水泥比表面積試驗詳解帶原始記錄

1、淺談水泥比表面積試驗摘要：水泥比表面積試驗，關鍵在于對透氣圓筒試料層體積的標定。 試料層體積確定后需用標準（校準）試樣進行復核試驗。關鍵詞：水泥、比表面積、試驗引言：隨著科學技術的發(fā)展，經濟，文化水平的提高，綜合國力的 增強。我國高速公路、橋梁建筑的需求越來越多、越來越高。在高 速公路結構物以及橋梁建設中離不開水泥碌，水泥碌中最主要的原 材料是“水泥”，水泥質量的優(yōu)劣將直接影響工程的質量。水泥質量 的檢測至關重要。本文詳細介紹水泥比表面積試驗。1、前言：1.1、定義、原理、方法水泥比表面積是指單位質量的水泥粉末所具有的總面積，以僑/ Kg表示。其原理根據一定量的空氣通過具有一定空隙率和固定厚

2、度的水泥層時，所受阻力不同而引起流速的變化來測定水泥的比表 面積。在一定空隙率的水泥層中，孔隙的大小和數量是顆粒尺寸的 函數，同時也決定了通過料層的氣流速度。1. 2、適用范圍水泥比表面積測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定方法的 其它粉狀物料。水泥比表面積測定方法不適用于測定多孔材料及超 細粉狀物料。2、水泥比表面積測定方法2. 1儀器設備2.1.1 FBT-9型全白動比表面積測定儀：由透氣圓筒、壓力計、 液晶顯示屏、按鍵、抽氣裝置等部分組成的一體機。2.1.2透氣圓筒：內

3、徑為12.70mm,由不銹鋼制成。在圓筒內壁， 距離圓筒上口邊50.25mm處有一突出的寬度為1mm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個直徑1mm勺小孔。2.1.4搗器：用不銹鋼制成，側面有一個扁平槽，寬3mm搗 器的頂部有一個支持環(huán)，搗器底面與搗器支持環(huán)之間的距離是35.03mm當搗器放入透氣圓筒時，支持環(huán)與透氣圓筒上口邊接觸， 這時搗器底面與穿孔圓板之間的距離為15.12mm(50.25-0.10-35.03 ) mm2.1.5 U型壓力計：由外徑為9mm勺玻璃管制成，壓力計一個 臂的頂端有一錐形磨口與透氣圓筒緊密連接，

4、在連接透氣圓筒的壓力計臂上刻有環(huán)形線。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1mg2.1.9其它：烘干箱、漏斗、小勺、鑲子、干燥器、毛刷、 放置透氣圓筒的不銹鋼金屬支架、推桿、3x 3mmJ、塊玻璃板等。2.1.10透氣圓筒的內徑，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；壓力機，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試用。2. 2材料2.2.1壓力計液體壓力計液

5、體采用無色蒸館水。2.2.2基本材料基本材料采用中國建筑材料科學研究總院生產的標準試樣 。2. 3儀器校準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 力計一臂中抽出部分氣體，關閉抽氣，觀察是否漏氣。本次漏氣檢 查測定了300秒，浮球不下沉，說明該儀器漏氣檢查合格3.試驗步驟：3.1試料層體積的測定水銀排代法：將兩片濾紙沿圓筒壁放入透氣圓筒內，用一個直 徑略比透氣圓筒小的細長棒往下按，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，邊壓邊慢慢轉動玻璃板使玻璃板和水銀表面之間沒有氣 泡或空洞存在。從圓筒中倒出水銀，稱量，精確至0

6、.05g。重復幾次 測定，到數值基本不變?yōu)橹埂Ｔ囼炃鞍雮€小時打開天平，讓天平預熱，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的不銹鋼小碗兩個用以盛放回收水銀，將穿孔板用細金屬棒推入 透氣圓筒內，然后將兩片濾紙在穿孔板上放平整，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水銀用小塊玻璃 板輕壓水銀表面同時慢慢地轉動玻璃板使水銀面與圓筒口齊平，水 銀表面和玻璃板之間沒有氣泡為止。（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。本次試驗次數為10

7、次，10次檢測結果分別是87.463g, 87.468g , 87.482g,87.478g , 87.485g, 87.480g , 87.479g , 87.480g,87.477g , 87.458g。10次結果的平均值：87.475g（測定最大值：87.485g與測定最小值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次測量 結果的平均值87.475g為R的測定值）P1未裝水泥時，充滿圓筒內的水銀質量（g）。然后用細長棒將穿孔板連同兩片濾紙從圓筒中推出，用干凈柔軟的 餐紙將透氣圓筒內外壁，穿孔板等工具擦拭干凈，再次將透氣圓筒 放置在金屬

8、支架上用細長棒將穿孔板推入透氣圓筒內，穿孔板上平 整的放入一片濾紙。試用準備好的水泥試樣3.300g ,仔細裝入透氣圓筒內，裝完水泥試樣后用金屬細棒輕敲圓筒的邊，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,試驗搗器支持環(huán)不能與圓向頂面接觸，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,仔細裝入透氣圓筒內，裝完水泥試樣后用金屬細棒輕敲圓筒的邊，使水泥試樣層表面平坦。再放入一片

9、濾紙， 用搗器均勻搗實水泥試樣，搗器的支持環(huán)恰好與圓筒頂邊接觸緊密。用3.100g水泥試樣制備的堅實水泥層符合規(guī)范要求。 然后再在圓筒 上部空間注入水銀，按照上述P1的試驗步驟測定出P2的結果。本次試驗測定次數為第一組5次測定值分別是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。兩次制備堅實水泥試料層后充滿圓筒的水銀質量的測定結果分別是修=61.536g ; P2/=61.541g

10、R裝水泥后，充滿圓筒的水銀質量（g）。試驗室溫度20C, 20C水銀的密度是13.55g/cm3p水銀為13.55 g/cm3P 7代銀-試驗溫度下水銀的密度（g/cm3）。3.1.1圓筒內試樣層體積V按下式計算，V=106x（B-P2）/p水銀3= 1.914cmV1 =106x ( P1-P2)/p水銀= 10-6X(87.475 -61.536)/13.55=10-6x1.914(m3)3=1.914cmV2 =10-6x(PI- P2/) / p水銀= 10-6X(87.475 -61.541)/13.55=10-6x1.914(m3)3=1.914cmV=(V1+V2)/2=10-6

11、x1.914(m3)=1.914cm33.2試樣準備3.2.1將110C士5C下烘干并在干燥器中冷卻到室溫的標準試 樣，倒入100mL的密閉瓶內，用力搖動2min，將結塊成團的試樣振碎, 使試樣松散。靜置2min后，打開瓶蓋，輕輕攪拌，使在松散過程中 落到表面的細粉，分布到整個試樣中。本次試驗用標準粉是中國建筑材料科學研究總院生產的標準 樣。標準粉的密度是：3.05g/cm；比表面積標準值是：3648cm/g(364.8m2/Kg)。3.2.2確定試樣量校正試驗用的標準試樣量。計算公式為：W=)V(1- & )式中：W-需要的試樣量(Kg),精確至1mgp試樣備度(Kg/m);V-按上

12、述2.4測定的試料層體積(m)試料層空隙率。3.2.3用準備好的標準粉進行儀器K值的標定Wfe準粉=3.05g/cm3x 1.914 cm3x ( 1-0.5 ) =2.91885g2.919g3.3 K值的測定3.3.1接通電源，打開全白動比表面積測定儀的開關， 液晶顯示 屏上顯示【FBT-9型比表面積儀】。從壓力計的左側一臂玻璃管加入 無色蒸館水，當蒸館水液面超過底層固定鋼架后，向右側一臂玻璃 管放入一個黑色小浮球（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，此時儀器處于待機狀態(tài)。 用儀器配帶的橡皮塞塞緊右側U形壓力計標準陰錐，按

13、儀器S值測 定鍵，再按測量鍵，儀器進入白動抽氣，儀器停止抽氣后觀察黑色 浮球的下沉情況，若浮球經過300秒時間不下沉，說明儀器不漏氣，3.3.2將透氣圓筒放在金屬支架上，用細長金屬棒將穿孔板平放 入透氣圓筒內， 然后再將一片濾紙平送到穿孔板上， 邊緣壓緊。 準 確稱取標準粉試樣2.919g,借助白制的小工具將標準粉仔細裝入透 氣圓筒內，裝料過程中不得有試樣損失，裝完試樣后，一手輕扶透 氣圓筒，一手用細長金屬棒輕敲圓筒的邊， 使標準試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用細長金屬棒輕推到試樣表面，取出金屬棒，用 搗器均勻搗實試樣直至搗器的支持環(huán)緊緊接觸圓筒頂邊并旋轉兩 周，慢慢取出搗器。為避免漏氣，在

14、圓筒下錐面涂一薄層凡斯林， 然后把透氣圓筒插入壓力計頂端錐形磨口處，旋轉兩周。3.3.3按下【K值】鍵，K值指示燈亮，液晶屏顯示【測量K-值 狀態(tài)請設置參數溫度20.0】然后依次設定標準試樣的比表面積SS：364.8;密度p s:3.050 ;空隙率e s: 0.500。按下【SETI鍵, 參數被保存，這時液晶屏顯示【測量K-值狀態(tài) 參數已設置請測量溫度20.0】按【復位/測量】鍵，進入K值的測定，K值測定結束，液晶屏顯示【T:137.3 K : 1.790溫度20.0】。K值已經存入儀器中。3.3.4將透氣圓筒中的試樣倒出，重新裝入2.919g標準試樣對 儀器標定的K值進行校核試驗，為避免漏

15、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頂端錐形磨口處，旋轉兩周。 按【S值】鍵，然后按【復位/測量】鍵進行標準試樣比表面積S值 的測定，S=363.97m2/Kg。將透氣圓筒中的試樣倒出，再次裝入2.919g標準試樣對儀器標定的K值進行校核試驗，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頂端錐形磨口處， 旋轉兩周。按【S值】鍵，然后按【復位/測量】鍵進行標準試樣比 表面積S值的測定，S2=367.42m2/Kg。對標準試樣進行了兩次試驗， 測定結果：S=(363.97m2/Kg +367.42m2/Kg) /2=365.70m2/Kg接 近 標準 粉

16、 的 比 表 面 積364.8m2/Kg。K值的標定符合要求。4.水泥比表面積試驗，4.1確定水泥試樣量4.1.1水泥試樣先通過0.9mm方孔篩，再在110C士5C下烘干， 并在干燥器中冷卻至室溫。本次檢測的水泥密度是3.16g/cm3,泥=3.16g/cm3x 1.914cm3x ( 1-0.5 ) =3.024g4.2將透氣圓筒放在金屬支架上，用細長金屬棒將穿孔板平放入 透氣圓筒內，然后再將一片濾紙平送到穿孔板上，邊緣壓緊。準確 稱取水泥試樣3.024g,借助白制的小工具將水泥試樣仔細裝入透氣圓筒內，裝料過程中不得有試樣損失，裝完試樣后，一手輕扶透氣 圓筒，一手用細長金屬棒輕敲圓筒的邊，使

17、水泥試樣層表面平坦。再放入一片濾紙，用細長金屬棒輕推到試樣表面，取出金屬棒，用 搗器均勻搗實試樣直至搗器的支持環(huán)緊緊接觸圓筒頂邊并旋轉兩 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頂端錐形磨口處，旋轉兩周。按【S值】 鍵，然后按【復位/測量】鍵，儀器進行測定，水泥的比表面積S=340.19m2/Kg。將透氣圓筒中的試樣倒出，再次裝入水泥試樣3.024g按上述方法進行試驗，儀器測定，水泥的比表面積2&=342.32m/Kg。4.3試驗結果水泥的比表面積：S= (340.19m2/Kg+342.32m2/Kg) /2=341.255m2/Kg 341

18、nKg。5.結束語：橋梁工程中高強混凝土對水泥的比表面積要求很苛刻一般在300m/Kg-350m2/Kg,因此，水泥比表面積檢測就至關重要。水泥比 表面積試驗關鍵在于對透氣圓筒試料層體積的標定，試料層體積確 定后，需用標準(校準)試樣進行復核試驗。參考文獻：1公路工程水泥及水泥混凝土試驗規(guī)程2水泥比表面積測定方法附試驗檢測表儀器透氣圓筒體積標定、水泥比表面積檢測表試驗溫度20 C水銀密度（g/cm3）13.55未裝水泥時，充滿圓筒的 水銀質量Pi（g）87.46387.482平均值87.47887.46887.475P 87.48587.48087.47987.48087.47787.458. . 3標傕（校傕）試樣形度（g/cm）3.05標準（校準）試樣比表面積（m/Kg）364.8標準（校準）試樣質量（g）2.919裝水泥后，充兩圓筒的水銀質重P2（g）61.535平均值61.541平均值61.53361.53661.55661.54161.53861.538