水泥中二氧化碳含量的测定

　　GB／Tl76-2008《水泥化学分析方法》中，二氧化碳含量的检测主要采用碱石棉吸收重量法，虽然该方法的准确性比以前的方法有很大的提高，但水泥企业在应用此方法时存在些操作上的问题，可能会带来一定的误差。因此，本文主要针对其操作要点和注意事项进行了详细的讨论，以提高该方法测定结果的准确度和精密度。

　　1 方法原理

　　用磷酸分解试样，碳酸盐分解释放出的二氧化碳由不含二氧化碳的气流带入一系列的U形管，先除去硫化氢和水分，然后被碱石棉吸收，通过称量来确定二氧化碳的含量。

　　2 测定装置

　　测定装置结构如图1所示。

　　1 吸收塔：内装钠石灰或碱石棉；2U形管：内装碱石棉；3缓冲瓶；4反应瓶：100mL；

　　5分液漏斗；6.电炉；7.球形冷凝管；8．洗气瓶：内装浓硫酸；9.U形管：内装硫化氢吸收剂；10.U形管：内装水分吸收剂；11、12.U形管：内装碱石板和水分吸收剂；13.U形管：内装钠石灰或碱石棉

　　其工作流程及工作原理如下：

　　1)抽气：本装置在抽气的最后部分安装一个适宜的抽气泵和一个可调气体流量的玻璃转子流量计，以气体通过装置均匀流动。

　　2)空气净化：进入装置的气体先通过装钠石灰（二氧化碳吸收剂)的吸收塔l和装碱石棉的u形管2，除去其中的二氧化碳。

　　3)酸分解反应：反应瓶4中装入样品。浓磷酸通过分液漏斗5加入到反应瓶中，样品中的碳酸盐被酸分解成二氧化碳。反应瓶底部用电炉加热，促使碳酸盐分解反应进行完全。

　　4)气体的净化：反应产生的二氧化碳随同净化的空气通过球形冷凝管7，其中的水分大部分被冷凝下来。接着，气体进入含浓硫酸的洗气瓶8，进一步除去其中的水分。最后，通过含硫化氢吸收剂的U形管9和水分吸收剂的U形管l0，气体中的硫化氢和水分被除去。

　　5)二氧化碳的定量吸收：净化后的气体通过两个可以称量的U形管11和12，内各装3／4碱石棉和1／4水分吸收剂。对气体流向而言，二氧化碳吸收剂装在水分吸收剂之前。反应小成的二氧化碳在U形管11和12中被定量吸收，称最后根据U形管增加的质量，计算试样中二氧化碳的含量。

　　6)保护：U形管l3内装钠石灰或二氧化碳吸收剂，以防止空气中的二氧化碳和水分从后面进入U形管12中。U形管l3的后端接流量计和抽气泵。

　　3  装置气密性检查

　　将进气口处的橡胶管用止水夹夹住，关闭分液漏斗5的活塞，接通各U形管的活塞，打开电源开关和气泵开关，调节气体流速为60～100 mL/min左右。经1～3  min后，洗气瓶8中气泡明显减少(每分钟不超过2个气泡时)，即达到气密性要求。否则，检查各活塞处是否紧密接触，必要时涂以薄层凡士林；检查各接火处是否连接良好，橡胶管是否老化。

　　4  试样的测定步骤

　　1)除去装置中的一氧化碳和水分

　　每次测定前，将一个空的反应瓶连接到装置上，连通U形管9-13，U形管的磨口塞都置于开的位置。打开电源开关和气泵开关，加热调节旋钮置于关的位置，控制气体流速约为50～100mL／min(每秒3～5个气泡)，通气30min以上。

　　2)恒量U形管11和12

　　关闭抽气泵开关和U形管l0～13的磨口塞，取下U形管11和12放在平盘上，在天平室恒温10min，然后分别称量。重复此操作，再通气10min，取下，恒温，称量，直至每个管子连续二次称量结果之差不超过0．001 0g为止，以最后次称量值为准。如果U形管11和l2的质量变化连续超过0．001 0g，更换U形管9和10。

　　3)测定试样

　　称取约1g试样，精确至0．000 1g，置于干燥的100mL反应瓶中。

　　将反应瓶和已称量的U形管11和l2连接到测定装置上。打开电源开关、气泵开关和计时开关，控制气体流速约为50～100mL/min。加入20mL浓磷酸到分液漏斗5中，小心旋开分液漏斗活塞，使磷酸滴入反应瓶4中，并留少许磷酸在漏斗中起液封作用，关闭活塞。打开电炉的加热调节旋钮，调节至电炉趁呈暗红色，加热约5min使反应瓶中的液体至沸，并继续加热微沸5min，关闭电炉，并继续通气25min。

　　关闭气泵开关和计时开关，关闭U形管l0～13的磨口塞。取下U形管11和12放在平盘上，在天平室恒温10min，然后分别称量。用每根U形箭增加的质量计算水泥中二氧化碳的含量。

　　如果u形管l2的质量变化小于0．0005g，计算时忽略。实际上二氧化碳应全部被u形管11吸收。如果U形管l2的质最变化连续超过0 001 0g,应更换u形管11，并重新开始试验。

　　4)空白试验

　　同时进行空白试验。除不加入试料之外，采用完全相同的分析步骤，取相同量的试剂进行试验。计算时从测定结果中扣除空白试验值。

　　5)连续测定和反应瓶的处理

　　待一个测定结束后，取下反应瓶，装上另一个盛装试料的反应瓶继续下一个样品的测定；将测定后反应瓶中的残余物倒出，洗净反应瓶，烘干备用。测定时现称样，避免称量好的试样长时间在反应瓶中吸收空气中的二氧化碳。如结束测定后，在装置上装一个干燥的空反应瓶，关闭所有的磨口塞。防止空气中的二氧化碳和水分进入测定装置中。

　　5  注意事项

　　1)反应瓶：用前洗净、烘干。不要在电炉上高温加热，以防反应瓶变形。使用一段时间后，用稀的盐酸溶液或稀的氢氧化钠溶液洗涤瓶内壁上的残留物。

　　2)冷凝管：连续测定样品时，冷凝管上端如有较多水汽凝结，需更换冷凝管。

　　3)U形管及吸收塔磨口处应用滤纸擦干净，涂以少量薄层凡士林，保证密封效果。凡士林不要漏在u形符表面上，避免u形管的质量发生变化；凡士林不要过多，以免堵塞进出气孔；反应瓶4的磨口处不要涂凡士林，因其系受热部位，凡士林受热易碳化。

　　4)U形管和吸收塔每次装好试剂后，试剂上面以及吸收塔底部进气嘴处放一小团棉花，防止试剂流动而堵寨进出气孔。

　　5)高氯酸镁、碱石棉和钠右灰极易吸水和二氧化碳，在制作此试剂或向干燥管中加入时要迅速，装好后要将活塞或磨口关闭；试剂瓶用后要马上密封，避免试剂长时间暴露在大气中而失效。

　　6)U形符要轻拿轻放，将要称量的u形符放在干净、干燥的瓷盘内，防止污染后质量发生变化。

　　7)拆装U形管11和l2时，应戴手套，防止手上汗液玷污u形管。注意勿对U形管两臂向内或向外施加过大压力，以免弯曲部分断裂。

　　8)浓硫酸遇水放出大量的热，往洗气瓶8中加注浓硫酸时，瓶中不应有水。磨口处不要涂凡士林，以免被浓硫酸碳化。

　　9)在较跃时间内停止使用装置时，用止水夹将干燥塔的进气管夹住，将u彤管的磨口塞关闭，套上一个空的干燥反应瓶，防止空气中的水分和二氧化碳进入装置中。

　　10)本装置连接管使用Φ6mm的硅橡胶管，硅橡胶管不易老化，使用寿命长。

　　6  试剂的更换

　　1)吸收塔1中的钠石灰为粉红色颗粒。使用一段时间后，如有1／2部分粉红色褪去变为淡粉色或成为粉状物，则应更换。

　　2)U彤管2 中的碱石棉为颗粒状。如左边的碱石棉有l／2粉化且颜色变为白色时，应更换。

　　3)在多次测定硫化物含量较高的样品(例如矿渣或矿渣水泥样品)后，洗气瓶8中的浓硫酸会逐渐浑浊。在使用一段时间后，如沉淀物过多，可酌情更换。

　　4)U形管9左侧支管中的硫化氢吸收剂有1/3变黑后，更换该部分吸收剂。吸收剂颗粒大小要适中。若太粗，则总表面积太小，吸附能力不强，除硫化氢的效果不好；若太细，则气体砂易通过，气体阻力大，抽气时间需延长。

　　5)如果u形管11和l2的质量变化连续超过0.001 0g，应更换U形管9中的硫化氢吸收剂和U形管l0中的无水高氯酸镁。

　　6)在恒量过程中，如果u形管l2的质量变化连续超过0.0010g，应更换U形管11中的吸收剂，并重新开始试验。

　　7)U形管l3中的钠右灰粉红色褪去变为淡粉色时，应更换。