水泥比表面積試驗(yàn)詳解帶原始記錄(共10頁(yè))

1、淺談水泥比表面積試驗(yàn)摘要：水泥比表面積試驗(yàn)，關(guān)鍵在于對(duì)透氣圓筒試料層體積的標(biāo)定。試料層體積確定后需用標(biāo)準(zhǔn)（校準(zhǔn)）試樣進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)。關(guān)鍵詞：水泥、比表面積、試驗(yàn)引言：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)，文化水平的提高，綜合國(guó)力的增強(qiáng)。我國(guó)高速公路、橋梁建筑的需求越來(lái)越多、越來(lái)越高。在高速公路結(jié)構(gòu)物以及橋梁建設(shè)中離不開(kāi)水泥砼，水泥砼中最主要的原材料是“水泥”，水泥質(zhì)量的優(yōu)劣將直接影響工程的質(zhì)量。水泥質(zhì)量的檢測(cè)至關(guān)重要。本文詳細(xì)介紹水泥比表面積試驗(yàn)。1、前言：11、定義、原理、方法水泥比表面積是指單位質(zhì)量的水泥粉末所具有的總面積，以m2Kg表示。其原理根據(jù)一定量的空氣通過(guò)具有一定空隙率和固定厚度的水泥層時(shí)，所

2、受阻力不同而引起流速的變化來(lái)測(cè)定水泥的比表面積。在一定空隙率的水泥層中，孔隙的大小和數(shù)量是顆粒尺寸的函數(shù)，同時(shí)也決定了通過(guò)料層的氣流速度。12、適用范圍水泥比表面積測(cè)定方法適用于硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、復(fù)合硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥以及指定采用水泥比表面積測(cè)定方法的其它粉狀物料。水泥比表面積測(cè)定方法不適用于測(cè)定多孔材料及超細(xì)粉狀物料。2、水泥比表面積測(cè)定方法21 儀器設(shè)備2.1.1 FBT-9型全自動(dòng)比表面積測(cè)定儀：由透氣圓筒、壓力計(jì)、液晶顯示屏、按鍵、抽氣裝置等部分組成的一體機(jī)。2.1.2 透氣圓筒：內(nèi)徑為12.70mm,由不銹鋼制成。

3、在圓筒內(nèi)壁，距離圓筒上口邊50.25mm處有一突出的寬度為1mm的邊緣，用以放置金屬穿孔板。2.1.3 穿孔板：由黃銅制成，厚度0.10mm。在其面上，等距離地打有35個(gè)直徑1mm的小孔。2.1.4 搗器：用不銹鋼制成，側(cè)面有一個(gè)扁平槽，寬3mm。搗器的頂部有一個(gè)支持環(huán)，搗器底面與搗器支持環(huán)之間的距離是35.03mm，當(dāng)搗器放入透氣圓筒時(shí)，支持環(huán)與透氣圓筒上口邊接觸，這時(shí)搗器底面與穿孔圓板之間的距離為15.12mm（50.25-0.10-35.03）mm。2.1.5 U型壓力計(jì)：由外徑為9mm的玻璃管制成，壓力計(jì)一個(gè)臂的頂端有一錐形磨口與透氣圓筒緊密連接，在連接透氣圓筒的壓力計(jì)臂上刻有環(huán)形線。

4、2.1.6 抽氣裝置：小型抽氣泵。2.1.7 濾紙：中速定量濾紙。2.1.8 天平：感量為1mg。2.1.9 其它：烘干箱、漏斗、小勺、鑷子、干燥器、毛刷、放置透氣圓筒的不銹鋼金屬支架、推桿、3×3mm小塊玻璃板等。2.1.10 透氣圓筒的內(nèi)徑，穿孔板的厚度，搗器的幾何尺寸均符合規(guī)范JTG E30-2005(T0504-2005)要求。能夠滿足搗器底面與穿孔板之間的距離在15mm±0.5mm范圍之內(nèi)；壓力機(jī)，抽氣泵，烘干箱，干燥器，天平的感量均符合規(guī)范要求；毛刷，小勺，漏斗，小玻璃板，金屬支架，推桿等工具能夠試驗(yàn)試用。22 材料2.2.1 壓力計(jì)液體壓力計(jì)液體采用無(wú)色蒸餾水

5、。2.2.2基本材料基本材料采用中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)試樣。23 儀器校準(zhǔn)2.3.1 漏氣檢查：將透氣圓筒上口用橡皮塞塞緊，用抽氣裝置從壓力計(jì)一臂中抽出部分氣體，關(guān)閉抽氣，觀察是否漏氣。本次漏氣檢查測(cè)定了300秒，浮球不下沉，說(shuō)明該儀器漏氣檢查合格3試驗(yàn)步驟：3.1試料層體積的測(cè)定水銀排代法：將兩片濾紙沿圓筒壁放入透氣圓筒內(nèi)，用一個(gè)直徑略比透氣圓筒小的細(xì)長(zhǎng)棒往下按，直到濾紙平整放在金屬的穿孔板上。然后裝滿水銀，用小塊玻璃板輕壓水銀表面，使水銀面與圓筒口平齊，邊壓邊慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃板使玻璃板和水銀表面之間沒(méi)有氣泡或空洞存在。從圓筒中倒出水銀，稱量，精確至0.05g。重復(fù)幾次測(cè)定，到數(shù)值基

6、本不變?yōu)橹?。試?yàn)前半個(gè)小時(shí)打開(kāi)天平，讓天平預(yù)熱，小玻璃板一塊，透氣圓筒，水銀，薄橡膠手套（水銀是有毒重金屬，為防止水銀小粒沾到手指甲縫中中毒而使用）。直徑10cm，高3cm的不銹鋼小碗兩個(gè)用以盛放回收水銀，將穿孔板用細(xì)金屬棒推入透氣圓筒內(nèi)，然后將兩片濾紙?jiān)诖┛装迳戏牌秸吘墘壕o。透氣圓筒放置在金屬支架上一同放入不銹鋼小碗中裝滿水銀用小塊玻璃板輕壓水銀表面同時(shí)慢慢地轉(zhuǎn)動(dòng)玻璃板使水銀面與圓筒口齊平，水銀表面和玻璃板之間沒(méi)有氣泡為止。（使用不銹鋼小碗是防止在用玻璃板輕壓水銀表面時(shí)多出的水銀濺出不易回收而使用）。從圓筒中倒出水銀，稱量。本次試驗(yàn)次數(shù)為10次，10次檢測(cè)結(jié)果分別是87.463g，87.

7、468g，87.482g，87.478g，87.485g，87.480g，87.479g，87.480g，87.477g，87.458g。10次結(jié)果的平均值：87.475g（測(cè)定最大值：87.485g與測(cè)定最小值87.458g之差是0.027g，符合規(guī)范要求水銀稱量值相差小于0.05g的規(guī)定，因此，取10次測(cè)量結(jié)果的平均值87.475g為P1的測(cè)定值）P1未裝水泥時(shí)，充滿圓筒內(nèi)的水銀質(zhì)量（g）。然后用細(xì)長(zhǎng)棒將穿孔板連同兩片濾紙從圓筒中推出，用干凈柔軟的餐紙將透氣圓筒內(nèi)外壁，穿孔板等工具擦拭干凈，再次將透氣圓筒放置在金屬支架上用細(xì)長(zhǎng)棒將穿孔板推入透氣圓筒內(nèi)，穿孔板上平整的放入一片濾紙。試用準(zhǔn)備好

8、的水泥試樣3.300g，仔細(xì)裝入透氣圓筒內(nèi)，裝完水泥試樣后用金屬細(xì)棒輕敲圓筒的邊，使水泥試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用搗器均勻搗實(shí)水泥試樣， 搗器的支持環(huán)不能與圓筒頂面接觸，水泥用量偏多。試用水泥試樣3.200g，試驗(yàn)搗器支持環(huán)不能與圓筒頂面接觸，水泥用量偏多，試用水泥試樣3.150g，搗器支持環(huán)不能與圓筒頂面接觸，水泥用量偏多，試用水泥試樣3.120g，搗器支持環(huán)不能與圓筒頂面接觸，水泥用量偏多，試用水泥試樣3.100g，仔細(xì)裝入透氣圓筒內(nèi)，裝完水泥試樣后用金屬細(xì)棒輕敲圓筒的邊，使水泥試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用搗器均勻搗實(shí)水泥試樣，搗器的支持環(huán)恰好與圓筒頂邊接觸緊密。用3.100

9、g水泥試樣制備的堅(jiān)實(shí)水泥層符合規(guī)范要求。然后再在圓筒上部空間注入水銀，按照上述P1的試驗(yàn)步驟測(cè)定出P2的結(jié)果。本次試驗(yàn)測(cè)定次數(shù)為第一組5次測(cè)定值分別是61.535g；61.533g；61.538g；61.539g；61.536g平均值為61.536g，第二組5次測(cè)定值分別是61.541g；61.556g；61.538g；61.534g；61.536g；平均值為61.541g。兩次制備堅(jiān)實(shí)水泥試料層后充滿圓筒的水銀質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果分別是P2=61.536g；P2/=61.541gP2裝水泥后，充滿圓筒的水銀質(zhì)量（g）。試驗(yàn)室溫度20，20水銀的密度是13.55g/cm3。水銀為13.55 g/cm

10、3水銀試驗(yàn)溫度下水銀的密度（g/cm3）。3.1.1圓筒內(nèi)試樣層體積V按下式計(jì)算，V=10-6×（P1-P2）/水銀=1.914cm3V1 =10-6×（P1-P2）/水銀=10-6×(87.475-61.536)/13.55=10-6×1.914(m3)=1.914cm3V2 =10-6×（P1- P2/）/水銀=10-6×(87.475-61.541)/13.55=10-6×1.914(m3)=1.914cm3V=(V1+V2)/2=10-6×1.914(m3)=1.914cm33.2試樣準(zhǔn)備3.2.1將110

11、±5下烘干并在干燥器中冷卻到室溫的標(biāo)準(zhǔn)試樣，倒入100mL的密閉瓶?jī)?nèi)，用力搖動(dòng)2min,將結(jié)塊成團(tuán)的試樣振碎，使試樣松散。靜置2min后，打開(kāi)瓶蓋，輕輕攪拌，使在松散過(guò)程中落到表面的細(xì)粉，分布到整個(gè)試樣中。本次試驗(yàn)用標(biāo)準(zhǔn)粉是中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)樣。標(biāo)準(zhǔn)粉的密度是：3.05g/cm3；比表面積標(biāo)準(zhǔn)值是：3648cm2/g(364.8m2/Kg)。3.2.2確定試樣量校正試驗(yàn)用的標(biāo)準(zhǔn)試樣量。計(jì)算公式為：W=V(1-)式中：W需要的試樣量（Kg），精確至1mg；試樣密度（Kg/m3）；V按上述2.4測(cè)定的試料層體積（m3）試料層空隙率。3.2.3用準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)粉進(jìn)行儀器K值的

12、標(biāo)定。W標(biāo)準(zhǔn)粉=3.05g/cm3×1.914 cm3×（1-0.5）=2.91885g2.919g3.3 K值的測(cè)定3.3.1接通電源，打開(kāi)全自動(dòng)比表面積測(cè)定儀的開(kāi)關(guān)，液晶顯示屏上顯示【FBT-9型比表面積儀】。從壓力計(jì)的左側(cè)一臂玻璃管加入無(wú)色蒸餾水，當(dāng)蒸餾水液面超過(guò)底層固定鋼架后，向右側(cè)一臂玻璃管放入一個(gè)黑色小浮球（儀器配帶），然后繼續(xù)加水至儀器顯示屏出現(xiàn)【S:317.0；K：1.007；溫度：20.0】時(shí)，此時(shí)儀器處于待機(jī)狀態(tài)。用儀器配帶的橡皮塞塞緊右側(cè)U形壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)陰錐，按儀器S值測(cè)定鍵，再按測(cè)量鍵，儀器進(jìn)入自動(dòng)抽氣，儀器停止抽氣后觀察黑色浮球的下沉情況，若浮球經(jīng)過(guò)

13、300秒時(shí)間不下沉，說(shuō)明儀器不漏氣，3.3.2將透氣圓筒放在金屬支架上，用細(xì)長(zhǎng)金屬棒將穿孔板平放入透氣圓筒內(nèi)，然后再將一片濾紙平送到穿孔板上，邊緣壓緊。準(zhǔn)確稱取標(biāo)準(zhǔn)粉試樣2.919g，借助自制的小工具將標(biāo)準(zhǔn)粉仔細(xì)裝入透氣圓筒內(nèi)，裝料過(guò)程中不得有試樣損失，裝完試樣后，一手輕扶透氣圓筒，一手用細(xì)長(zhǎng)金屬棒輕敲圓筒的邊，使標(biāo)準(zhǔn)試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用細(xì)長(zhǎng)金屬棒輕推到試樣表面，取出金屬棒，用搗器均勻搗實(shí)試樣直至搗器的支持環(huán)緊緊接觸圓筒頂邊并旋轉(zhuǎn)兩周，慢慢取出搗器。為避免漏氣，在圓筒下錐面涂一薄層凡斯林，然后把透氣圓筒插入壓力計(jì)頂端錐形磨口處，旋轉(zhuǎn)兩周。3.3.3按下【K值】鍵，K值指示燈亮，液

14、晶屏顯示【測(cè)量K-值狀態(tài) 請(qǐng)?jiān)O(shè)置參數(shù) 溫度20.0】然后依次設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)試樣的比表面積SS：364.8；密度s：3.050；空隙率s：0.500。按下【SET】鍵，參數(shù)被保存，這時(shí)液晶屏顯示【測(cè)量K-值狀態(tài) 參數(shù)已設(shè)置請(qǐng)測(cè)量 溫度20.0】按【復(fù)位/測(cè)量】鍵，進(jìn)入K值的測(cè)定，K值測(cè)定結(jié)束，液晶屏顯示【T：137.3 K：1.790 溫度20.0】。K值已經(jīng)存入儀器中。3.3.4將透氣圓筒中的試樣倒出，重新裝入2.919g標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)儀器標(biāo)定的K值進(jìn)行校核試驗(yàn)，為避免漏氣，在圓筒下錐面涂一薄層凡斯林，然后把透氣圓筒插入壓力計(jì)頂端錐形磨口處，旋轉(zhuǎn)兩周。按【S值】鍵，然后按【復(fù)位/測(cè)量】鍵進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣比表

15、面積S值的測(cè)定，S1=363.97m2/Kg。將透氣圓筒中的試樣倒出，再次裝入2.919g標(biāo)準(zhǔn)試樣對(duì)儀器標(biāo)定的K值進(jìn)行校核試驗(yàn)，為避免漏氣，在圓筒下錐面涂一薄層凡斯林，然后把透氣圓筒插入壓力計(jì)頂端錐形磨口處，旋轉(zhuǎn)兩周。按【S值】鍵，然后按【復(fù)位/測(cè)量】鍵進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣比表面積S值的測(cè)定，S2=367.42m2/Kg。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)行了兩次試驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果：S=（363.97m2/Kg +367.42m2/Kg）/2=365.70m2/Kg接近標(biāo)準(zhǔn)粉的比表面積364.8m2/Kg。K值的標(biāo)定符合要求。4.水泥比表面積試驗(yàn)，4.1確定水泥試樣量4.1.1水泥試樣先通過(guò)0.9mm方孔篩，再在110

16、7;5下烘干，并在干燥器中冷卻至室溫。本次檢測(cè)的水泥密度是3.16g/cm3，W水泥=3.16g/cm3×1.914cm3×（1-0.5）=3.024g4.2將透氣圓筒放在金屬支架上，用細(xì)長(zhǎng)金屬棒將穿孔板平放入透氣圓筒內(nèi)，然后再將一片濾紙平送到穿孔板上，邊緣壓緊。準(zhǔn)確稱取水泥試樣3.024g，借助自制的小工具將水泥試樣仔細(xì)裝入透氣圓筒內(nèi)，裝料過(guò)程中不得有試樣損失，裝完試樣后，一手輕扶透氣圓筒，一手用細(xì)長(zhǎng)金屬棒輕敲圓筒的邊，使水泥試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用細(xì)長(zhǎng)金屬棒輕推到試樣表面，取出金屬棒，用搗器均勻搗實(shí)試樣直至搗器的支持環(huán)緊緊接觸圓筒頂邊并旋轉(zhuǎn)兩周，慢慢取出搗器。

17、為避免漏氣，在圓筒下錐面涂一薄層凡斯林，然后把透氣圓筒插入壓力計(jì)頂端錐形磨口處，旋轉(zhuǎn)兩周。按【S值】鍵，然后按【復(fù)位/測(cè)量】鍵，儀器進(jìn)行測(cè)定，水泥的比表面積S1=340.19m2/Kg。將透氣圓筒中的試樣倒出，再次裝入水泥試樣3.024g按上述方法進(jìn)行試驗(yàn)，儀器測(cè)定，水泥的比表面積S2=342.32m2/Kg。4.3試驗(yàn)結(jié)果水泥的比表面積：S=（340.19m2/Kg+342.32m2/Kg）/2=341.255m2/Kg341m2/Kg。5.結(jié)束語(yǔ)：橋梁工程中高強(qiáng)混凝土對(duì)水泥的比表面積要求很苛刻一般在300m2/Kg -350m2/Kg，因此，水泥比表面積檢測(cè)就至關(guān)重要。水泥比表面積試驗(yàn)關(guān)鍵

18、在于對(duì)透氣圓筒試料層體積的標(biāo)定，試料層體積確定后，需用標(biāo)準(zhǔn)（校準(zhǔn)）試樣進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)。參考文獻(xiàn)：1公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程2水泥比表面積測(cè)定方法附 試驗(yàn)檢測(cè)表儀器透氣圓筒體積標(biāo)定、水泥比表面積檢測(cè)表試驗(yàn)溫度20水銀密度（g/cm3）13.55未裝水泥時(shí)，充滿圓筒的水銀質(zhì)量P1(g)87.46387.482平均值87.47887.46887.47587.48587.48087.47987.48087.47787.458標(biāo)準(zhǔn)（校準(zhǔn)）試樣密度（g/cm3）3.05標(biāo)準(zhǔn)（校準(zhǔn)）試樣比表面積（m2/Kg）364.8標(biāo)準(zhǔn)（校準(zhǔn)）試樣質(zhì)量(g)2.919裝水泥后，充滿圓筒的水銀質(zhì)量P2(g)61.535平均值61.541平均值61.53361.53661.55661.54161.53861.53861.5