ISO/R 681:1968
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Annulation de l'ISO/R 681-1968
General Information
Standards Content (Sample)
1%
UDC 666.94 : 620.1 Ref. No. : ISO/R 681-1968 (E)
IS0
I NTERN AT1 O N A L O RG A N IZATl ON FOR STANDARD IZATl ON
IS0 RECO M MEN DATIO N
R 681
CHEMICAL ANALYSIS OF CEMENTS
MINOR CONSTITUENTS OF PORTLAND CEMENT
1st EDITION
March 1968
COPYRIGHT RESERVED
The copyright of IS0 Recommendations and IS0 Standards
belongs to IS0 Member Bodies. Reproduction of these
documents, in any country, may be authorized therefore only
by the national standards organization of that country, being
a member of ISO.
For each individual country the only valid standard is the national standard of that country.
Printed in Switzerland
Also issued in French and Russian. Copies to be obtained through the national standards organizations.
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BRIEF HISTORY
The IS0 Recommendation R 681, Chemical analysis of cements - Minor constituents of Port-
land cement, was drawn up by Technical Committee ISO/TC 74, Hydraulic binders, the Secretariat
of which is held by the Institut Belge de Normalisation (IBN).
Work on this question by the Technical Committee began in 1958 and led, in 1963, to the
adoption of a Draft IS0 Recommendation.
In February 1965, this Draft IS0 Recommendation (No. 774) was circulated to all the IS0
Member Bodies for enquiry. It was approved, subject to a few modifications of an editorial nature, by
the following Member Bodies :
Argentina Ireland Romania
Australia Israel Sweden
Austria Italy Turkey
Belgium Japan U.A.R.
Czechoslovakia Korea, Rep. of United Kingdom
Denmark Netherlands U.S.A.
France New Zealand U.S.S.R.
Germany Norway Yugoslavia
Hungary Poland
India Portugal
No Member Body opposed the approval of the Draft.
The Draft IS0 Recommendation was then submitted by correspondence to the IS0 Council
which decided, in March 1968, to accept it as an IS0 RECOMMENDATION.
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ISO/R 681-1968 (E
IS0 Recommendation R 681 Mars 1968
CHEMICAL ANALYSIS OF CEMENTS
MINOR CONSTITUENTS OF PORTLAND CEMENT
1. GENERAL INSTRUCTIONS
1.1 Reagents
All the reagents should be of the analytical reagent grade.
Special reagents relating to a given determination are described in the section concerning the
determination.
1.2 Filter-paper
Filter-papers should be ash-free. Filter-papers with a close texture are called slow, filter-papers
with a medium texture are called medium and filter-papers with an open texture are calledfasr.
1.3 Blank determinations
A blank determination is recommended in every case. If possible, it is best carried out with a
substance of nearly the same composition as the sample to be analysed, but without the con-
stituent to be determined; otherwise carry out all the described operations without introducing
the sample.
1.4 Colorimetry
An approximate determination can be made by visual comparison with a colorimetric scale
corresponding with known quantities of the constituent to be determined.
A more precise determination can be made absorptiometrically. Two kinds of spectrophoto-
metric apparatus are in common use: that employing a prism- or grating-monochromator cap-
able of selecting a wave-length band of about one nanometer (1 nm = 10-9 m), and that using
an optical filter of the ordinary or the interference type allowing the passage of a band of 5 to
20 nm. The narrower the wave band, the more accurately does the additivity law apply to the
optical densities measured.
2. COLORIMETNC DETERMINATlON OF TITANIUM
2.1 Principle
Ti4+ forms a yellow complex with hydrogen peroxide in an acid medium. For concentrations
under 50 mg of Tie per litre, the resulting colour is proportional to the titanium present. The
most suitable medium is sulphuric acid of 2 N to 3 N concentration.
Interfering ions : Fe* and V5+.
The interference caused by the coloration due to the Fe* ions can be neglected in the case of
Portland cement. V5+ gives a yellow colour similar to Ti4+, and the specified procedure does not
take account of this interference, but it is very seldom experienced.
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ISO/R 681-1968 (E)
2.2 Special reagents
Hydrogen peroxide solution, 6 'Io (20 volumes).
Standard titanium solurion. Boil for 15 min a mixture of 4.5 g of potassium titanium oxalate,
8 g of ammonium sulphate and 50 ml of concentrated sulphuric acid. Cool and dilute the solu-
tion to 1 litre with distilled water. Titanium is determined on 50 ml portions of the solution by
precipitation with ammonia solution and final weighing as titanium dioxide.
2.3 Procedure
Treat a 1 g sample of cement following the methods described in IS0 Recommendation R 680,
Chemical analysis oj cements - Main constituents of Portland cement, for separating the total
silica. If the residue from silica purification is negligible, the filtrate from the silica contains all
the titanium. If insoluble residue is appreciable, fuse it with a small amount of (1 + 1) mixture
of borax and sodium carbonate and then dissolve in hydrochloric acid. Add the resulting solu-
tion to the filtrate from the silica.
Then precipitate the total oxides once, following the method described in IS0 Recommen-
dation R 680, after single washing with the ammonium nitrate solution, take up the precipi-
tate in a 100 ml graduated flask, first with water, then with 25 ml hot (I + 3) sulphuric acid
taking care to redissolve all the precipitate. Finally rinse the filter-paper and the funnel with
water until the final volume reaches about 90 ml. Cool the graduated flask and its contents.
Then add 5 ml of 6 hydrogen peroxide solution and make up to the mark of 100 ml with
water. Then carefully mix the contents of the graduated flask.
2.4 Measuring
Carry out measurement by visual comparison, or instrumentally using a spectrophotometer.
With the monochromator-type apparatus, operate at 410 nm using a 1 cm ceil. With the filter-
type apparatus choose a filter with a wave-length band as near as possible to 410 nm.
In all cases make a range of standard colorimetric solutions using known quantities of titanium,
either for visual comparison or for the construction of a standard curve giving the optical den-
sity as a function of known concentration, in the described operational conditions. Refer the
optical density obtained for the sample solution on this curve, and read the amount of
titanium dioxide in grammes for a sample of 1 g cement. Then
'Io = value as read X 100
TiO,
3. COLORIMETRIC DETERMINATION OF PHOSPHORUS
3.1 Principle
Phosphorus present in the sample is dissolved as a PO,3- ion by a mixture of nitric and per-
chloric acids. Addition of a solution of ammonium vanadomolybdate forms a yeilow coloured
phosphovanadomolybdate complex. Amy1 alcohol allows the extraction of the complex free of
interference and thus facilitates the measurement of the phosphate present in the sample.
3.2 Special reagents
3.2.1 Ammonium vanadomolybdate solution. Dissolve
1 g of ammonium vanadate in 300 ml
water, if possible with the help of mechanical stirring. After complete solution, add slowly
140 ml nitric acid (d = 1.42), then 400 ml of 10 ammonium molybdate solution. Make
the mixture up to 1 litre. Prepare this solution freshly before use.
3.2.2 Standard phosphate solution. Weigh exactly 0.186 g of dry diammonium hydrogen ortho-
phosphate (NH,) HPO, . Dissolve in water and make up to exactly 500 ml.
1 ml = 0.2 mg P,O,
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CDU 666.94 : 620.1 Réf. No : ISO/R 681 -1968 (F)
IS0
ORGAN IS AT1 ON INTERN AT1 ON A LE DE NORM A LI SAT1 ON
RECOMMANDATION IS0
R 681
ANALYSE CHIMIQUE DES CIMENTS
ELEMENTS MINEURS DU CIMENT PORTLAND
EDITION
Mars 1968
REPRODUCTION INTERDITE
Le droit de reproduction des Recommandations IS0 et des Normes
IS0 est la propriété des Comités Membres de l’BO. En cord-
quence, dans chaque pays, la reproduction de ces documents ne
peut être autorisée que par l’organisation nationale de normali-
sation de ce pays, membre de I’ISO.
Seules les normes nationales sont valables dans leurs pays respectifs.
Imprimé en Suisse
Ce document est également édit6 en anglais et en russe. I1 peut être obtenu auprès des organisations
nationales de normalisation.
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HISTORIQUE
La Recommandation ISO/R 681, Analyse chimique des ciments - Eléments mineurs du ciment
Portland, a été élaborée par le Comité Technique ISOlTC 74, Liants hydrauliques, dont le Secrétariat
est assuré par l'Institut Belge de Normalisation (IBN).
Les travaux relatifs à cette question furent entrepris par le Comité Technique en 1958 et abou-
tirent, en 1963, à l'adoption d'un Projet de Recommandation ISO.
En février 1965, ce Projet de Recommandation IS0 (No 774) fut soumis à l'enquête de tous les
Comités Membres de l'IS0. I1 fut approuvé, sous réserve de quelques modifications d'ordre rédaction-
nel, par les Comités Membres suivants :
Allemagne Irlande Roumanie
Argentine Israël Royaume-Uni
Australie Italie Suède
Autriche Japon Tchécoslovaquie
Belgique Norvège Turquie
Corée, Rép. de Nouvelle-Zélande U.R.S.S.
Danemark Pays-Bas U.S.A.
France Pologne Yougoslavie
Hongrie
Portugal
Inde
R.A.U.
Aucun Comité Membre ne se déclara opposé à l'approbation du Projet.
Le Projet de Recommandation IS0 fut alors soumis par correspondance au Conseil de l'IS0 qui
décida, en mars 1968, de l'accepter comme RECOMMANDATION ISO.
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ISO/R 681-1968 (F
Recommandation IS0 R 681 Mars 1968
ANALYSE CHIMIQUE DES CIMENTS
ÉLÉMENTS MINEURS DU CIMENT PORTLAND
1. INDICATIONS GÉNÉRALES
1.1 Réactifs
Tous les réactifs utilisés doivent être de la qualité “pour analyse”.
Les réactifs spéciaux relatifs à un dosage donné sont décrits au chapitre concernant ce dosage.
1.2 Papier-filtre
Les papier-filtres utilisés sont exemprs de cendres. Les papier-filtres à texture très serrée sont
dits fins, les papier-filtres à texture moyenne sont dits moyens et les papier-filtres à texture peu
serrée sont dits lûches.
1.3 Essai à blanc
L‘essai à blanc est recommandé dans tous les cas, le mieux étant de le réaliser quand cela est
possible avec une substance dont la composition se rapproche de celle de l’échantillon à analyser
mais ne renfermant pas l’élément à doser, sinon effectuer toutes les opérations décrites sans
introduire l’échantillon.
1.4 Mesures colorirnétriques
Une détermination de faible précision peut être réalisée par comparaison visuelle avec une
gamme colorimétrique correspondant à des quantités connues de l’élément à doser.
Une détermination précise s’effectue au moyen de la spectrophotométrie par absorption de la
lumière. Deux types généraux d’appareils sont habituellement utilisés, les appareils à mono-
chromateurs (prisme ou réseau) qui permettent d’obtenir une bande de longueurs d’ondes de
l’ordre du nanomètre (1 nm = 10- m) et les appareils à filtres (colorés ou interférentiels) qui
permettent d’obtenir une bande de longueurs d‘ondes de 5 à 20 nm. La loi d’additivité des
densités optiques est d’autant mieux vérifiée que la bande des longueurs d’ondes est plus
étroite.
2. DOSAGE COLORIMÉTRIQUE DU TITANE
2.1 Principe
Ti4+ forme un complexe jaune avec Veau oxygénée en milieu acide. Pour des teneurs inférieures
à 50 mg de Ti4+ par litre, la coloration obtenue est proportionnelle à la quantité de titane
présent. Le milieu réactionnel le plus convenable est l’acide sulfurique 2 N à 3 N.
Ions gênants : Fe” et V5+.
La perturbation apportée par la coloration due aux ions Fe” est négligeable dans le cas du
ciment Portland. Vs+ donne une coloration jaune sensiblement analogue à celle de Ti4+; le mode
opératoire indiqué ne tient pas compte de cette perturbation très rarement rencontrée.
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ISO/R 681 -1968 (F
2.2 Réactifs spéciaux
Eau oxygénée à 6 (20 volumes).
Solution étalon de titane : maintenir à l’ébullition pendant 15 min environ un mélange de 4,5 g
d’oxaiate de titane et de potassium, 8 g de sulfate d‘ammonium et 50 ml d’acide sulfurique
1 litre avec de l’eau distillée. Le titane est dosé sur
concentré. Diluer la solution refroidie à
50 ml de cette solution par précipitation à l’ammoniaque et pesée finale sous forme de dioxyde
de titane.
2.3 Mode opératoire
Traiter un échantillon de 1 g de ciment selon les méthodes décrites dans la Recommandation
ISO/R 680, Analyse chimique des ciments. Eléments principaux du ciment Portland, concernant
la séparation de la silice totale. Si le résidu de la purification de la silice est négligeable, le
filtrat de la silice contient tout le titane. Si, au contraire, le résidu est appréciable, le faire
passer en solution par une attaque au moyen d’une petite quantité d’un mélange (1 + 1) de borax
et de soude, ajouter la reprise chlorhydrique de cette fusion au filtrat de la silice.
Précipiter ensuite une seule fois les oxydes totaux selon les méthodes décrites dans la Recom-
mandation ISO/R 680; après lavage sommaire avec la solution de nitrate d’ammonium, entraîner
le précipité dans un ballon jaugé de 100 ml d’abord avec de l’eau, puis avec 25 ml d’acide
sulfurique (1 + 3) chaud en prenant soin de bien redissoudre tout le précipité. Rincer finalement
le papier-filtre et l’entonnoir à l’eau jusqu’à ce que le volume final atteigne environ 90 ml.
Refroidir la fiole jaugée et son contenu. Ajouter alors 5 ml d’eau oxygénée à 6 et compléter
au trait à 100 ml avec de l’eau. Homogénéiser alors soigneusement le contenu de la fiole jaugée.
2.4 Mesure
Effectuer cette mesure par comparaison visuelle ou par spectrophotométrie.
Avec les appareils à monochromateurs, opérer à 410 nm avec la cuve de 1 cm d’épaisseur. Avec
les appareils à filtre choisir le filtre dont la bande de longueurs d‘ondes est la plus voisine de
410 nm.
Dans tous les cas, réaliser une gamme colorirnétrique à partir de quantités connues de titane,
soit pour effectuer la comparaison visuelle, soit pour établir une courbe d’étalonnage indiquant
les densités optiques obtenues en fonction de concentrations connues pour les conditions opé-
ratoires décrites. En reportant sur cette courbe la densité optique obtenue pour la solution de
l’échantillon lire la teneur en grammes de dioxyde de titane pour l’échantillon de 1 g de ciment.
Soit :
TiO, = valeur lue X 100.
3. DOSAGE COLORIMÉTRIQUE DU PHOSPHORE
3.1 Principe
Le phosphore contenu dans l’échantillon est mis en solution sous forme d’ion PO, 3- au moyen
d‘une attaque par un mélange d’acide nitrique et d’acide perchlorique. L‘addition d‘une solution
de vanadomolybdate d’ammonium forme un complexe phosphovanadomolybdique coloré en
jaune. L‘alcool amylique réalise une extraction spécifique du complexe obtenu et permet ainsi
la mesure du phosphate présent dans l’échantillon.
3.2 Réactifs spéciaux
3.2.1 Solution de vanadomolybdate d’ammonium. Dissoudre 1 g de vanadate d’ammonium dans
300 ml d’eau en s’aidant si possible d’un agitateur mécanique. Après complète dissolution,
ajouter lentement 140 ml d‘acide nitrique (d = 1,42), puis 400 ml d’une solution à 10 O/,, de
molybdate d’ammonium. Ajuster le mélange à 1 litre. Préparer cette solution peu avant
l’emploi.
3.2.2 Solution étalon de phosphate. Peser exactement 0,186 g de phosphate diammonique sec
[(NH,), WO,]. Dissoudre dans l’eau et amener à 500 ml exactement.
1 ml=0,2mgP,05
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...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.