冉玉梅

(浙江省工程勘察院，浙江寧波310000)

土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)問題探究

冉玉梅

(浙江省工程勘察院，浙江寧波310000)

易溶鹽指的是在特定時間內(nèi)，按照規(guī)定比例浸出的土壤中所含水溶鹽。由于易溶鹽對土壤水理性質(zhì)和工程特性有著較大影響，所以對土壤中易溶鹽的陰陽離子成分進(jìn)行測定與分析，明確鹽分的含量與種類，便能夠推斷出該類土壤對建筑材料的危害以及工程特性的影響。然而在實(shí)際試驗(yàn)過程中，存在細(xì)節(jié)問題需要引起相關(guān)工作人員的重視，為此，將對土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)問題進(jìn)行分析與研究，希望能給廣大同行提供一些有價值的參考建議。

土工;易溶鹽;問題;分析

易溶鹽是土中較易變化的物質(zhì)，其主要包括了碳酸鹽、氯化物鹽類以及易溶的硫酸鹽類和碳酸鹽。隨著環(huán)境的變化其成分與含量均會發(fā)生變化，尤其是會隨著水分變化而變化，因此，易溶鹽對于土的工程性質(zhì)的影響比較復(fù)雜［1］。而開展易溶鹽試驗(yàn)?zāi)康闹饕谟趯ν寥乐幸兹茺}含量的判定。然而在開展試驗(yàn)過程中，往往會受到諸多因素的影響，因此，為了確保試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須要嚴(yán)格控制試驗(yàn)中的細(xì)節(jié)問題。

1 樣品的采集和提取

1．1樣品采集

在采集原始土樣時，應(yīng)當(dāng)采集具有代表意義的土壤樣本，且選擇合理地含鹽量變化，以確保所得數(shù)據(jù)覆蓋面較廣［2］。易溶鹽樣品在巖心中進(jìn)行采集可以更好的將地層含鹽量反應(yīng)出來。通常來說，地層巖性具有相同特征的情況下，含鹽量低的地層中地下水礦化度相較鹽含量較高的地層較低。不僅如此，讓易溶鹽樣品在砂類土壤中進(jìn)行采集時，地層巖性為粉砂、細(xì)砂以及粗砂的情況下，更適宜開展易溶鹽試驗(yàn)。

1．2樣品制備

1．2．1樣品制備方法

風(fēng)干所采集到的采集樣品，且在此過程中需要將土壤中含有的石塊、植物殘根仔細(xì)除去。風(fēng)干完畢后，應(yīng)當(dāng)使用孔徑為2 mm的篩子來篩選樣品，并仔細(xì)研磨篩上樣品，待整體樣品均勻混合后再繼續(xù)風(fēng)干，重復(fù)混合均勻后，以備試驗(yàn)用。因?yàn)樵陲L(fēng)干后，土壤中某些成分，如碳酸氫根等會產(chǎn)生化學(xué)變化，因此，務(wù)必要在試驗(yàn)前做好相關(guān)分析工作，避免土壤中某些成分產(chǎn)生化學(xué)變化而導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果受到影響［3］。

1．2．2樣品制備存在的問題

結(jié)合實(shí)踐來看，在制備樣品時容易出現(xiàn)如下問題，需要引起相關(guān)工作人員的額外注意:a土樣達(dá)不到基本指標(biāo)。通常情況下是根據(jù)含水率、土粒比重以及密度來評測圖樣指標(biāo)［4］。且常常是根據(jù)這3種指標(biāo)來換算出其他指標(biāo)，因此務(wù)必要確保其準(zhǔn)確性。b取樣不夠規(guī)范。在取樣時，必須要采用刮土刀來進(jìn)行。而經(jīng)過長期使用，刮土刀的刃口處極易出現(xiàn)凹形磨損。如若使用磨損的刀具來進(jìn)行土樣采集，那么在對土樣的物理指標(biāo)進(jìn)行測量時，極易導(dǎo)致測量結(jié)果與實(shí)際情況相偏離。c土樣中的液限、塑限測量不規(guī)范。首先要經(jīng)過過篩工藝后才能測量土樣的液限、塑限，通常會選用孔徑為0．5 mm的篩。然而在實(shí)際試驗(yàn)過程中，大部分過篩土樣中依舊含有巖屑、砂礫甚至是巖塊的情況。根據(jù)國際通用標(biāo)準(zhǔn)，這些過篩土樣的塑限測量結(jié)果是不夠精準(zhǔn)的。d試樣制備工序選擇和使用不恰當(dāng)。雖然上文中分析了植被樣品的基本工序，但是在實(shí)際制備過程中并不代表著都會用上這些工序，還需要結(jié)合所采取土樣的成分以及結(jié)構(gòu)來科學(xué)選擇制備方法。如若土樣土質(zhì)較為均勻，則可以在保持土樣天然含水狀態(tài)下進(jìn)項(xiàng)采取，之后要盡可能把它切碎。而如若所采集到的土樣中含有石塊或是砂礫，則需要經(jīng)過風(fēng)干以及過篩后才能進(jìn)行處理，接著還需用水將其浸潤，以確保其達(dá)到均勻狀態(tài)。

2 制備浸出液注意問題

2．1浸提易溶鹽的土水比例

在對易溶鹽進(jìn)行浸提過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際鹽類溶解度來選擇合適的土水比例與浸提，從而盡可能完全溶解出易溶鹽，同時還應(yīng)盡可能避免土粒子上吸附的粒子和浸出液中的粒子出現(xiàn)交換反應(yīng)［5］。然而在實(shí)際溶解過程中，由于鹽類不同，其在水中的溶解度也有所差別，如中溶鹽中硫酸鈣溶解度為2．0 g/L，易溶鹽中氯化鉀溶解度為329．5 g/L，氯化鎂溶解度為558．1 g/L，氯化鈣溶解度為751．9 g/L;難溶鹽中碳酸鈣溶解度為0．015 g/L。所以可以通過合理控制土水比例來有效分離難溶鹽、中溶鹽以及易溶鹽。并且水量加得愈少，土水比例也就越小，而同時浸提出難溶鹽、中溶鹽以及易溶鹽的幾率就愈小。雖然采用盡可能減小加水量的土水比例進(jìn)行浸提所得結(jié)果會更加貼近土中易溶鹽的組成比例以及真實(shí)含量，但是如若采用1∶1以及1∶2．5的比例，會因?yàn)樗刻砑舆^小，特別是遇到黏土?xí)r會大大增加操作難度。有鑒于土水比例的差異會導(dǎo)致土中易溶鹽單個離子以及總量浸出量的不同，所以通常均是采用1∶5的土水比例。

2．2浸提時間

由于在相同土水比例情況下，其實(shí)際浸提時間長短不同，最終得到的結(jié)果亦各不相同。而浸提時間越長，則可能浸提出來的難溶鹽以及中溶鹽的幾率就越大，且水溶液和土粒間離子交換就越明顯，從而會使得誤差加大。因此，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短浸提時間。大量研究數(shù)據(jù)顯示，在浸提易溶鹽時，通?？刂平釙r間在2～3 min左右為最佳。

2．3過濾土的浸提液

過濾土的浸提液關(guān)系著土工易溶鹽試驗(yàn)的成敗。在具體試驗(yàn)過程中常常難以得到清澈的濾液。所以在實(shí)際操作過程中需要使用與漏斗底部相同大小的濾紙，且于底部平穩(wěn)放置，首先使用少許蒸餾水來進(jìn)行抽濾，當(dāng)其濕潤后就采用抽氣來讓濾紙與漏斗底板緊密貼合。之后先抽氣再過濾，并快速將搖到均勻的土懸濁液倒入漏斗當(dāng)中，讓其在濾紙上形成薄層濾餅，避免細(xì)顆粒通過。此后，先將抽氣設(shè)備打開，進(jìn)行抽氣，防止濾紙飄起，之后再將土懸濁液倒入漏斗當(dāng)中，以避免出現(xiàn)濾液渾濁的情況。

2．4分解溫度

對土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)來說，分解溫度的高低都會對影響到試樣設(shè)備，從而造成結(jié)果準(zhǔn)確性出現(xiàn)偏差。比如在進(jìn)行易溶鹽試驗(yàn)時，在濃度相同情況下如果試驗(yàn)溫度超過規(guī)定分解溫度，那么將會造成反應(yīng)物分子能量因此而增加，這就使得原來某些低能量分子會被激活，這樣一來不但會提升試驗(yàn)反應(yīng)中活化分子比例，同時也會增加分子有效碰撞機(jī)率，進(jìn)而導(dǎo)致易溶鹽試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性因反應(yīng)速率增大而受到影響。根據(jù)相關(guān)研究表明，土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)中如果分子分解溫度超出相應(yīng)要求10℃時，該反應(yīng)速率會因此提升2～4倍，進(jìn)而造成試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性出現(xiàn)嚴(yán)重偏差。

2．5選擇適宜的易溶鹽試驗(yàn)用水

水作為土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)中重要物質(zhì)，其有著極為廣泛的用途，不但某些試驗(yàn)中需要加入水，同時容器清洗、溶液配置等方面也同樣需要水。然而不管是自來水或是天然水，他們水質(zhì)中都含有不少影響試驗(yàn)的雜質(zhì)成分，如果直接將他們用來做試驗(yàn)，那么勢必會導(dǎo)致結(jié)果準(zhǔn)確性受影響，因而這就要求我們必須根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求選擇適宜的土工試驗(yàn)易溶鹽試驗(yàn)用水。

以樣品提取用水為例，根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求應(yīng)使用不含二氧化碳的蒸餾水。這主要是因?yàn)槎趸紩?dǎo)致碳酸鎂、碳酸鈣等物質(zhì)溶解，如此一來會導(dǎo)致易溶鹽試驗(yàn)中浸出鹽分的數(shù)量受影響，最終造成結(jié)果準(zhǔn)確性不足，因而這就要求我們必須選用不含二氧化碳的蒸餾水。另外，需要特別注意的是，蒸餾水放置時間過長時會有空氣中二氧化碳溶解進(jìn)去，因而這就需要我們在進(jìn)行易溶鹽試驗(yàn)樣品提取前將久置蒸餾水進(jìn)行加熱，并煮沸，隨后待其冷卻到室溫后便可使用，這樣一來即可將久置蒸餾水中溶解的二氧化碳排出，從而保障易溶鹽試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性。此外，易溶鹽試驗(yàn)前都需要根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求對用水進(jìn)行離子、pH等檢測，以此確保其水質(zhì)情況達(dá)到易溶鹽試驗(yàn)要求。最后，為了確保易溶鹽試驗(yàn)容器干凈，我們還需要對其進(jìn)行清洗，比如針對新購置容器需要用NaOH溶液浸泡2～3 d，之后利用純凈水洗干凈并接著用HCl或HNO3溶液浸泡2～3 d，待其沖洗干凈后方可使用。又比如針對現(xiàn)有容器，我們要在使用一定時間后利用雙氧水進(jìn)行沖洗，以此保障其干凈。

3 測定易溶鹽總量

在室內(nèi)試驗(yàn)中，通常是使用烘干法來測定易溶鹽總量。該方法具有準(zhǔn)確性高，對儀器設(shè)備要求低等特點(diǎn)，不過操作起來較為繁瑣。其主要是依照特定的土水比例來浸出土中的易溶鹽，并將其烘干、稱重，最后所得到的烘干物質(zhì)總量即易溶鹽總量。而采用該方法過程中常常會由于多方面因素影響而導(dǎo)致其結(jié)果出現(xiàn)誤差，因此必須要予以充分重視。通常會含有難溶鹽、少許中溶鹽、未去除干凈的有機(jī)質(zhì)以及膠狀顆粒等物質(zhì)在烘干物質(zhì)當(dāng)中，從而導(dǎo)致結(jié)果出現(xiàn)誤差。如若浸出液中含有許多SO42－時，在溫度105～110℃下進(jìn)行烘干，則無法有效脫除其所形成的鎂硫酸鹽、鈣的結(jié)晶水，從而致使試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差。所以，遇此情況時，應(yīng)當(dāng)將溫度調(diào)至180℃來完成烘干工作;而HCO3－在烘干時會全部轉(zhuǎn)化為CO3

2－，其整體總量減輕約50%，所以根據(jù)實(shí)際情況可將烘干所得數(shù)值加上50%HCO3－來對結(jié)果進(jìn)行修正。

4 測定易溶鹽的陰陽離子

4．1測定易溶鹽的陰陽離子

在試驗(yàn)過程中，往往有多種方法用于測定易溶鹽的陰陽離子，通?？蓪⑵鋭澐譃閮x器分析以及化學(xué)分析兩大類。在《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中，使用的是原子吸收分光光度計(jì)的方法來測定易溶鹽中的鎂離子與鈣離子。不過由于該種方法所需設(shè)備儀器花費(fèi)較高，所以在普通實(shí)驗(yàn)室中該種方法并未得到普及。在《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50123－1999所列舉出來的方式大多都是化學(xué)分析，除此之外，部分試驗(yàn)還有其他方法，具體結(jié)合實(shí)際情況來進(jìn)行合理選擇。一般情況下采滴定法來進(jìn)行。滴定分析法又稱為容量分析法?，F(xiàn)實(shí)假定某種濃度確定的溶液為A，而被檢測溶液為B，該方法實(shí)際應(yīng)用原理是把A溶液滴加到B溶液當(dāng)中，或是將B溶液滴加到A溶液中，當(dāng)這兩種溶液達(dá)到特定劑量時即會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，此時，根據(jù)A溶液的使用濃度以及劑量便可計(jì)算出B溶液中被測物質(zhì)的含量。通常，采用硝酸銀滴定法，并將鉻酸鉀作為指示劑來測定Cl－，采用雙指示劑中和滴定法來測定HCO3－與CO32－，采用火焰光度計(jì)來測定K－與Ca2－，采用原子吸收分光光度計(jì)或EDTA配位滴定法來測定Mg2－與Ca2－。在筆者參與的易溶鹽試驗(yàn)當(dāng)中，在深度1．50～1．60 m處進(jìn)行取樣，測定易溶鹽中的陽離子K+(Na+)含量為42．55 mg/kg，Ca2+含量為32．45 mg/kg，Mg2+含量為32．70 mg/kg，陰離子HCO3－含量為225．29 mg/kg，SO42－含量為18．73 mg/kg，Cl－含量為73．10 mg/kg，CO32－與OH－含量為0。

4．2易溶鹽陰陽離子的測定過程中應(yīng)注意的問題

a需要在過濾土浸出液后馬上開始測定HCO－3與CO32－，以避免吸收二氧化碳而出現(xiàn)誤差。b應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制HCO3－與CO32－的滴定終點(diǎn)在pH=4．4以及pH=8．3，避免誤差的出現(xiàn)。c如若將酚酞加入浸出液后顯示為無色，而將甲基橙添加后變?yōu)榧t色，則表明pH＜4．4，且不含有HCO3－與CO32－在浸出液中。d在測定Cl－應(yīng)嚴(yán)格控制溶液pH在6．5～10的范圍內(nèi)，并且確保pH值在6．5以上，避免鉻酸鉀溶于酸中，同時控制pH值在10以內(nèi)，防治出現(xiàn)氧化銀的沉淀。

4．3結(jié)構(gòu)分析以及數(shù)據(jù)處理

通過測定可知，土壤中易溶鹽分主要是由Cl－、CO3

2－、SO4、Mg、Ca、K等內(nèi)容構(gòu)成。其中正常情況下，陰離子和陽離子的物質(zhì)量濃度相同，且誤差不可大于4%。如若是重污染土壤或是鹽漬土壤則可不對該項(xiàng)內(nèi)容予以考慮。一般情況下，通過陰陽離子的總和可將土壤中易溶鹽的總量計(jì)算出來。但是結(jié)合具體試驗(yàn)情況來看，還應(yīng)當(dāng)要根據(jù)具體情況和工作需求，來判斷是否要對鹽分組成進(jìn)行分析，或是單單將總鹽量測定出來。如若面臨第一種情況時，則可通過將個別離子的含量測定出來后，在將總離子量計(jì)算出來，而不需要將總鹽量直接測定出來，通常來說，這種方法的誤差在10%以內(nèi)，屬于可接受范圍。

5 結(jié)語

總而言之，開展土工易溶鹽試驗(yàn)?zāi)軌蛴行Т_定土的性能，所以在實(shí)際試驗(yàn)過程中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把控各個步驟與環(huán)節(jié)，盡可能降低試驗(yàn)結(jié)果的誤差，從而作為易溶鹽分析的依據(jù)，更好的確保整體土工試驗(yàn)的精準(zhǔn)性與可靠性。

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A Geotechnical Experiment in Soluble Salt

RAN Yumei
(Engineering Investigation Institute of Zhejiang Province，Ningbo，Zhejiang 310000，China)

The soluble salt is in a specific period of time in accordance with the provisions of proportion leaching in the soil water soluble salts．On the soil water，properties and engineering properties have great influence，so the soil is easily dissolved salt ion of Yin and Yang ingredients to clear the content of salt and variety．In the process of the actual test，however，there is a need to cause the attention of the relevant staff．Therefore，this article will make an analysis of geotechnical test soluble salt test to hope it can give some valuable advice．

Soil;Soluble salt;Problem;Analysis

TU411

B

10．14101/j．cnki．issn．1002－4336．2017．01．031

2017－01－02

冉玉梅(1981－)，女，新疆伊犁人，測試工程師，研究方向:實(shí)驗(yàn)測試技術(shù)與管理，手機(jī):18868709501，E-mail: 55775088@qq．com．