水泥細度的測定-篩析法

1、水泥細度檢驗篩析法實驗目的1)掌握水泥細度對水泥性能的影響；2)了解測定水泥細度的目的和意義；3)熟悉水泥細度測定的方法。水泥一般是由幾m到幾十m的大小不同的顆粒組成，它的粗細程度（顆粒大?。┓Q為水泥細度，也即水泥的分散度，是水泥廠用來作日常檢查和控制水泥質(zhì)量的重要參數(shù)。水泥細度與水泥性能的關(guān)系想一想想一想?2. 細細 度度定義定義: 細度是指水泥粉體的粗細程度。細度是指水泥粉體的粗細程度。測量方法測量方法: 篩分析法篩分析法 以以80 m方孔篩的篩余量表示；方孔篩的篩余量表示； 比表面積法比表面積法 以以1kg水泥顆粒所具有的總表面積來表示。水泥顆粒所具有的總表面積來表示。 國標要求國標要求

2、: 硅酸鹽水泥的比表面積應大于硅酸鹽水泥的比表面積應大于300m2/kg。 普通水泥普通水泥80 m方孔篩的篩余量不得超過方孔篩的篩余量不得超過10.0%。問題：為什么需要規(guī)定水泥的細度？問題：為什么需要規(guī)定水泥的細度？u水泥顆粒細度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒水泥顆粒細度影響水化活性和凝結(jié)硬化速度，水泥顆粒太粗，水化活性越低，不利于凝結(jié)硬化；太粗，水化活性越低，不利于凝結(jié)硬化；u雖然水泥越細，凝結(jié)硬化越快，早期強度會越高，但是雖然水泥越細，凝結(jié)硬化越快，早期強度會越高，但是水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對水泥石性能不水化放熱速度也快，水泥收縮也越大，對水泥石性能不利；利；u水泥越

3、細，生產(chǎn)能耗越高，成本增加；水泥越細，生產(chǎn)能耗越高，成本增加；u水泥越細，對水泥的儲存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而水泥越細，對水泥的儲存也不利，容易受潮結(jié)塊，反而降低強度。降低強度。 水泥細度的檢驗方法(1) 篩析法：用篩余百分數(shù)表示細度高低 負壓篩法 水篩法 干篩法 篩孔的大小習慣上用“目”表示，其含義是每英(25.4mm)長度上篩孔的數(shù)目，也有用lcm長度上的孔數(shù)或1cm2篩面上的孔數(shù)表示的，還有的直接用篩孔的尺寸來表示。 水泥細度檢驗，負壓篩法、水篩法和手工篩法三種都可以。優(yōu)先采用負壓篩析儀，其次是水篩，再次是干篩法。當負壓篩法與水篩法或手工干篩法測定的結(jié)果發(fā)生爭議時，以負壓篩法為準；水篩

4、法與干篩法的結(jié)果發(fā)生爭議時，以水篩法為準。(2) 比表面積specific surface area 法(3) 測定顆粒平均直徑與顆粒組成particle size composition 方法一、負壓篩法negative pressure sieve 1)天平：最大稱量為100g，分度值不大于0.05g 。 2)負壓篩析儀：由篩座、負壓篩、負壓源及收塵器組成。其中篩座由轉(zhuǎn)速為30r/min2rmin的噴氣嘴、負壓表、控制板、微電機及殼體等構(gòu)成(見圖1-1)。 篩析儀負壓可調(diào)范圍為40006000Pa。噴氣嘴上口平面與篩網(wǎng)之間距離為28mm；負壓源和收塵器由功率600W的工業(yè)收塵器和小型旋風收

5、塵筒組成或用其他具有相當功能的設(shè)備組成。 3)篩子：采用方孔邊長0.08mm的銅絲網(wǎng)篩布，篩框上口直徑為150mm，下口直徑為142mm，高25mm。 （二）操作步驟 稱取試樣25g，置于潔凈的負壓篩中，蓋上篩蓋，放在篩座上，開動篩析儀連續(xù)篩析2min。在此期間如有試樣附在篩蓋上，可輕輕敲擊，使試樣落下。篩畢，用天平稱量篩余物，計算篩余百分數(shù)。 （三）注 意 事 項1)篩析試驗前，應把負壓篩放在篩座上，蓋上篩蓋，接通電源，檢查控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)負壓至4000-6000Pa范圍內(nèi)。2)負壓篩析工作時，應保持水平，避免外界振動和沖擊。3)試驗前要檢查被測樣品，不得受潮、結(jié)塊或混有其他雜質(zhì)。4)每做完一

6、次篩析試驗，應用毛刷清理一次篩網(wǎng)，其方法是用毛刷在試驗篩的正、反兩面刷幾下，清理篩余物，但每個試驗后在試驗篩的正反面刷的次數(shù)應相同，否則會大大影響篩析結(jié)果。5)如果連續(xù)使用時間過長時(一般超過30個樣品時)，應檢查負壓值是否正常，如不正常，可將吸塵器卸下，打開吸塵器將筒內(nèi)灰塵和過濾布袋上附著的灰塵等清理干凈，使負壓恢復正常。二、水篩法 1)天平：最大稱量為100g，分度值不大于0.05g 2)篩子：采用方孔邊長0.08mm的銅絲網(wǎng)篩布，篩框有效直徑125mm，高80mm。 3)篩座：用于支承篩子，并能帶動篩子轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為50r/min。 4)噴頭：直徑55mm，面上均勻分布90個孔，孔徑0.5

7、-0.7mm。安裝高度：噴頭底面和篩網(wǎng)之間距離為35-75mm。（一）儀器設(shè)備（二）操作步驟 稱取試樣50g，置于潔凈的水篩中，立即用淡水沖洗至大部分細粉通過后(沖洗時要將篩子傾斜擺動，既要避免放水過大，將水泥濺出篩外，又要防止水泥鋪滿篩網(wǎng)，使水通不過篩子)放在水篩架上，用水壓為0.05MPa0.02MPa的噴頭連續(xù)沖洗3min。篩畢，用少量水把篩余物沖到蒸發(fā)皿(或烘樣盤)中，等水泥顆粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干，并用天平稱量篩余物，然后計算出篩余百分數(shù)。（三）注 意 事 項 水泥樣品應充分拌勻，通過0.9mm方孔篩,記錄篩余物情況，要防止過篩時混進其他水泥 沖洗壓力必須保證0.05MPa

8、0.02MPa，否則會使結(jié)果不準。 沖洗時試樣在篩子內(nèi)分布要均勻。 水篩篩子應保持潔凈，定期檢查校正。 要防止噴頭孔眼堵塞。三、手工干篩法 (1)天平：最大稱量為100g，分度值不大于0.05g。 (2)篩子：采用方孔邊長0.08mm的銅絲網(wǎng)篩布。篩框有效直徑150mm，高50mm。篩布應緊繃在篩框上，接縫必須嚴密，并附有篩蓋。 （一）儀器設(shè)備篩子sieve 稱取試樣50g，倒入篩內(nèi)。用一只手執(zhí)篩往復搖動，另一只手輕輕拍打，拍打速度每分鐘約120次，每40次向同一方向轉(zhuǎn)動60o。，使試樣均勻分布在篩網(wǎng)上，直至每分鐘通過試樣量不超過0.05g為止。稱量篩余物，計算出篩余百分數(shù)。（二）操作步驟（三

9、）注 意 事 項 (1)水泥樣品應充分均勻，通過0.9mm方孔篩，記錄篩余物情況，要防止過篩時混進其他水泥。 (2)干篩時，要注意使水泥樣品均勻地分布在篩布上。 (3)篩子必須經(jīng)常保持干燥、潔凈，定期檢查、校正。四、篩析試驗結(jié)果的計算 水泥試樣篩余百分數(shù)按下式計算： F(Rs/W)100 式中 F水泥試樣篩余百分數(shù)()； Rs水泥試樣篩余重量 (g)； W水泥試樣質(zhì)量(g)。 結(jié)果計算至0.1。為了使試驗結(jié)果具有可比性，可采用試驗篩修正系數(shù)方法修正計算結(jié)果。修正系數(shù)的測定須按標準規(guī)定的方法進行。一、材料的密度、表觀密度與堆積密一、材料的密度、表觀密度與堆積密度度( (一）、密度一）、密度: :

10、1 1、概念：、概念：密度是指材料在絕對密實狀態(tài)密度是指材料在絕對密實狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。下，單位體積的質(zhì)量。2 2、計算公式：、計算公式：vm 式中：式中：m m材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量(g)(g) V V材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（材料在絕對密實狀態(tài)下的體積（cmcm3 3） 材料的密度（精確到材料的密度（精確到0.01g/cm0.01g/cm3 3）第六節(jié)第六節(jié) 水泥密度水泥密度density的測定的測定密度的單位，試驗室用密度的單位，試驗室用gcm3，工程計算多用，工程計算多用kgm3或或tm3。材料在自然狀態(tài)下的體積材料在自然狀態(tài)下的體積V V材料的固相體積，

11、也材料的固相體積，也就是材料在絕對密實就是材料在絕對密實狀態(tài)下的體積。狀態(tài)下的體積。VaVa材料的近似體積材料的近似體積 Va=V+VVa=V+VK KV V0 0材料在自然狀態(tài)下材料在自然狀態(tài)下的體積。的體積。 V V0 0= V+V= V+VK K+ +V VB B（二）、表觀密度（俗稱容重）（二）、表觀密度（俗稱容重）1 1、概念、概念: : 指材料在自然狀態(tài)下，指材料在自然狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。單位體積的質(zhì)量。2 2、計算公式：、計算公式：00vm 式中：式中：m材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量(g、kg) V0材料在自然狀態(tài)下的體積（材料在自然狀態(tài)下的體積（cm3、m3

12、） o材料的表觀密度（精確到材料的表觀密度（精確到0.01g/cm3、 10kg/m3） （三）、堆積密度（松散容重）（三）、堆積密度（松散容重）1、概念：、概念： 指粉狀或粒狀材料，在堆積指粉狀或粒狀材料，在堆積狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量狀態(tài)下，單位體積的質(zhì)量。2 2、計算公式：、計算公式：00vm 式中：式中：m材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量材料在絕干狀態(tài)下的質(zhì)量(kg) （可為含水狀態(tài)）（可為含水狀態(tài)） V0材料的堆積體積（材料的堆積體積（m3）o材料的堆積密度（精確到材料的堆積密度（精確到10kg/m3） V0= = V +VB+VK+VJ材料在堆積材料在堆積狀態(tài)狀態(tài)下的體積下的體積V V材料的固

13、相體積，也材料的固相體積，也就是材料在絕對密實狀就是材料在絕對密實狀態(tài)下的體積。態(tài)下的體積。V V0 0材料在自然狀態(tài)下的材料在自然狀態(tài)下的體積。體積。 V V0 0= V+V= V+VK K+ +V VB BV V0 0- -材料在堆積狀態(tài)下的材料在堆積狀態(tài)下的體積。體積。 V V0 0 = V+V= V+VK K+ +V VB B+ +V VJ J = V= VO O+V+VJ J所謂絕對密實狀態(tài)下的體積，是指材料內(nèi)部完全沒有孔隙的體積。如鋼鐵，玻璃等，其絕對密實狀態(tài)下的體積可依外形尺寸計算而得。建筑工程中使用的材料，大部分本身結(jié)構(gòu)都含有或多或少的孔隙，如將材料磨成細粉，可以認為細粉中不再

14、含有孔隙，然后用密度瓶測定其絕對密實狀態(tài)下的體積。對于比較密實的材料，如砂子、碎石等，可不必磨成細粉，用阿基米德原理排水法求其絕對密實狀態(tài)下體積的近似值。水泥密度水泥密度density的測定的測定思考：水泥思考：水泥密度怎么測？密度怎么測？幾種密度的特點：幾種密度的特點： 相同點：相同點：指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量指單位體積質(zhì)量。（質(zhì)量/ /體積）體積） 區(qū)別：區(qū)別：測試方法不同，獲得體積大小不同測試方法不同，獲得體積大小不同體積的測試方法：體積的測試方法： 絕對密實體積絕對密實體積 -李氏比重瓶法李氏比重瓶法( (粉末粉末) ) 表觀體積表觀體積（實體閉口開口）（實體閉口開口） 規(guī)則試件：計算法

15、；規(guī)則試件：計算法； 不規(guī)則試件：涂蠟排水法不規(guī)則試件：涂蠟排水法 堆積體積堆積體積( (實體閉口開口間隙實體閉口開口間隙)-)-容積升法容積升法水泥密度的測定原理 水泥密度表示水泥單位體積的質(zhì)量，單位是 kg/m3或g/cm3。密度測定方法有液體排代法和氣體排代法。本實驗介紹液體排代法。其原理是：將水泥倒人裝有一定量液體介質(zhì)的李氏瓶內(nèi)，并使液體介質(zhì)充分地浸透水泥顆粒。根據(jù)阿基米德定律，水泥的體積等于它所排開的液體體積，從而算出水泥單位體積的質(zhì)量即為密度，為使測定的水泥不產(chǎn)生水化反應，液體介質(zhì)采用無水煤油。儀器 1 李氏比重瓶pycnometric 李氏比重瓶(見圖)。李氏比重瓶容積為2202

16、50cm3，帶有長1820cm、直徑約1cm的細頸，下面有鼓形擴大頸，頸部有體積刻度，頸部為喇叭形漏斗并有玻璃磨口塞。 （見書上26頁圖） 李氏比重瓶烘箱 oven 2)烘箱。 3)天平balance(精確至0.01g)。 4)恒溫水槽或其他保持恒溫的盛水玻璃容器，恒溫容器溫度應能維持在0.5C的變化范圍之內(nèi)。測定步驟 1)將水泥試樣在110土5烘箱中烘干1h，取出置于干燥器中冷卻至室溫。 2)將無水煤油注入李氏瓶中至01ml刻度線后(以彎月面下部為準)，蓋上瓶塞放人恒溫水槽內(nèi)，使刻度部分浸入水中(水溫應控制在李氏瓶刻度時的溫度)，恒溫30min，記下初始(第一次)讀數(shù)V1。 3)從恒溫水槽中

17、取出李氏瓶，用濾紙將李氏瓶細長頸內(nèi)沒有煤油的部分仔細擦干凈。 4)稱取水泥60g，準確至0.01g。用小匙裝入比重瓶中。反復搖動(亦可用超聲波震動)，至沒有氣泡排出為止，再次將李氏瓶置于恒溫水槽中，恒溫30min，記下第二次讀數(shù)V2。 5)計算公式 P/(V2-V1) 水泥密度（g/cm3) P裝入比重瓶水泥重量(g)； V1裝入水泥試樣前比重瓶內(nèi)液面第一次讀數(shù)(ml)； V1裝入水泥試樣后比重瓶內(nèi)液面第二次讀數(shù)(ml). 6)結(jié)果計算到小數(shù)第三位，且取整數(shù)到0.01gcm3，試驗結(jié)果取兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值，兩次測定結(jié)果之差不得超過0.02gcm3。 （5） 注意事項 1) 比重瓶兩次恒溫

18、的溫度必須一致。 2) 水泥必須仔細地裝入比重瓶中，防止水泥粘附在上部的細頸壁上或濺出瓶外；裝樣時可用細鐵絲捅搗，以免阻塞瓶頸。 3) 搖動比重瓶時，不要使煤油濺出瓶外，也不要使水泥粘附在上部的細頸壁上； 4) 排除比重瓶內(nèi)水泥顆粒之間的空氣，是一個重要的操作環(huán)節(jié)，必須將氣泡排除干凈，否則會影響試驗結(jié)果的準確性。 5)恒溫水槽的溫度一般應控制在20，因為李氏瓶的容積刻度是以這個溫度為基準的，同時這一溫度也是水泥物性檢驗的標準溫度，較其他溫度容易達到。 第七節(jié) 水泥比表面積specific surface area的測定 水泥細度除篩余法外，常用的另一種表示方法就是-比表面積法。即單位質(zhì)量的水泥

19、粉末所具有的總表面積稱為水泥比表面積，用m2kg表示。 比表面積測定儀器有美國勃萊思式的勃氏透氣儀、前蘇聯(lián)的托瓦洛夫式的T3型透氣儀、美國費歇爾式的平均粒度儀及美國李及諾斯式的透氣儀等。我國國家標準規(guī)定用前兩種方法，即GB807487水泥比表面積測定方法(勃氏法)和GB20763水泥比表面積測定方法，兩種方法并列執(zhí)行，有爭議時以勃氏法為準。本實驗介紹勃氏法。一 實驗原理 水泥比表面積是根據(jù)一定量的空氣通過具有一定空隙率和固定厚度的水泥層時，所受阻力不同而引起流速的變化來測定的。 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)，同時也決定了通過料層的氣流速度。水泥顆粒越粗，空氣透過固定

20、厚度的水泥層所受阻力越小，所需時間越短，因而測得的比表面積也越小；反之，顆粒越細，所測得的比表面積也越大。二 儀 器 1. 勃氏透氣儀 Blaine air permeability method 右圖為勃氏(B1aine)透氣儀。它由透氣圓筒、壓力計、抽氣裝置等三 部 分 組 成 。 透 氣 圓 筒 內(nèi) 徑 為12.7mm 0.05mm，由不銹鋼制成。圓筒內(nèi)表面的光潔度為6，圓筒的上口邊應與圓筒主軸垂直，圓筒下部錐度應與壓力計上玻璃磨口錐度一致，二者應嚴密連接。在圓筒內(nèi) 壁 ， 距 離 圓 筒 上 口 邊 5 5 mm10mm處有一突出的寬度為0.5lmm的邊緣，以放置金屬穿孔板。2 穿孔板

21、 穿孔板由不銹鋼或其他不受腐蝕的金屬材料制成。穿孔板厚度為0.9mm 0.1mm，在其面上等距離地分布35個直徑mm的小孔，穿孔板應與圓筒內(nèi)壁密合。穿孔板兩個平面應平行。3 搗器搗器用不銹鋼制成。插入圓筒時，其間隙不大于0.1mm。搗器的底面應與主軸垂直，側(cè)面有一個扁平槽，寬度3.0mm 0.3mm。搗器的頂部有一個支持環(huán)，當搗器放人圓筒時，支持環(huán)與圓筒上口邊接觸，這時搗器底面與穿孔圓板之間的距離為15.0mm 0.5mm。4 其他材料與儀器 U形壓力計 是由外徑為9mm、具有標準厚度的玻璃管制成。壓力計一個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臂上刻有環(huán)形線。從壓力計

22、底部在往上280300mm處有一個出口管，管上裝有一個閥門，連接抽氣裝置。抽氣裝置用小型電磁泵，電磁泵工作電壓為220V，頻率為50Hz，功率45W。也可用抽氣球。 濾紙 采用符合國家標準的中速定量濾紙。 分析天平 分度值為1mg。 計時秒表 精確讀到0.5s： 烘干箱 壓力計液體 采用帶有顏色的蒸餾水。 基準材料 采用中國水泥質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心制備的標準試樣。 三 儀器校正 1. 校準物料：使用比表面積接近280-400m2/kg的標準物料對實驗儀器進行校正，使用前應與室溫保持一致。 2. 粉料層體積的測定：用水銀排代法。 （1）將兩片濾紙沿圓筒壁放入透氣圓筒內(nèi)，用一細長棒按下，直到濾紙平放在

23、金屬的穿孔板上。然后裝滿水銀，用一小塊薄玻璃板輕壓水銀表面，使水銀面與圓筒口平齊，并須保證在玻璃板和水銀表面之間無氣泡或空洞存在。倒出水銀稱量，精確至0.05g，重復測定幾次，到數(shù)值基本不變?yōu)橹?，記錄水銀質(zhì)量m1。 （2）從圓筒中取出一片濾紙，裝入適量的試樣，再把取出的濾紙蓋在上面，用搗棒壓實試樣層，壓到規(guī)定厚度即支持環(huán)與圓筒邊接觸，再把水銀裝滿圓筒壓平，倒出水銀稱量，重復幾次測定，直到水銀稱量差值小于50mg為止,記錄水銀質(zhì)量m2 。 （3）試樣層占有體積按下式計算： V=(m1-m2)/水銀 式中V試樣層體積(cm3)；V應精確至0.005cm3 ； m1末裝試樣時充滿圓筒的水銀重量(g)； m2裝試樣后充滿圓筒的水銀重量(g)； 水銀試驗溫度下水銀的密度(gcm3)。 3. 漏氣檢查 其方法是將透氣圓筒上口用橡皮塞塞緊，接到壓力計上，用抽氣裝置從壓力計一臂中抽出部分氣體，然后關(guān)閉閥門，觀察是否漏氣。如發(fā)現(xiàn)漏氣，用活塞油脂加以密封。四 測定步驟 1. 試樣質(zhì)量： W= V(1-) 式