевают на стеклянную трубку. Лезвием бритвы вдоль резиновой трубки делают прорез (щель) длиной в 1,5—2 см. При проведении анализа коническую колбу вместимостью 250 мл закрывают резиновой пробкой, в которую вставлен стеклянный конец клапана Бунзена.

52

ГОСТ 5382-73

А. Разложение навески в токе углекислого газа

2.8.2.    Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250 мл

приливают 100 мл раствора серной кислоты.

Колбу закрывают пробкой с двумя отверстиями, в которые вставлены стеклянные трубки, согнутые под прямым углом. Одна из трубок (по ходу газа) доходит до дна колбы, вторая— кончается под пробкой. Длинную трубку присоединяют к аппарату Киппа с углекислым газом. Открыв кран у аппарата, пропускают ток углекислого газа через колбу в течение 3 мин. В это время отвешивают на сухом часовом стекле 1—1,5 г свежеизмель-ченного клинкера или цемента. Приоткрыв пробку, быстро всыпают навеску в колбу, не прекращая тока газа, взвешивают стекло и по разности масс определяют навеску. Содержимое колбы кипятят 15 мин, пропуская все время ток углекислого газа. Затем снимают колбу с плитки и, не прекращая тока углекислоты, охлаждают содержимое колбы, после чего отсоединяют колбу от прибора Киппа, прибавляют 100 мл прокипяченной холодной воды и титруют 0,1 н раствором марганцовокислого калия до розовой окраски, не исчезающей в течение 20—30 с.

Содержание закиси железа (FeO) в процентах вычисляют по формуле

FeO — F " 0.007Щ . 100

~    М

где V — объем 0,1 н раствора марганцовокислого калия, пошедший на титрование, мл;

М — навеска цемента, г;

0,007184 — количество закиси железа, соответствующее 1 мл точно 0,1 н раствора марганцовокислого калия, г.

Б. Разложение навески с применением плавленой соды

2.8.3.    Проведение анализа

В коническую колбу вместимостью 250 мл вливают 100 мл раствора серной кислоты, всыпают навеску цемента 1—1,5 г, бросают несколько кусочков плавленой соды и быстро закрывают резиновой пробкой с клапаном Бунзена. Содержимое колбы в течение 10—15 мин кипятят на плитке. Затем снимают колбу, охлаж-

53

ГОСТ 5382-73

дают, прибавляют 100 мл прокипяченной холодной воды; все остальные операции выполняют, как изложено в п. 2.8.2.

Примечание. При наличии в портландцементах и пуццолановых порт-ландцементах закиси железа определение ведут по методам, изложенным выше, а процентное содержание окиси железа вычисляют по формуле для шлакопорт-ландцементов (п. 2.9).

2.9. Определение содержания окисей железа и алюминия трилонометричес к им методом

Принцип метода. Содержание окиси железа и алюминия определяют путем последовательного титрования трилона Б при различных значениях pH раствора; железо титруют при pH раствора около 1—2 с сульфосалицилатом натрия в качестве индикатора. В этих условиях присутствие Si0₂, А1₂0₃, СаО и MgO не мешает определению Fe₂0₃, а содержание окиси алюминия определяют обратным титрованием предварительно введенного избытка трилона Б раствором соли трехвалентного железа при pH 4,8—5,0. При повышении pH до указанной величины образовавшийся ранее три-лонат железа не разрушается и не препятствует определению алюминия.

2.9.1. Применяемые реактивы и растворы

Плавень — смесь натрия углекислого безводного по ГОСТ 83-79 и натрия тетраборнокислого (буры) по ГОСТ 4199-76 (безводной) в отношении по массе 2: 1. В плавень рекомендуется добавлять 0,5 г селитры на 100 г плавня для полного окисления железа и сульфидной серы.

Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, 10%-ный раствор.

Натрия гидрат окиси по ГОСТ 4328-77 или калия гидрат окиси, 20'%-ные растворы.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 и ее раствор 1 :3.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,4.

Сульфосалициловый индикатор; готовят следующим образом: навеску 10 г сульфосалициловой кислоты по ГОСТ 4478-78 растворяют в 50 мл воды, нейтрализуют 20%-ным раствором щелочи до изменения синей окраски бумажки конго красной на сиреневую и разбавляют водой до 100 мл.

Ацетатный буферный раствор; готовят следующим образом: 165 г плавленого натрия уксуснокислого по ГОСТ 199-78 или 270 г трехводной соли растворяют в 300—400 мл воды, отфильтровывают, добавляют 60 мл ледяной или 75 мл 80%-ной кислоты уксусной по ГОСТ 61-75, разбавляют водой до 1 л и хорошо перемешивают; pH этого раствора соответствует примерно 5.

Титрованный раствор соли трехвалентного железа; готовят следующим образом:    растворяют    13,5 г хлорного железа по ГОСТ

4147—74 в 300 мл воды. Раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 л, добавляют 8—10 мл соляной кислоты, раз-

54

ГОСТ 5382-73

бавляют водой до метки и хорошо перемешивают. Титр этого раствора устанавливают весовым методом в параллельных пробах — осаждением 10%-ным раствором аммиака из 25 мл раствора в виде гидроокиси с последующим промыванием горячим раствором азотнокислого аммония до исчезновения реакции на ион‘хлора и прокаливанием осадка при температуре 950—1000° С в течение 20—25 мин.

Вместо хлорного железа можно использовать железоаммонийные квасцы по ГОСТ 4205-77. В этом случае 24,1 г FeN₄ (S0₄)₂X Х12Н₂0 растворяют аналогичным образом.

Титр раствора хлорного железа, выраженный в граммах F2O3 (а), вычисляют по формуле

где М — масса прокаленного осадка Fe₂0₃, г.

Титрованный раствор соли алюминия; готовят следующим образом: растворяют 16 г квасцов алюмокалиевых КА1 (S0₄)₂-12H₂0 по ГОСТ 4329-77 в 300 мл воды. Раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 1 л, добавляют 9 мл соляной кислоты, разбавляют водой до метки и хорошо перемешивают. Титр этого раствора устанавливают также весовым методом в параллельных пробах после двукратного осаждения гидроокиси алюминия аммиаком по индикатору метиловому красному из 25 мл раствора и последующего прокаливания осадка при температуре 1100— 1200°С.

Титр раствора алюмокалиевых квасцов, выраженный в граммах А1₂0₃ (б), вычисляют по формуле

где М — масса прокаленного осадка А1₂0₃, г.

Трилон Б по ГОСТ 10652-73, 0,05 м раствор; готовят по п. 2.7.1.

Титр этого раствора для определения окиси железа устанавливают следующим образом. Спускают из бюретки по 20 мл раствора хлорного железа в три конические колбы вместимостью 250 мл, разбавляют водой до 100 мл, нагревают примерно до 50°С, добавляют по 6—7 капель сульфосалицилового индикатора и титруют раствором трилона Б до исчезновения фиолетовой окраски суль-фосалицилата железа.

Титр раствора трилона Б, выраженный в граммах Fe₂0₃ (Т Fe*o₃), вычисляют по среднему арифметическому результату трех титрований по формуле

гр    20    .а

-» F е₃0₃ ■"“*    ,

55

ГОСТ 5382-73

где а — титр раствора хлорного железа, выраженный в г Fe₂0₃;

V — объем 0,05 м раствора трилона Б, пошедший на титрование, мл.

Устанавливают соотношение между концентрациями растворов трилона Б и хлорного железа. Для этого спускают из бюретки в три конические колбы вместимостью 250 мл по 10 мл раствора трилона Б, разбавляют водой до 100 мл, приливают 10 мл ацетатного буферного раствора, 6—7 капель сульфосалицилового индикатора и титруют раствором хлорного железа до появления золотистооранжевой окраски, не исчезающей в течение 1 мин.

Коэффициент (К), выражающий соотношение между концентрациями растворов трилона Б и хлорного железа, вычисляют как среднее арифметическое из трех определений по формуле

где V — объем раствора хлорного железа, пошедший на титрование 10 мл 0,05 м раствора трилона Б, мл.

Титр раствора трилона Б для определения окиси алюминия устанавливают следующим образом. Спускают из бюретки по 20 мл титрованного раствора алюмокалиевых квасцов в три конические колбы вместимостью 250 мл, разбавляют растворы водой до 100 мл, нейтрализуют раствором аммиака до красной окраски бумажки конго-рот. Затем добавляют по каплям раствор соляной кислоты до изменения окраски бумажки конго-рот в сиреневую и еще 8—10 капель избытка той же кислоты. К полученному раствору добавляют из бюретки 25 мл раствора трилона Б, нагревают до кипения, приливают 10 мл ацетатного буферного раствора, 6—7 капель сульфосалицилового индикатора, охлаждают до комнатной температуры и титруют раствором хлорного железа до появления золотисто-оранжевой окраски, устойчивой в течение 1 мин.

Титр раствора трилона Б, выраженный в граммах А1₂0₃ (Т ai,o₃), вычисляют по среднему арифметическому результату из трех титрований по формуле

гг    20.6

^Га1Л 25-V. К ’

где V — объем раствора хлорного железа, пошедший на титрование, мл;

б — титр раствора алюмокалиевых квасцов, выраженный в г

АЦОз;

К — коэффициент, выражающий соотношение между концентрациями растворов трилона Б и хлорного железа.

56

ОТ ИЗДАТЕЛЬСТВА

Сборник «Бетон и железобетонные изделия. Методы испытаний материалов» часть 2 содержит стандарты, утвержденные до 1 января 1985 г.

В стандарты внесены все изменения, принятые до указанного срока. Около номера стандарта, в который внесено изменение, стоит знак *.

Текущая информация о вновь утвержденных и пересмотренных стандартах, а также о принятых к ним изменениях публикуется в выпускаемом ежемесячно информационном указателе «Государственные стандарты СССР».

30209

085(02)—85

Группа Ж19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ЦЕМЕНТЫ Методы химического анализа

Cements. Methods of chemical analysis

Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства от 19 апреля 1973 г. № 59 срок введения установлен

с 01.01.74

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на цементы, приготовленные на основе портландцементного клинкера, и устанавливает методы химического анализа.

Химический анализ глиноземистых и гипсоглиноземистых цементов производится по ГОСТ 9552-76.

Методы анализа, изложенные в разд. 2 и 3, являются равноценными по точности получаемых результатов.

Методы химического анализа цементов, изложенные в настоящем стандарте, могут применяться также для анализа шлама, клинкера и шлака. Анализ клинкера и основного шлака производят по методам, изложенным для портландцемента, шлама и кислого шлака — по методам, изложенным для пуццоланового портландцемента.

1. ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

1.1. Средняя проба цемента, шлама или клинкера для химического анализа массой около 200 г должна быть доставлена в лабораторию в стеклянной банке с плотно закрытой пробкой. Пробу квартованием сокращают до 25 г (клинкер предварительно грубо измельчают в стальной ступке), после чего удаляют при помощи магнита металлические частицы, попавшие в пробу цемента. Затем вторичным квартованием отбирают для анализа среднюю аналитическую пробу массой около 10 г, которую окончательно растирают в агатовой, яшмовой или корундовой ступке до прохождения через сетку № 008 по ГОСТ 3584-73, и сохраняют в стаканчике с притертой крышкой.

ГОСТ 5382-73

Перед взятием навески проба должна быть высушена до постоянной массы при температуре 105—110° и тщательно перемешана. Все определения, за исключением определения содержания влаги, производят из навесок высушенной пробы, именуемых в дальнейшем навеска.

1.2.    Взвешивание должно производиться на аналитических весах с точностью до ±0,0002 г.

1.3.    При анализе должны применяться только проверенные на чистоту стандартные реактивы квалификации х. ч. и ч. д. а., дистиллированная вода по ГОСТ 6709-72 и беззольные фильтры. Проверяют калибровку применяемой мерной посуды.

1.4.    Подсчет результатов анализа производят с точностью до 0,01%. В результаты анализа должна быть введена поправка на загрязнение реактивов, воды и на зольность фильтров.

Величины поправок находят контрольным (холостым) определением и анализом стандартного образца.

1.5.    Под концентрацией растворов в процентах имеется в виду содержание граммов вещества в 100 мл раствора.

1.6.    Концентрацию разбавленных кислот в ряде случаев выражают как отношение объема кислоты к объему воды. Например, раствор соляной кислоты 1 :3 означает, что один объем соляной кислоты плотностью 1,19 разбавлен тремя объемами воды.

1.7.    Правильность установки титров стандартных растворов и точность выполнения всех определений контролируют анализом стандартных образцов.

1.8.    Отклонения в результатах параллельных определений не должны превышать следующих величин в %.

Потеря при прокаливании..........±0,15

Двуокись кремния............±0,30

Окись    алюминия............±0,20

Окись    железа ............ ±0,15

Окись    кальция .............±0,40

Окись    магния.............±0,20

Серный ангидрид............±0,15

2. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

2.1. Определение содержания гигроскопической влаги

В предварительно высушенный и взвешенный стаканчик с притертой крышкой отвешивают около 1 г воздушно-сухой пробы тон-корастертого цемента, помещают стаканчик в сушильный шкаф и сушат пробу при температуре 105—110° С. По истечении 2 ч стаканчик вынимают из шкафа щипцами с каучуковыми наконечниками, закрывают неплотно крышкой и охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры. После этого стаканчик взвешивают, пред--

41

варительно плотно закрыв его крышкой. Для проверки постоянства массы производят повторное высушивание навески при той же температуре в течение 30 мин. Содержание гигроскопической влаги (Н₂0) в процентах вычисляют по формуле

где — разность в массе стаканчика с навеской до и после высушивания, г;

Мо — навеска пробы воздушно-сухого цемента, г.

Примечание. Если полный анализ цемента выполняется из воздушно-су хой извести Go, то сухую навеску цемента вычисляют по формуле

_м_Мо(Ш~И₂0)

100

2.2. Определение содержания потери при прокаливании

В предварительно прокаленный и взвешенный платиновый или фарфоровый тигель отвешивают около 1 г цемента, высушенного при температуре 105—110° С, и постепенно нагревают его на пламени газовой горелки или в муфельной печи до температуры 950—1000° С, выдерживают при этой температуре в течение 30 мин, а затем охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют при той же температуре по 10 мин до получения постоянной массы.

Потерю при прокаливании шлакопортландцемента и шлака определяют прокаливанием навески около 1 г в муфельной печи при температуре 900—950° С в течение 1—2 мин, навеску охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Прокаливание повторяют в течение 2—3 мин при той же температуре до прекращения уменьшения в массе прокаливаемой пробы.

Потерю при прокаливании (п.п.п.) в процентах вычисляют по формуле

где Mi — разность в массе тигля до и после прокаливания, г;

М — навеска цемента, г.

2.3. Определение содержания нерастворимого остатка

Содержание нерастворимого остатка определяют в клинкере либо в цементе, не содержащем минеральных добавок, кроме гипса.

2.3.1. Применяемые реактивы и растворы

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 и ее раствор 1 :9.

42

ГОСТ 5382-73

Примечания:

1 . При содержании в цементе нерастворимого остатка выше 0,4%, а также при анализе барийсодержащего портландцемента необходимо проверять его на чистоту отгонкой с HF по п. 2.4.2. За величину нерастворимого остатка при этом принимают содержание отогнанной Si02. Нели проверка на чистоту нерастворимого остатка обычного цемента не производилась, то полученную величину умножают на коэффициент 0,7.

2. Солянокислый фильтрат после отделения нерастворимого остатка может быть использован для определения в нем серного ангидрида по п. 2.10.

2.4. Определение содержания двуокиси кремния в портл андцементах и шлакопортландце-ментах методом коагуляции

Желатина способствует коагуляции кремнекислоты и при нагревании создает условия для быстрого и количественного перевода ее в нерастворимое состояние. При коагуляции в концентрированном растворе соляной кислоты уменьшается соосаждение посторонних ионов и осадок кремнекислоты практически не загрязнен.

2.4.1.    Применяемые реактивы и растворы

Кислота серная по ГОСТ 4204-77, плотностью 1,84.

Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, плотностью 1,19 и ее раствор 5:95.

Желатина, 1^;%-ный раствор, свежеприготовленный; готовят следующим образом: 1 г желатины растворяют в 100 мл воды, нагретой до 70° С.

Кислота фтористоводородная (плавиковая) по ГОСТ 10484-78, 40%-ная. Чистоту фтористоводородной кислоты проверяют выпариванием 7—10 мл ее с 3—4 каплями серной кислоты в платиновом тигле, остаток прокаливают при температуре 950—1000° С и взвешивают. При большом остатке необходимо вводить поправку в результат определения двуокиси кремния.

Серебро азотнокислое по ГОСТ 1277-75, 1%-ный раствор.

Кислота азотная по ГОСТ 4461-77, плотностью 1,4.

2.4.2.    Проведение анализа

Навеску 0,5 г цемента помещают в сухой стакан вместимостью 50 мл, накрывают часовым стеклом и осторожно добавляют 10 мл соляной кислоты так, чтобы кислота стекала по стенке стакана. Стакан погружают в нагретую до 60—70° С водяную баню и выдерживают в течение 10 мин, перемешивая время от времени содержимое. Затем прибавляют 10 мл раствора желатины, энергично перемешивают в течение 1 мин, не вынимая стакан из водяной бани, и назревают еще в течение 10 мин. Раствор охлаждают до 40—50° С и в теплом виде фильтруют через неплотный беззольный фильтр, затем тщательно удаляют приставшие к стенкам стакана частички кремнекислоты и присоединяют их к осадку. Осадок на фильтре промывают 2—3 раза горячим раствором соляной кислоты, а затем 10—12 раз небольшими порциями горячей воды (тем-

44

ГОСТ 5382-73

пературой не выше 70°С), давая полностью стечь каждой порции.

Осадок вместе с фильтром переносят во взвешенный платиновый тигель, озоляют без воспламенения, прокаливают в муфельной печи в течение 20—25 мин при температуре 1050—1100° С, охлаждают и взвешивают. Прокаливание повторяют до получения постоянной массы.

Содержание двуокиси кремния (Si0₂) в процентах вычисляют по формуле

Aft • 100 М

где Mi — привес тигля, г;

М — навеска цемента, г.

Фильтрат сохраняют для определения остальных компонентов.

Полученную кремнекислоту проверяют на чистоту. Для этого осадок в тигле смачивают несколькими каплями воды, прибавляют 3—4 капли серной кислоты и 7—10 мл фтористоводородной кислоты и выпаривают содержимое тигля на песочной бане до прекращения выделения паров серной кислоты. После этого тигель прокаливают при температуре 1050—1100° С в течение 3—5 мин, охлаждают в эксикаторе и взвешивают.

Содержание остатка после отгона (остаток) в процентах вычисляют по формуле

Остаток = И* . 100,

м

где Mi — масса тигля с прокаленным остатком после выпаривания с плавиковой кислотой, г;

М₂ — масса пустого тигля, г;

М — навеска цемента, г.

При величине остатка более 0,5% определение кремнекислоты необходимо повторить весовым (п. 2.5.2) или фотоколориметри-ческим (п. 3.1) методами.

При анализе цементов, содержащих титан, хром и др., а также для получения результатов повышенной точности (анализы стандартных образцов) помимо проверки на чистоту необходимо определить содержание кремнекислоты в фильтрате после ее отделения.

В этом случае фильтрат после отделения кремнекислоты подкисляют 1—2 мл азотной кислоты, кипятят 2—3 мин для разрушения желатины, затем переводят в мерную колбу вместимостью 250 мл, доводят до метки водой, тщательно перемешивают и определяют содержание кремнекислоты колориметрическим методом по п. 3.1.

Содержание двуокиси кремния (Si0₂) в процентах вычисляют по формуле

45

ГОСТ 5382-73

Si0₂ = ^J^_+Si0_2$,,_lbTp,

где Mi —разность в массе тигля с прокаленным осадком до и после выпаривания с плавиковой кислотой, г;

М — навеска цемента, г;

БЮгфильтр — содержание Si0₂ в фильтрате в процентах, определенное по п. 3.1.

Отделение гидроокисей и определение содержания остальных составляющих производят из аликвотной части раствора фильтрата от Si0₂.

Примечания:

1.    При содержании в портландцементах минеральных добавок, нерастворимых в соляной кислоте, а в шлакопортландцементах — кислых шлаков, определение содержания двуокиси кремния производят по методу, указанному в п. 2.5.

2.    Определение содержания кремнекислоты в барийсодержащих портландцементах производят фотоколориметрическнм методом по п. 3.1.

3.    При величине остатка после отгона кремнекислоты более 0,5% необходимо ее сплавить, растворить в небольшом количестве соляной кислоты и прибавить к основному фильтрату.

2.5.    Определение содержания двуокиси кремния в пуццоланов ых портландцементах методом коагуляции

2.5.1.    Применяемые реактивы и растворы

Натрий углекислый безводный по ГОСТ 83-79.

Остальные реактивы — по п. 2.4.

2.5.2.    Проведение анализа

Навеску 0,5 г цемента тщательно перемешивают в платиновом тигле примерно с двукратным количеством безводного углекислого натрия. Тигель накрывают крышкой и спекают его содержимое в муфельной печи при температуре 950—1000° С в течение 3—7 мин. После быстрого охлаждения тигля полученный спек растворяют 10—15 мл соляной кислоты, которую приливают небольшими порциями и переносят в стакан вместимостью 100 мл. Тигель ополаскивают этой же кислотой и сохраняют для дальнейшей работы. Стакан накрывают часовым стеклом и погружают в нагретую до 65—yQo q водяную баню на 10 мин. После растворения спека прибавляют 10 мл раствора желатины и выполняют все остальные операции выделения и определения кремнекислоты по методу коагуляции желатиной, изложенному в п. 2.4.

Фильтрат сохраняют для определения содержания остальных компонентов.

2.6.    Отделение гидроокисей алюминия, железа и т и т а н а

А. Раствором уротропина

Принцип метода. Осаждение гидроокисей основано на гидролизе уротропина в слабокислом растворе с образованием аммиака и формальдегида. Аммиак, медленно выделяющийся при гидролизе