TIÊu chuẩn việt nam tcvn 141 : 2008

XI MĂNG POÓC LĂNG - PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC

TCVN 141 : 2008 thay thế cho TCVN 141 : 1998.

TCVN 141 : 2008 do Viện Vật liệu xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn, Đo lường, Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
XI MĂNG POÓC LĂNG - PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HÓA HỌC

Portland cement - Methods of chemical analysis

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp phân tích hóa học cho các loại xi măng poóc lăng, clanhke xi măng poóc lăng.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho clanhke và xi măng poóc lăng chứa bari.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả phiên bản sửa đổi (nếu có).

TCVN 4787 : 2001 Xi măng - Phương pháp lấy mẫu và chuẩn bị mẫu.

TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987) Nước dùng để phân tích trong phòng thí nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử.

Nước dùng trong quá trình phân tích theo TCVN 4851 : 1989 (ISO 3696 : 1987) hoặc nước có độ tinh khiết tương đương (sau đây gọi là "nước").

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không được vượt giới hạn cho phép (được qui định riêng cho từng chỉ tiêu thử), nếu vượt giới hạn cho phép phải tiến hành phân tích lại.

- Khối lượng tính bằng gam, chính xác đến 0,0001 g.

- Thể tích buret tính bằng mililit, chính xác đến 0,05 ml.

- Kết quả thử là giá trị trung bình cộng của hai kết quả phân tích tiến hành song song tính bằng phần trăm (%).

Hòa tan 20 g thuốc thử vào 300 ml nước đã có sẵn 25 ml axit sunfuric đậm đặc, thêm tiếp 2 g đến 3 g axit ascorbic, pha loãng thành 1 lít. Bảo quản trong chai thủy tinh tối mầu.

Hòa tan 2,26 g đến 2,3 g Zn(CH₃COO)₂.2H₂O vào 200 ml nước cất, cho thêm 1 ml axit axetic đặc, đun đến tan trong, pha loãng thành 1 lít.

* Xác định hệ số K giữa dung dịch EDTA 0,01 M và dung dịch kẽm axetat 0,01 M:

Lấy 20 ml dung dịch EDTA 0,01 M (điều 4.2.41) vào cốc thủy tinh dung tích 250 ml, thêm vào cốc 100 ml nước và 20 ml dung dịch pH = 5,5, thêm 2 đến 3 giọt chỉ thị xylenol da cam 0,1 %. Đun tới nhiệt độ 70 ^oC đến 80 ^oC, chuẩn độ dung dịch khi còn nóng bằng dung dịch kẽm axetat pha được đến khi dung dịch trong cốc chuyển từ màu vàng sang hồng, ghi thể tích dung dịch kẽm axetat tiêu thụ (V_Zn). Tỷ số nồng độ K giữa hai dung dịch được tính như sau:

K =

trong đó

V_Zn là thể tích dung dịch kẽm axetat tiêu thụ khi chuẩn độ, tính bằng mililit.

Cân 0,3005 g dikali hexafluorotitan (K₂TiF₆) đã sấy khô vào chén bạch kim, thêm từ 10 ml đến 15 ml dung dịch axit sunfuric (1 + 1), làm bay hơi trên bếp đến khô, thêm tiếp 5 ml axit nữa, tiếp tục làm bay hơi đến khô và ngừng bốc khói trắng. Chuyển các chất trong chén bạch kim vào cốc thủy tinh bằng dung dịch axit sunfuric 5 %, thêm vào cốc 5 ml axit sunfuric (1 + 1) và đun tới sôi.

Chuyển dung dịch vào bình định mức dung tích 1000 ml, dùng dung dịch axit sunfuric 5 % thêm đến vạch định mức, lắc đều.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (TiO₂ = 0,05 mg/ml):

Lấy 100 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc vào bình định mức dung tích 200 ml, thêm dung dịch axit sunfuric 5 % tới vạch định mức, lắc đều.

4.2.46. Dung dịch tiêu chuẩn gốc silicon dioxit (SiO₂ = 1 mg/ml)

Cân 0,200 g SiO₂ có độ tinh khiết 99,9 % cho vào chén bạch kim, rồi thêm 2,0 g Na₂CO₃. Nung mẫu ở nhiệt độ 1000 ^oC ± 50 ^oC (nung tối thiểu 15 phút) sau đó làm nguội tới nhiệt độ phòng. Lấy khối đã nóng chảy cho vào cốc nhựa và hòa tan trong nước, sau đó chuyển dung dịch vào bình định mức 200 ml, thêm nước tới vạch định mức, dung dịch được bảo quản trong bình nhựa.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (SiO₂ = 0,02 mg/ml)

Lấy 5 ml dung dịch gốc cho vào bình định mức 250 ml, thêm nước đến vạch định mức, lắc đều. Dung dịch này không dùng quá 7 ngày.

Sấy MnSO₄.4H₂O tinh khiết đến khối lượng không đổi ở nhiệt độ 250 ^oC ± 10 ^oC thu được mangan sunfat khan. Cân 2,1287 g MnSO₄ khan (đã được loại nước ở trên), hòa tan trong nước cất pha thành 1000 ml.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc mangan oxit (MnO = 0,1 mg/ml)

Hút 100 ml dung dịch tiêu chuẩn gốc định mức thành 1 lít.

* Glyxerin không ngậm nước: Cho 250 ml đến 300 ml glyxerin vào cốc 500 ml và đun trong 3 giờ ở nhiệt độ 160 ^oC đến 170 ^oC, dùng nhiệt kết nhúng vào glyxerin để kiểm tra nhiệt độ. Trong khi đun, glyxerin có thể trở thành mầu vàng nhạt nhưng không trở ngại gì. Đổ glyxerin đã loại nước vào bình thủy tinh 500 ml nút mài đã sấy khô cẩn thận và đậy chặt.

* Dung môi rượu - glyxerin: Cho 200 ml glyxerin không ngậm nước vào cốc 1000 ml, đun nóng tới 100 ^oC đến 125 ^oC, thêm 15 g bari clorua đã sấy khô ở 130 ^oC và hòa tan trong glyxerin. Để nguội dung dịch, thêm rượu etylic tuyệt đối đến 1 lít và khoảng 0,1 g phenolphtalein. Dùng dung dịch NaOH 0,01 N pha trong rượu điều chỉnh đến phản ứng kiềm yếu (dung dịch màu hồng nhạt). Nếu dung dịch là kiềm (màu hồng sáng) thì chuẩn bằng dung dịch rượu - axit benzoic 0,1 N cho đến khi có phản ứng kiềm yếu. Cho dung môi rượu - glyxerin vào chai thủy tinh 1 lít nút mài.

* Dung dịch axit benzoic 0,1 N trong rượu: Làm khô axit benzoic 24 h trong bình hút ẩm có axit sunfuric đậm đặc. Hòa tan 12,3 g axit benzoic trong 1 lít rượu etylic tuyệt đối.

Để xác định độ chuẩn của axit benzoic, dùng CaO mới thu được do nung canxi cacbonat nguyên chất ở nhiệt độ 1000 ^oC ± 50 ^oC trong 2 đến 3 h. Lấy CaO ra nghiền mịn, lại cho vào chén, nung thêm 30 min. Cho vào bình tam giác khô dung tích 150 ml khoảng 30 ml dung môi rượu glyxerin. Cân nhanh khoảng 0,03 g đến 0,04 g CaO mới nung rồi cho vào bình tam giác, thêm 1 g cát thạch anh đã nung hạt lớn và rửa sạch bằng axit clohydric và nước, lắc đều và nối bình tam giác vào ống làm lạnh hồi lưu, đun sôi trên bếp điện có lưới amiăng cho đến khi dung dịch có màu hồng đậm. Sau đó tháo bình tam giác ra chuẩn ngay dung dịch trong bình bằng dung dịch axit benzoic 0,1 N trong rượu đến khi mất màu hồng. Lại nối bình tam giác với ống làm lạnh hồi lưu và đun sôi đến khi xuất hiện màu hồng. Đun và chuẩn cho đến khi sau 20 min màu hồng không xuất hiện trở lại.

Tính lượng CaO tương ứng với 1 ml dung dịch axit benzoic 0,1 N trong rượu theo công thức:

T =

trong đó

V là lượng dung dịch axit benzoic 0,1 N dùng để chuẩn độ, tính bằng mililit.

Kết quả 3 lần xác định độ chuẩn của dung dịch axit benzoic không được chênh lệch quá 0,0005 g CaO.

4.2.49. Dung dịch tiêu chuẩn gốc natri clorua (Na⁺ = 0,2 mg/ml)

Hòa tan 0,5083 g NaCl đã sấy ở nhiệt độ 110 ^oC vào nước, chuyển vào bình định mức 1000 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều. Bảo quản trong bình nhựa.

Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (Na⁺ = 0,02 mg/ml)

Hút 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức 100 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều.

Lập đồ thị chuẩn:

Lấy vào 3 bình định mức 100 ml lần lượt các thể tích 1 ml; 2,5 ml; 5 ml của dung dịch tiêu chuẩn làm việc. Thêm nước đến vạch mức, lắc đều.

Hòa tan 0,3815 g muối KCl đã sấy ở nhiệt độ 110 ^oC vào nước, chuyển vào bình định mức 1000 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều, bảo quản trong bình nhựa.

* Dung dịch tiêu chuẩn làm việc (K⁺ = 0,02 mg/ml)

Hút 10 ml dung dịch trên cho vào bình định mức dung dịch 100 ml, thêm nước đến vạch mức, lắc đều.

* Lập đồ thị chuẩn:

Lấy vào 3 bình định mức 100 ml lần lượt các thể tích 2 ml; 5 ml; 10 ml của dung dịch tiêu chuẩn làm việc. Thêm nước đến vạch mức, lắc đều.

Giấy lọc định lượng không tro chảy chậm (đường kính lỗ trung bình khoảng 2 μm).

Giấy lọc định lượng không tro chảy trung bình (đường kính lỗ trung bình khoảng 7 μm).

Giấy lọc định lượng không tro chảy nhanh (đường kính lỗ trung bình khoảng 20 μm).

Giấy lọc định tính chảy nhanh (đường kính lỗ trung bình khoảng 20 μm).

5.17. Ống đong dung tích 10 ml, 20 ml, 25 ml, 50 ml, 500 ml.

5.18. Chày, cối bằng đồng hoặc bằng thép.

5.19. Chày, cối mã não.

5.20. Sàng, có kích thước lỗ: 0,063 mm; 0,10 mm; 0,20 mm.

6. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu thử

6.1. Lấy mẫu

Mẫu được lấy theo TCVN 4784 - 2001.

Khối lượng mẫu thử cần thiết không ít hơn 200 g (có kích thước hạt không lớn hơn 4 mm đối với mẫu clanhke xi măng poóc lăng).

Mẫu đưa tới phòng thí nghiệm đổ trên tờ giấy láng, trải thành một lớp mỏng. Dùng nam châm để hút sắt kim loại lẫn trong xi măng. Sau đó dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 25 g, đem nghiền trên cối mã não thành bột mịn (cỡ hạt 0,063 mm) để làm mẫu phân tích hóa học, phần mẫu còn lại được bảo quản trong lọ thủy tinh đậy kín.

Nếu mẫu là clanhke xi măng poóclăng : Trộn đều mẫu thử, dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 100 g, nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,20 mm. Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 50 g, tiếp tục nghiền nhỏ đến lọt hết qua sàng 0,10 mm (khi gia công mẫu thử, nếu sử dụng dụng cụ bằng thép, phải dùng nam châm để loại sắt lẫn vào mẫu). Dùng phương pháp chia tư lấy khoảng 15 g đến 20 g nghiền mịn trên cối mã não đến lọt hết qua sàng 0,063 mm làm mẫu thử phân tích hóa học, phần còn lại bảo quản trong lọ thủy tinh đậy kín làm mẫu lưu.

Việc chuẩn bị mẫu phải được tiến hành càng nhanh càng tốt để mẫu tiếp xúc với không khí xung quanh trong thời gian nhỏ nhất.

Mẫu để phân tích hóa học được sấy ở nhiệt độ 105 ^oC ± 5 ^oC đến khối lượng không đổi.

Mẫu thử được nung ở 1000 ^oC ± 50 ^oC đến khối lượng không đổi. Từ sự giảm khối lượng tính ra lượng mất khi nung.

Cân khoảng 1 g mẫu xi măng chính xác đến 0,0001 g đã được chuẩn bị theo điều 6, cho vào chén sứ đã được nung và cân ở nhiệt độ 1000 ^oC ± 50 ^oC trong 1 giờ, lấy mẫu ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng và cân. Nung lại ở nhiệt độ trên 15 phút và cân đến khối lượng không đổi.

Lượng mất khi nung (MKN), tính bằng phần trăm theo công thức:

% MKN = x 100

trong đó

m₂ là khối lượng mẫu và chén sau khi nung, tính bằng gam;

m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không lớn hơn 0,08 %.

GHI CHÚ: Đối với những mẫu xi măng poóc lăng xỉ, hàm lượng MKN được hiệu chỉnh lại cho phù hợp dựa vào công thức tính sau:

% MKN qui đổi = % MKN (thu được ở điều 7.1.3) + 1,996 x % S ^2- (điều 7.12.3).

Hòa tan xi măng bằng dung dịch axit clohydric loãng, lọc lấy phần cặn không tan, xử lý bằng dung dịch natri cacbonat, lọc, rửa, nung và cân.

Cân khoảng 1 g mẫu xi măng chính xác đến 0,0001 g đã chuẩn bị theo điều 6, cho vào cốc dung tích 100 ml, thêm 45 ml nước cất, khuấy đều, đậy mặt kính đồng hồ, cho từ từ 5 ml axit clohydric HCl đặc (d = 1,19), dùng đũa thủy tinh dầm cho tan hết mẫu, đun sôi nhẹ trên bếp cách cát trong 30 min. Lọc gạn vào giấy lọc không tro chảy trung bình. Rửa bằng nước sôi đến hết ion Cl^- (thử bằng dung dịch AgNO₃ 0,5 %).

Nước lọc và nước rửa giữ lại để xác định SO₃. Chuyển giấy lọc và phần cặn trên đó vào cốc cũ. Thêm 50 ml dung dịch natri cacbonat Na₂CO₃ 5 %. Để 5 min ở nhiệt độ phòng cho ngấu, đun sôi lăn tăn 5 min. Lọc bằng giấy lọc không tro chảy chậm, rửa nước sôi 5 lần, rửa bằng dung dịch axit clohydric HCl 5 % đun sôi 5 lần. Sau đó lại rửa bằng nước cất đun sôi đến hết ion Cl^- (thử bằng dung dịch AgNO₃ 0,5 %). Giấy lọc và bã cho vào chén sứ đã nung và cân đến khối lượng không đổi. Sấy khô và đốt cháy hết giấy lọc, nung ở 1000 ^oC ± 50 ^oC trong 45 min. Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng rồi cân, nung lại ở nhiệt độ đó 15 min và cân đến khối lượng không đổi.

7.2.3. Tính kết quả

Hàm lượng cặn không tan (CKT) tính bằng % theo công thức:

% CKT = x 100

trong đó

m2 là khối lượng chén không, tính bằng gam;

m là khối lượng mẫu lấy để phân tích, tính bằng gam.

Chênh lệch giữa hai kết quả xác định song song không được lớn hơn 0,10 %.

Phân hủy mẫu xi măng bằng cách nung mẫu với hỗn hợp nung chảy, hòa tan khối nóng chảy bằng dung dịch axit clohydric loãng, cô cạn dung dịch để tách nước của axit silisic. Nung kết tủa ở 1000 ^oC ± 50 ^oC, dùng dung dịch axit flohydric để tách silic ở dạng silic tetra florua, nung, cân, lượng mất đi tương ứng với hàm lượng silic đioxit.