水泥比表面積試驗(yàn)

1、水泥比表面積試驗(yàn)詳解帶原始記錄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 :1(1 、定義、原理、方法2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m,Kg表示。其原理根據(jù)

2、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。1(2、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2(1 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

3、體機(jī)。2.1.2 透氣圓筒：內(nèi)徑為12.70mm,由不銹鋼制成。在圓筒內(nèi)壁，距離圓筒上口 邊50.25mm處有一突出的寬度為1mnm勺邊緣，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勺小孔。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勺玻璃管制成，壓力計(jì)一個(gè)臂的

4、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(xiàn)。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、3X 3mm、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JTGE30-2005(T0504-2005) 要求。能夠滿(mǎn)足搗器底面與穿孔板之間的距離在15mm?0.5miffi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

5、桿等工具能夠試驗(yàn)試用。2(2 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。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。2(3 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(guān)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(mǎn)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

6、銀表面之間沒(méi)有氣泡或空洞存在。從圓筒中倒出水銀，稱(chēng)量，精確至 0.05g。重復(fù) 幾次測(cè)定，到數(shù)值基本不變?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?，邊緣壓緊。透氣圓筒放置在金屬支架上一同放入不銹鋼小碗中裝滿(mǎn)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

7、回收而使用） 。從圓筒中倒出水銀，稱(chēng)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， 87.468g， 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(chēng)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P的測(cè)定值）1P未裝水泥時(shí)，充滿(mǎn)圓筒內(nèi)的水銀質(zhì)量（g）。1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

8、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

9、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 3.100g 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P 的試驗(yàn)步驟測(cè)定出P 的結(jié)果。本次12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(mǎn)圓筒的水銀質(zhì)量的測(cè)定結(jié)果分別是/P=61.

10、536g;P=61.541g 22P裝水泥后，充?f圓筒的水銀質(zhì)量(g)。233試驗(yàn)室溫度20?, 20?水銀的密度是13.55g/cm。p為13.55 g/cm 水銀3 p 試驗(yàn)溫度下水銀的密度(g/cm)。水銀3.1.1圓筒內(nèi)試樣層體積V按下式計(jì)算，-6V=10X (P-P)/ p 12 水銀3=1.914cm-6- 6/V1 =10 X(P-P)/ p X(P- P)/ p V2 =1012 水銀 12 水銀-6- 6=10X (87.475 -61.536)/13.55 =10 X (87.475 -61.541)/13.55-63- 63=10X 1.914(m) =10 Xl.91

11、4(m)33=1.914cm =1.914cm-633V=(V1+V2)/2=10X 1.914(m)=1.914cm 3.2 試樣準(zhǔn)備3.2.1將110?5"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)3 樣。標(biāo)準(zhǔn)粉的密度是:3.05g/cm; 比表面積標(biāo)準(zhǔn)值是:223648cm/g(364.8m/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=p

12、V(1- £ )式中:W需要白試樣量(Kg),精確至1mg；3.2.3 p試卞¥密度(Kg/m)；3V按上述2.4測(cè)定的試料層體積(m)e 試料層空隙率。3.2.4 用準(zhǔn)備好的標(biāo)準(zhǔn)粉進(jìn)行儀器 K值的標(biāo)定。33W=3.05g/cmx 1.914 cm 乂 (1 -0.5)=2.91885g?2.919g 標(biāo)準(zhǔn)粉3.3 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)色蒸儲(chǔ)水，當(dāng)蒸儲(chǔ)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)

13、【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(guān)察黑色浮球的下沉情況，若浮球經(jīng)過(guò)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(chēng)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

14、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 S:364.8;密度p :3.050;空隙率 0.500 。按下【SEU 鍵,Sss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

15、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)試樣比表面積S 值2的測(cè)定，S=363.97m/Kg將透氣圓筒中的試卞¥倒出，再次裝入 2.919g1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2表面積S值的測(cè)定，S=367.42m/Kgo對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試樣進(jìn)彳T了兩

16、次試驗(yàn)，2222 測(cè)定結(jié)果:S=(363.97m/Kg +367.42m/Kg)/2=365.70m/Kg 接近標(biāo)2準(zhǔn)粉的比表面積364.8m/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± 5c下烘干，3并在干燥器中冷卻至室溫。本次檢測(cè)的水泥密度是3.16g/cm，33W=3.16g/cmx 1.914cmX (1 -0.5)=3.024g 水泥4.2 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(chēng)取水泥試樣3.024g,借助自制的小工

17、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。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2S=340.19m/Kcjo將透氣圓筒中的試樣倒出，再次裝入水泥試樣13.024g 按上述方法進(jìn)行試驗(yàn)，儀器測(cè)定，水泥的比表面積2S=342.32m/Kg。 24.3

18、試驗(yàn)結(jié)果水泥的比表面積:5. 結(jié)束語(yǔ) :2222S=(340.19m/Kg+342.32m/Kg)/2=341.255m/Kg?341m/Kg。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22300m/Kg -350m/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3 試驗(yàn)溫度20? 水銀密度(g/cm) 13.5587.463 87.482 平均值87.478 87.468 未裝水泥時(shí)，充滿(mǎn)圓筒的87.485 87.480 水銀質(zhì)量P(g)87.475 187.479 87.48087.477 87.45833.05 標(biāo)準(zhǔn) (校準(zhǔn) )試樣密度(g/cm)2 標(biāo)準(zhǔn) ( 校準(zhǔn) ) 試樣比表面積(m/Kg) 364.8標(biāo)準(zhǔn) ( 校準(zhǔn) ) 試樣質(zhì)量(g) 2.91961.535 平均值 61.541 平均值61.533 61.556 裝水泥后，充滿(mǎn)圓筒的水61.538 61.538 銀質(zhì)量 P(g)261.536 61.541 61.539 6