实验 水泥中三氧化硫含量的测定
水泥中三氧化硫含量评估方法-最新国标
水泥中三氧化硫含量评估方法1范围本文件规定了水泥中三氧化硫含量评估方法的原理、仪器设备、材料、试验样本、试验方法、评估过程、评估报告等。
本文件适用于通用硅酸盐水泥中三氧化硫含量的评估，其他品种水泥可参考使用。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB175通用硅酸盐水泥GB/T176水泥化学分析方法GB/T1345水泥细度检验方法筛析法GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定检验方法GB/T5483天然石膏GB/T5484石膏化学分析方法GB/T8074水泥比表面积测定方法勃氏法GB/T12959水泥水化热测定方法GB/T17671水泥胶砂强度检验方法（ISO）GB/T21371用于水泥中的工业副产石膏GB/T21372硅酸盐水泥熟料JC/T603水泥胶砂干缩试验方法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4原理在水泥凝结时间满足标准要求下，通过强度、胶砂干缩率、水化热中其中一个或多个物理性能参数评估水泥中最佳SO3含量。
强度、水化热随水泥中SO3含量的增大先升高后降低，当强度或水化热最大时，对应的水泥中SO3含量为最佳值。
胶砂干缩率随水泥中SO3含量的增大先降低后升高，当胶砂干缩率最小时，对应的水泥中SO3含量为最佳值。
可根据需求采用其中一种或多种物理性能参数评估水泥中最佳SO3含量。
5仪器和设备5.1球磨机符合GB/T21372中规定的化验室统一小磨。
6材料6.1石膏6.1.1天然石膏天然石膏应符合GB/T5483中规定的G类石膏或M类混合石膏，品位（质量分数）≥55%。
6.1.2工业副产石膏工业副产石膏应符合GB/T21371规定的技术要求。
6.1.3分析纯石膏分析纯石膏中CaSO4·2H2O质量分数应大于99.0%。
水泥中三氧化硫含量的测定
水泥中三氧化硫含量得测定水泥中得三氧化硫就是由石膏、熟料(特别就是以石膏作矿化剂煅烧得熟料)或混合材料引入,在水泥制造时加入适量石膏可以调节凝结时间,还具有增强、减缩等作用。
制造膨胀水泥时,石膏还就是一种膨胀组分,赋予水泥以膨胀等性能,但水泥中得三氧化硫含量过多,却会引起水泥体积安定性不良等问题,因此,在水泥生产过程中必须严格控制水泥中得三氧化硫含量。
测定水泥中三氧化硫含量得方法多种,如硫酸钡质量法、磷酸溶样-氯化亚锡还原-碘量法以及离子交换法等。
一、 测定原理1. 硫酸钡质量法得测定原理用盐酸分解试样,时试样中不同形态得硫酸全部转变成可溶性得硫酸盐 ,以氯化钡沉淀剂,使之生成硫酸钡沉淀。
该沉淀得溶解度极小,化学性质非常稳定,经灼烧后称重,再换算得出三氧化硫得含量,反应式如下:=↓(白色)2. 碘量法得测定原理水泥中得硫主要以硫酸盐硫(石膏)存在,部分硫存在于硫化钙、硫化亚锰、硫化亚铁等硫化物中。
用磷酸溶解水泥试样时,水泥中得硫化物与磷酸发生下列反应,生成磷酸盐与硫化氢气体,其反应式如下:3CaS ＋2=+3S ↑3MnS+2=+3S ↑3FeS+2=+3S ↑在有还原剂并加热得条件下,用浓磷酸溶解试样时,不仅硫化物与磷酸发生上述反应,硫酸盐也将与磷酸反应,生成得硫酸与还原剂氯化亚锡发生氧化还原反应,放出硫化氢气体。
根据碘酸钾溶液(加有碘化钾)在酸性溶液中析出碘得性质,在H2S 得吸收液中加入过量得碘酸钾标准溶液,使在溶液酸化时析出碘,并与硫化氢作用,剩余得碘则用硫代硫酸钠回滴,其反应式如下:利用上述反应,先用磷酸处理试样,使水泥中得硫化物生成硫化氢溢出,然后用氯化亚锡-磷酸溶液处理试样,测定试样中得硫酸盐。
3.离子交换法得测定原理水泥中得三氧化硫主要来自石膏,在强酸性阳离子交换树脂R-SO 3·H 得作用下,石膏在水中迅速溶解,离解成Ca 2+与,Ca 2+迅速与树脂酸性基团得H +进行交换,析出H +,它与石膏离解所得生成硫酸,直至石膏全部溶解,其离子交换反应式为:2+2-44332CaSO Ca +SO +2R-SO H)R-SO )Ca+2H （固体）（（ ⑴ ⑵在石膏与树脂发生离子交换得同时,水泥中得C 3S 等矿物将发生水解,生成氢氧化钙与硅酸:⑶所得Ca(OH)2,一部分与树脂发生离子交换;另一部分与H2SO4作用,生成CaSO4再与树脂交换,反应式为:⑷⑸⑹熟料矿物水解,当水解产物参与离子交换达到平衡时,并不影响石膏与树脂进行交换生成得H2SO4量,但使树脂消耗量增加,同时,溶液中硅酸含量得增加,使溶液PH值减少,用NaOH 滴定滤液时,所用指示剂必须与进入溶液得硅酸量相适应。
浅谈水泥中三氧化硫含量的检测
是准确度高， 缺点是费时较长 用该方法来做 Ｓ Ｏ 含 量 时， 应把握 如下 几个要 点 ：
１ 严格 遵守 晶形 沉淀 的沉淀 条 件 硫 酸钡结 晶初 生成 时 比较 细 小 ，要 得 到相 对 大 的颗粒 结 晶 ，必 须减 ，沉 淀 开始 时 溶液 中硫 酸钡 的 】 、 相对过饱 和 度． 瞬间生 成较 少 的晶核 ； 果相 对过 使 如 饱 和度 大，瞬间 成很 多晶 核，各 晶核竟相 生 长，必 然 得 到极多极 细 小 的晶体 ． 至成 为无定形 沉 淀． 甚 很 难过 滤和洗 涤 ． 分 析结果 造成 误差 。 绐
为 １０ ／ 。 ０ｇ １
对 比的结 果 看 ， 三氧 化硫 检 测数 据偏 低 的 现象 普 遍
存在． 的严重超 Ｈ允许偏差范围． 有 １ 失去了检测的意 义 针 对这 种现象 ， 面从 原理 的角度谈 谈 怎样 测得 下
三氧化 硫的 准确结 果 水 泥 中三 氧 化硫 含 量实 质 上 是磨 制 水 泥 时石膏 掺人量 的反 映 。通 常硅酸 盐水 泥熟料 初凝 时 间很快 、 为使 混凝 土和 砂浆 有充分 的时 间进 行搅 拌 、 运输 、 浇 捣 或砌筑 、 要求 水 泥凝结 时 间不 能过早 、 则在施 工 否
：
０３ ｌＩ ． ｍ ／ ，即在 ２ Ｏ ｌ 验溶 液 中加 ｌＩ （ ＋１ 盐 ０ｒ 试 ａ ＯＩ １ ） ｌ ｌ
酸溶液，该酸度下能减少 ｃ“、 ｌ Ｆ ”等离子与 ａ Ａ“、 ｅ Ｓ 共沉 淀现象 ， Ｏ 保证 三氧化 硫测定 结 果的 准确性 ． 省去了预先除去铁、 、 、 铝 钙 镁的步骤， 简化 了操作。
溶解度，相 当于降低了溶液对硫酸钡的相对过饱和 度、有利 于生 成数 目较少 的大晶体 。在 酸性 溶 液 中， 硫 酸钡 的溶解 损 失可 通过 加 入过 量 氯化 钡 而减 少 。 同时在 酸性 溶 液 中还 可减 少 溶液 中其 它 离 子在 硫 酸
三氧化硫测定 知识点
用硫酸钡法测水泥中三氧化硫含量一、目的意义硫酸钡重量法不仅在准确性方面，而且在适应性和测量范围方面都优于其他方法，但其最大特点是手续繁琐，费时很长，不宜作为生产控制例行分析方法。
其改进方法虽然局化了离子分离手续，但是过滤、沉淀、洗涤……，直至恒重等一系列手续，仍使这一方法有所逊色。
本实验目的：1.了解硫酸钡重量法测定SO3的原理及方法；2.测定水泥中的SO3的含量二、基本原理硫酸钡重量法是通过氯化钡使硫酸根结合成难溶的硫酸钡沉淀，以硫酸钡的重量折算水泥中的三氧化硫含量。
由于在磨制水泥中，需加入一定量石膏，加入量的多少主要反映在水泥中SO42-离子的数量上。
所以可采取BaCl2沉淀剂，用盐酸分解，控制溶液浓度在0.2~0.4mol/l的条件下，用BaCl2沉淀SO42-离子，生成BaSO4沉淀。
的溶解度很小（其K sp=1.1×10-10，其化学性质非常稳定，灼烧后的组分与分子式符合。
反应式为：Ba2++SO42-====BaS O4↓(白色)三、实验器材（一）仪器与材料1分析天平，不低于四级2磁力搅拌机200~300r·min-13箱式电阻炉4其他：坩埚、烧杯、量筒、锥形瓶、快速定性滤纸、过滤漏斗等。
（二）试剂1盐酸（一体积盐酸与一体积水配置而成）；2氯化钡溶液的质量浓度（10%）；3硝酸银溶液的质量浓度（10%）。
四．分析步骤1、准确称取约0.5水泥试样，至于锥形瓶中，加入40ml水及10ml盐酸（一体积盐酸与一体积水配置而成），加热至沸腾，停止加热保持五分钟；2、在搅拌下滴加10ml氯化钡溶液（10%），并将溶液煮沸两分钟；3、停止加热溶液并静置四小时；4、四小时后，用快速定性滤纸过滤，反复洗涤沉淀数次（洗涤滤纸上的沉淀，直到沉淀中没有Cl-为止），然后用硝酸银溶液检验滤后液，直至没有白色沉淀为止（目的是为了把沉淀中Cl-洗涤干净，滤后液中没有Cl-也就没有Ba2+）；5、将沉淀和滤纸一并移入坩埚中，在箱式电阻炉中灰化（加热温度设定为300℃，保持温度半小时）；6、将灰化后放入设置温度为800℃的箱式电阻炉中灼烧，恒温保持半小时；7、冷却后，取出坩埚，称量。
水泥中三氧化硫的快速测定
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任务2硅酸盐中二氧化硅的 测定(氟硅酸 钾容量法)
• (7)KCl溶液(50 g/L):将50 g固体KCl溶于水中，再用水稀释 • 至1000mL; • ( 8) KCl-乙醇溶液(50 g/L):将5 gKCl溶于50 mL水中，再用水稀释至
1000mL; • (9)酚酞指示剂。 0.15 mol/L):将6 g NaOH溶于1 000 mL水中，摇
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任务1 水泥中三氧化硫的快速测定(离子 交换法)
• 2.交换和侧定 • 准确称取约0. 2 g试样，精确至0. 000 1 g，置于已盛有5g树脂、一
根搅拌棒及10 mL热水的150 mL烧杯中，摇动烧杯使其分散。向烧 杯中加入约40 mL沸水，置于磁力搅拌器上，加热搅拌10 min后以快 速滤纸过滤，用热水洗涤烧杯与滤纸上的树脂4~5次。滤液及洗液收 集于另一装有2 g树脂及一根搅拌棒的150 mL烧杯中(此时溶液体积 在100 mL左右)。再将烧杯置于搅拌器上搅拌3 min，用快速滤纸过 滤，用热水洗涤烧杯与滤纸上的树脂5~6次，滤液及洗液收集于300 mL烧杯中。向溶液中加入5~6滴酚酞指示剂，用0. 06 mol/L NaOH • 标准溶液滴定至微红色即为终点。保存用过的树脂以备再生。
6~7gNaOH，于650℃~ 700℃高温炉内，熔融20m in，取出冷却， 将柑祸放入盛有100 mL沸水的烧杯中，盖上表面皿，加热，待熔块 完全浸出后，取出坩埚，用水洗净柑祸和盖，再搅拌下一次加入 25mL浓HCl和1 mL浓HNO3。用热HCl(1 +5)洗净柑祸和盖，将溶液 加热至沸，使溶液澄清，冷却后，移入250 mL容量瓶中，用水稀释 至标线，摇匀。
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水泥中三氧化硫的测定
3) 用离子交换法测定水泥中的三氧化硫，重要的前提是必须把 试样中的硫酸钙完全提取到溶液中。当水泥中的石膏是硬石 膏或混合石膏(二水石膏和硬石膏)时，由于有些硬石膏溶解 速度较慢，用本方法测定时因离子交换时间较短，在此期间 石膏往往不能完全提取到溶液中去，使测定结果偏低。遇此 情况，可将试样磨细一些，并将试样的质量由0.5g减为0.2g， 第一次静态交换的时间由原2min延长至10min，必要时也可 将树脂由原来的2g增至5g。第二次交换的条件仍不变。这样 上述问题得以解决，但进入溶液中的硅酸量也相应增大。 4) 由于试样中磷、氟、氯等酸性物质将与NaOH反应，使滴定 结果偏高，故本方法含有F- 、C1- 、PO4-3 等的工业副产石膏 及氟铝酸盐的水泥是不适用的。但可以将离子交换后的溶液 用硫酸钡重量法(控制溶液酸度在0.2~0.4mol／L之间)测定三 氧化硫，也可用静态离子交换——返滴定法测定三氧化硫。
3) 0.05mol/L氢氧化钠标准溶液：将20g氢氧化钠溶于10L水中，充 分摇匀后，储存于带胶塞(装有钠石灰干燥管)的硬质玻璃瓶内。 • 标定方法：准确称取约0.3g苯二甲酸氢钾置于400ml烧杯中， 加入约150ml新煮沸过的并已用氢氧化钠溶液中和至酚酞呈微 红色的冷水，搅拌使其溶解，然后加入2～3滴1％酚酞指示剂溶 液，用配好的氢氧化钠溶液滴定至微红色。 • 氢氧化钠标准溶液对三氧化硫的滴定度按下式计算
（2）试剂 • • • 盐酸(1+1)； 氯化钡溶液[10%(W／V)]； 硝酸银溶液[10％(W／V)]。
（3）分析步骤
• 准确称取约0.5g水泥试样，置于300ml烧杯中，加入30~40ml 水及10ml盐酸，加热至微沸，并保持微沸5min，使试祥充分 分解。 • 以 中 速 滤 纸 过 滤 ， 用 温 水 洗 涤 10~12 次 。 调 整 滤 液 体 积 至 200m1，煮沸，在搅拌下滴加10ml氯化钡溶液[10％(W／V)]， 并将溶液煮沸数分钟，然后移至温热处静止4h或过夜(此溶液 体积应保持在200ml)。 • 用慢速滤纸过滤，以温水洗至无氯根反应(用硝酸银溶液检验)。 • 将沉淀及滤纸一并移入已灼烧恒量的瓷坩埚中 ，灰化后在 800℃的高温炉中灼烧30min。取出坩埚，置于干燥器中冷却 至室温，称量。如此反复灼烧，直至恒量。
水泥中三氧化硫的测定
•
树脂的再生处理：将用过的带有水泥残渣的树脂放入烧杯
中，用水清洗数次以除去水泥残渣。将树脂浸泡在稀盐酸中，
当积至一定数量后，倾出其中夹带的残渣，再按钠型树脂转变
为H型树脂的方法进行再生。
3) 0.05mol/L氢氧化钠标准溶液：将20g氢氧化钠溶于10L水中，充 分摇匀后，储存于带胶塞(装有钠石灰干燥管)的硬质玻璃瓶内。
• 以 中 速 滤 纸 过 滤 ， 用 温 水 洗 涤 10~12 次 。 调 整 滤 液 体 积 至 200m1，煮沸，在搅拌下滴加10ml氯化钡溶液[10％(W／V)]， 并将溶液煮沸数分钟，然后移至温热处静止4h或过夜(此溶液 体积应保持在200ml)。
• 用慢速滤纸过滤，以温水洗至无氯根反应(用硝酸银溶液检验)。
也须用酸进行再生，使其重新转变成氢型以继续使用。
（2）材料、试剂与仪器
1) 水泥试样
2) H型732苯乙烯强酸性阳离子交换树脂(1x12)或类似性能的树脂
•
钠型树脂转变为H型树脂的处理方法；将250g 732苯乙烯强
酸性阳离子交换树脂(1x12)用250ml 95％乙醇浸泡过滤，然后倾
出乙醇，再用水浸泡6~8h。将树脂装入离子交换柱(直径约5cm，
CaSO4+2（R-SO3）Na
(R-SO3)2Ca+Na2SO4
生成的硫酸钠为中性盐，滴定时不与氢氧化钠反应，
从而导致结果偏低。为此，在处理树脂时，不应使用静态
交换法，而必须使用动态交换法，这样才能确保获得纯的
氢型树脂。
2) 已处理好的氢型树脂在放置的过程中，往往会逐渐析出游 离酸。因此，在使用之前应将所用的树脂以水洗静，不然 会由此而给分析结果造成可观的偏高误差。
水泥中三氧化硫快速测定方法试验
水泥中三氧化硫快速测定方法试验引言：水泥是一种常用的建筑材料，但含有过多的三氧化硫会对环境和人体健康造成危害。
因此，快速准确地测定水泥中三氧化硫的含量对于质量控制非常重要。
本实验旨在探索一种快速测定水泥中三氧化硫含量的方法，并验证其准确性和可行性。
实验方法：1.准备工作:b)准备所需的实验仪器和试剂，包括pH计、分光光度计、硫酸铵、三氧化硫标准溶液等。
c)根据实验需要，将水泥样品研磨成细粉并过筛，以确保样品的均匀性和粒度一致性。
2.实验步骤：a)取一定质量的水泥样品（约10克），并加入适量的精确称量的硫酸铵。
b)将混合物转移至一个适量的容器中，并用试剂枪加入适量的去离子水，使混合物溶解并形成均一的溶液。
c)将溶液的pH值调节到指定范围（例如pH=5-6），可以使用pH计进行测定和调整。
d)用分光光度计在特定波长下测定溶液的吸光度，并根据标准曲线计算出三氧化硫的浓度。
3.质量控制：a)同时进行多个水泥样品的测定，以确保实验数据的可靠性和准确性。
b)制备一系列不同浓度的三氧化硫标准溶液，并每次进行实验前都进行校准。
c)对样品进行重复测定，以计算平均值和相对标准偏差（RSD）。
结果与讨论：1.针对不同厂家、不同类型的水泥样品进行了同样的实验操作，并得到了相应的三氧化硫浓度测定结果。
2.利用标准曲线对测定结果进行了计算和验证。
3.对多个水泥样品进行了重复测定，并计算了平均值和RSD。
4.对实验结果进行了讨论和分析，并与国家标准进行了比较和评估。
结论：本实验探索了一种快速测定水泥中三氧化硫含量的方法，并验证了其准确性和可行性。
该方法可以用于水泥生产过程中的质量控制和环境保护监测。
然而，需要进一步的研究和实验，以确保该方法在不同水泥样品中的适用性和可靠性。
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实验水泥中三氧化硫含量的测定
适量的SO3可调节水泥的凝结时间，还具有增强、减缩等作用。
制造膨胀水泥时，石膏还是一种膨胀组分，赋予水泥膨胀的性能。
但水泥中石膏量过多，却会导致水泥安定性不良。
因此，水泥中三氧化硫含量是水泥重要的质量指标，在生产过程中必须予以严格控制。
由于水泥中石膏的存在形态及其性质不同，测定水泥中三氧化硫的方法有很多种，如经典的硫酸钡重量法及其改进方法、离子交换法、磷酸溶样-氯化亚锡还原——碘量滴定法、燃烧法(与全硫的测定相同)、分光光度法、离子交换分离一EDTA配位滴定法等。
目前多采用硫酸钡重量法、磷酸溶样—氯化亚锡还原—碘量滴定法(还原—碘量法)、离子交换法。
经典的硫酸钡重量法较准确,常作为仲裁分析。
硫酸钡重量法测定水泥中三氧化硫
一、实验目的
掌握硫酸钡重量法测定原理和方法。
了解晶型沉淀的沉淀条件、原理和沉淀方法。
沉淀水泥中三氧化硫的含量，并用换算因数计算测定结果。
二、基本原理
硫酸钡重量法不仅在准确性方面，而且在适应性和测量范围方面都优于其它方法，但其最大缺点是手续繁琐，费时，不宜作为生产控制例行分析方法。
其改进方法虽然简化了离子分离手续，但是过滤、沉淀、洗涤……，直至恒重等一系列手续，便使这一方法有所逊色。
硫酸钡质量法是通过氯化钡使硫酸根结合成难溶的硫酸钡沉淀，以硫酸钡的质量折算水泥中的三氧化硫含量。
由于在磨制水泥中，需加入一定量石膏，加入量的多少主要反映在水泥中SO42-离子的数量上。
所以可采用BaCl2作沉淀剂，用盐酸分解，控制溶液浓度在0.2-0.4mol/L的条件下，用BaCl2沉淀SO42-离子，生成BaSO4沉淀。
沉淀经过滤、洗涤、和灼烧，以BaSO4形式称量，从而求得S、SO3、或SO42-离子含量。
BaSO4的溶解度很小(其K sp=l.lx10-10)，其化学性质非常稳定，灼烧后的组分与分子式符合。
反应式为
Ba2+ + SO42- = BaSO4↓(白色)
三、试剂
1. 盐酸(1+1);
2. 氯化钡溶液(100g/L);
3. 硝酸银溶液(5g/L)。
四、分析步骤
准确称取约0.5g水泥试样，精确到0.0001g，置于300ml烧杯中，加入30-40ml水使其分散。
及10ml盐酸(1+1)，用玻璃棒压碎块状物。
慢慢加热溶液，将溶液加热至微沸，并保持微沸5min，使试样充分分解。
取下试样,以中速滤纸过滤,用热水洗涤10～12次。
调整滤液体积至200ml,煮沸,在搅拌下滴加10ml热的氯化钡溶液〔10%(W/V)〕,并将溶液煮沸3min,搅拌2～3次,然后移至温热处静置4h 或过夜(此溶液体积应保持在200ml)，用慢速滤纸过
滤，以温水洗至无氯离子反应(用硝酸银溶液检验)。
将沉淀及滤纸一并移人己灼烧恒量的瓷坩埚中，灰化后在800℃的高温炉中灼烧30min。
取出坩埚，置于干燥器中冷却至室温，称量。
如此反复灼烧，直至恒量。
每个试样应分别进行两次测定。
同时，必须进行空白试验。
以三氧化硫的质量分数表示三氧化硫的含量，计算。
五、结果计算
首先，用空白试验数值对三氧化硫测定结果加以校正。
三氧化硫的百分含量按下式计算
SO3%=(0.3430m1/m) 100%
式中 m
灼烧后沉淀的质量，g;
1
m 试样质量，g;
0.3430一硫酸钡对SO
的换算系数。
3
两次结果的绝对误差应在0.10以内。
如果超出此范围时，须进行第三次测定，所得结果与前两次或任一次测定结果之差符合以上规定时，则取其平均值作为测定结果。
否则应查找原因，重新按上述规定进行分析。
六、思考题
１、用重量法测定水泥中的SO
含量时，为什么要加热和陈化处理？
3
含量时，为什么要将溶液酸度定为0.2～0.4mol/L？
２、用重量法测定水泥中的SO
3
沉淀应在适当稀的热溶液中进行,煮沸时应搅拌2～3次,这样可以防止沉淀剂局部过浓而生成多量的晶核,可得到颗粒较大的晶形沉淀,
沉淀完全后，让初生成的沉淀与母液一起放置一段时间，这个过程称为“陈化”。