水泥比表面積測(cè)定方法

一、定義與原理 1．水泥的比表面積，以1克水泥所含顆拉的表面積表示，其單位為厘米[2]／克。 2．水泥的比表面積，主要是根據(jù)通過(guò)一定空隙率的水泥層的空氣流速來(lái)測(cè)定。因?yàn)閷?duì)一定空隙率的水泥層，其中空隙的數(shù)量和大小是水泥顆粒，比表面積的函數(shù)，也決定了空氣流過(guò)水泥層的速度，因此根據(jù)空氣流速即可計(jì)算比表面積。二、儀器 3．試驗(yàn)儀器采用透氣儀，儀器的裝置見(jiàn)圖1、2和圖3。其構(gòu)造主要包活四個(gè)部分。（1）圓筒（圖4）：放置水泥粉未試樣用，為一內(nèi)徑25．1±0．1毫米的鋼質(zhì)圓筒1，斷面相當(dāng)于5厘米[2]。在圓筒內(nèi)壁下部有一凸邊上面放有一穿孔圓板2，下面為螺旋底蓋3，旋緊在圓筒底部，在穿孔板以下圓筒壁上裝有一個(gè)通氣管4。穿孔板為一鋼質(zhì)薄板厚2毫米，直徑25．1±0．1毫米，具有90個(gè)孔，孔徑1．2毫米，均勻分布在板面上。（2）搗器（圖5）：為搗實(shí)圓筒內(nèi)試料至一定體積時(shí)用。由圓柱搗體1、支持環(huán)2及把手3組成。搗體中心有垂直于底面的通氣道，搗體的大小應(yīng)與圓筒內(nèi)徑相適應(yīng)，可自由伸人，其與圓筒壁接觸的空隙應(yīng)為0．1毫米。支持環(huán)與搗器下平面之間的距離應(yīng)當(dāng)是：當(dāng)搗體伸人圓筒內(nèi)，當(dāng)支持環(huán)與圓筒口相接觸時(shí)，搗器底面至穿孔板之間的距離恰好為15±0．5毫米。（3）氣壓計(jì)（圖6）：由內(nèi)徑5毫米高250毫米的玻璃管制成。氣壓計(jì)的一端是開(kāi)口的，具有直徑為28毫米的整個(gè)擴(kuò)大部分1，另一端連接負(fù)壓調(diào)整器和圓筒，具有直徑為26毫米的兩個(gè)擴(kuò)大部分2。上面的擴(kuò)大部分用以測(cè)定比表面積大的粉未，下面的擴(kuò)大部分用來(lái)測(cè)定比表面積小的粉末。兩個(gè)擴(kuò)大部分上下的細(xì)頸上，均刻有標(biāo)記（B，C，D），氣壓計(jì)中注入帶顏色的水。（4）負(fù)壓調(diào)整器（圖7），為高310毫米，直徑38毫米的玻璃容器1。容器內(nèi)插入固定的排水管3，容器側(cè)面帶有一個(gè)三通管2，用以連接儀器其他各部分。容器內(nèi)注入飽和的食鹽水。食鹽水的量，必須使抽氣時(shí)氣壓計(jì)中的水位能升至規(guī)定的高度A。除以上四部分外，還需備有抽氣球、中性密度定性濾紙、精確至1℃的溫度計(jì)、精確至0．5秒的秒表。五、儀器的校準(zhǔn) 4．儀器漏氣的檢查進(jìn)行試驗(yàn)前，必須檢查儀器是否漏氣。檢查的方法是，用膠皮塞塞緊圓筒口，抽氣，關(guān)閉活塞，在5分鐘內(nèi)液面如未下降，就證明儀器并未漏氣；否則必須找出漏氣處加以密封。 5．圓筒中試料層體積的測(cè)定用水銀代替法測(cè)定料層體積。先在圓筒中穿孔板上填二片濾紙，然后在圓筒中汪滿(mǎn)水銀，用薄玻璃板使水銀面與圓筒口平齊。倒出水銀稱(chēng)量，精確至0．05克，重復(fù)幾次測(cè)定，使數(shù)值不變?yōu)橹?。然后取出一片濾紙，在圓筒中加入適量的試樣，再把取出的一片濾紙蓋在上面，用搗器壓實(shí)試料層，壓到規(guī)定厚度即支持環(huán)與圓筒邊接觸，再把水銀裝滿(mǎn)圓筒壓平，同樣倒出水銀稱(chēng)量，重復(fù)幾次測(cè)定，至水銀重量不變?yōu)橹?。圓筒內(nèi)試料層體積V（厘米[3]）按下式計(jì)算： P1－P2 V＝────Υ水銀式中：P1──未裝試料時(shí)充滿(mǎn)圓筒的水銀重量（克）； P2──裝試料后，充滿(mǎn)圓筒的水銀重量（克）；Υ水銀──在試驗(yàn)溫度下水銀密度（克／厘米[3]）見(jiàn)表1。試料層體積的測(cè)定，采取二次相差不超過(guò)0．02厘米[3]的平均值，每隔一季度至半年應(yīng)該重新校正試料層體積，以避免由于圓筒磨損而造成的試驗(yàn)誤差（使用濾紙改變時(shí)亦應(yīng)重新校正）。 6．儀器常數(shù)的測(cè)定用已知比重、比表面積的標(biāo)準(zhǔn)試樣，按第8、9、10、11各條規(guī)定的操作方法，分別測(cè)定空氣流過(guò)水泥層而進(jìn)入氣壓計(jì)上下兩個(gè)擴(kuò)大部分所需的時(shí)間，然后按12條計(jì)算公式算出相應(yīng)的儀器常數(shù)K上和K下。儀器常數(shù)有下列情況之一時(shí)，應(yīng)該重新校正：（1）圓筒內(nèi)試料層體積改變時(shí)；（2）應(yīng)用濾紙的種類(lèi)和質(zhì)量改變時(shí)。儀器常數(shù)，至少應(yīng)采取三次試驗(yàn)的平均值。每次試驗(yàn)結(jié)果之間的差別不得超過(guò)2％。 7．試驗(yàn)前，觀察氣壓計(jì)中顏色水靜止時(shí)的液面，是否保持與測(cè)定儀器常數(shù)時(shí)的波面一致（即圖6標(biāo)記E），否則須予以調(diào)整。四、試樣的制備 8．檢驗(yàn)用的水泥試樣，必須先在烘干箱中，以110±5℃干燥1小時(shí)，然后放人干燥器中冷卻至室溫。 9．裝人圓筒中的水泥的重量，應(yīng)使在搗器搗實(shí)后，恰能達(dá)至所規(guī)定的體積，其重量可按下式算出： P＝Υ·V（1－m）式中：P──水泥稱(chēng)量（克）；Υ──水泥比重； V──圓筒中試驗(yàn)用的試料層體積，亦即圓筒的有效體積（厘米[3]）； m──水泥層搗實(shí)后的空隙率，即圓筒中水泥空隙的體積與總體積的比值。水泥層空隙率規(guī)定采用m＝0．48±0．02。注：如果按上列公式算出的水泥重量，在圓筒的有效體積中容納不下，或者經(jīng)搗實(shí)后未能充滿(mǎn)圓筒的有效體積，則允許適當(dāng)?shù)刈兏障堵室詼p少或增添水泥稱(chēng)量。 10．水泥裝人圓筒內(nèi)的方法如下：將穿孔圓板安裝于圓筒內(nèi)，上面鋪口張圓形濾紙。將稱(chēng)量好的水泥（精確至0·01克）放人圓筒內(nèi)，在桌面上以水平方向輕輕描動(dòng)圓筒，使水泥層表面平坦，然后在水泥層上再鋪一張圓形濾紙，以搗器均勻搗實(shí)試料至支持環(huán)緊緊的接觸到圓筒邊并旋轉(zhuǎn)一周為止。然后將搗器抽出。注：濾紙不得重復(fù)使用。五、測(cè)定方法 11．將圓筒中稱(chēng)量的水泥搗實(shí)后，打開(kāi)儀器閥門(mén)。用抽氣球抽氣，使液面上升至一定高度（圖0中刻度A處）。關(guān)閉閥門(mén)，當(dāng)液面下降到B處時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)液面徐徐下降到C處時(shí)，記下液面從B到C所需的時(shí)間，及試驗(yàn)時(shí)的溫度。這樣重復(fù)測(cè)定二次。注：當(dāng)液面從B至C所需時(shí)間小于35秒時(shí)，就應(yīng)采用下面的擴(kuò)大部分，記錄液面從C到 D所需的時(shí)間。在計(jì)算時(shí)用下面擴(kuò)大部分的儀器常數(shù)K下計(jì)算。六、計(jì)算 12．按下式計(jì)算比表面積 K m[3] 1 S＝──·（─────）1/2·（──）1/2·（T）1/2Υ (1－m)[2]μ式中：S──水泥的比表面積（厘米[2]／克）； K──儀器常數(shù)，根據(jù)已知比重，比表面積的標(biāo)準(zhǔn)試樣，對(duì)兩個(gè)擴(kuò)大部分，分別進(jìn)行測(cè)定，上面擴(kuò)大部分的儀器常數(shù)為K上，下面擴(kuò)大部分的常數(shù)為K下；Υ──水泥的比重； m[3] m──壓實(shí)后水泥層的空隙率，（─────）1/2可由表2查得， (1－m)[2] T──氣壓計(jì)中液面經(jīng)擴(kuò)大部分從B（C）下降至C（D）所需的時(shí)間（秒）；μ──試驗(yàn)溫度下的空氣粘度（泊）， 1（──）1/2見(jiàn)表1。μ 13．如果水泥比表面積試驗(yàn)中，采用的空隙率與測(cè)定儀器常數(shù)時(shí)所用標(biāo)準(zhǔn)試樣的空隙率一致，而且溫度相差在±2℃范圍內(nèi)時(shí)，則計(jì)算公式可簡(jiǎn)化如下： Ss·Υs（T）1/2 S＝─────────Υ·（Ts）1/2式中：Ss──標(biāo)準(zhǔn)水泥樣的比表面積（厘米[2]／克）；Υs──標(biāo)準(zhǔn)水泥試樣的比重； Ts──標(biāo)準(zhǔn)水泥樣測(cè)定時(shí)，氣壓計(jì)中液面由B（C）下降至C（D）所需的時(shí)間（秒）。 14．水泥比表面積由二次試驗(yàn)的結(jié)果的平均值確定，計(jì)算應(yīng)精確至10厘米[2]／克，10厘米[2]／克以下的數(shù)值按四舍五入計(jì)。每次試驗(yàn)結(jié)果與所得平均值的相差不得超過(guò)±2％否則應(yīng)進(jìn)行第三次試驗(yàn)，以誤差在2％以?xún)?nèi)的二次試驗(yàn)結(jié)果的平均值來(lái)確定。附錄不同溫度下的空氣粘度和水銀密度值表1━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━━━││ 1│水銀密度溫度（℃）│空氣粘度（泊）│（──）1/2│││μ│（克／厘米[3]）───────┼────────────┼──────┼───────── 8│ 0.0001749│ 75.64│ 13.58 10│ 0.0001759│ 75.41│ 13.57 12│ 0.0001768│ 75.21│ 13.57 14│ 0.0001778│ 75.00│ 13.56 16│ 0.0001788│ 74.79│ 13.56 18│ 0.0001798│ 74.58│ 13.55 20│ 0.0001808│ 74.37│ 13.55 22│ 0.0001818│ 74.16│ 13.54 24│ 0.0001828│ 73.96│ 13.54 26│ 0.0001837│ 73.78│ 13.53 28│ 0.0001847│ 73.58│ 13.53 30│ 0.0001857│ 73.38│ 13.52 32│ 0.0001867│ 73.19│ 13.52 34│ 0.0001876│ 73.01│ 13.51━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━━━━水泥層空隙率數(shù)值表2━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━━━│ m[3]││ m[3] m│（──────）1/2│ m│（──────）1/2│（1－m）[2]││（1－m）[2]────┼──────────┼────┼─────────── 0.450│ 0.549│ 0.501│ 0.711 0.451│ 0.552│ 0.502│ 0.714 0.452│ 0.554│ 0.503│ 0.718 0.453│ 0.557│ 0.504│ 0.721 0.454│ 0.560│ 0.505│ 0.725 0.455│ 0.563│ 0.506│ 0.729 0.456│ 0.566│ 0.507│ 0.733 0.457│ 0.569│ 0.508│ 0.736 0.458│ 0.572│ 0.509│ 0.739 0.459│ 0.575│ 0.510│ 0.743 0.460│ 0.578│ 0.511│ 0.747 0.461│ 0.581│ 0.512│ 0.751 0.462│ 0.584│ 0.513│ 0.755 0.463│ 0.587│ 0.514│ 0.758 0.464│ 0.590│ 0.515│ 0.762 0.465│ 0.593│ 0.516│ 0.766 0.466│ 0.596│ 0.517│ 0.770 0.467│ 0.599│ 0.518│ 0.774 0.468│ 0.602│ 0.519│ 0.777 0.469│ 0.605│ 0.520│ 0.781 0.470│ 0.608│ 0.521│ 0.785 0.471│ 0.611│ 0.522│ 0.789 0.472│ 0.614│ 0.523│ 0.793 0.473│ 0.617│ 0.524│ 0.797 0.474│ 0.620│ 0.525│ 0.801 0.475│ 0.624│ 0.526│ 0.805 0.476│ 0.627│ 0.527│ 0.809 0.477│ 0.630│ 0.528│ 0.813 0.478│ 0.633│ 0.529│ 0.817 0.479│ 0.636│ 0.530│ 0.821 0.480│ 0.639│ 0.531│ 0.825 0.481│ 0.643│ 0.532│ 0.829 0.482│ 0.646│ 0.533│ 0.833 0.483│ 0.649│ 0.534│ 0.837 0.484│ 0.652│ 0.535│ 0.842 0.485│ 0.656│ 0.536│ 0.845 0.486│ 0.659│ 0.537│ 0.850 0.487│ 0.662│ 0.538│ 0.854 0.488│ 0.666│ 0.539│ 0.858 0.489│ 0.669│ 0.540│ 0.863 0.490│ 0.672│ 0.541│ 0.867 0.491│ 0.676│ 0.542│ 0.871 0.492│ 0.679│ 0.543│ 0.875 0.493│ 0.683│ 0.544│ 0.880 0.494│ 0.687│ 0.545│ 0.884 0.495│ 0.690│ 0.546│ 0.889 0.496│ 0.693│ 0.547│ 0.893 0.497│ 0.697│ 0.548│ 0.898 0.498│ 0.700│ 0.549│ 0.902 0.499│ 0.704│ 0.550│ 0.906 0.500│ 0.707││━━━━┷━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━━━━━