水泥水化熱測(cè)定方法(溶解熱法)

1、水泥水化熱測(cè)定方法（溶解熱法）標(biāo)準(zhǔn)名稱水泥水化熱測(cè)定方法（溶解熱法）標(biāo)準(zhǔn)類型中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布單位國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)正文主題內(nèi)容與適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了用溶解熱法測(cè)定水泥水化熱試驗(yàn)的方法原理、儀器設(shè)備、試驗(yàn)步驟及結(jié)果 計(jì)算寺。本標(biāo)準(zhǔn)適用于中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦 渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和其他指定采用本方法的水泥品種。方法原理本方法是依據(jù)熱化學(xué)的蓋斯定律，即化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)只與體系的初態(tài)和終態(tài)有關(guān)而與 反應(yīng)的途徑無(wú)關(guān)提出的。它是在熱量計(jì)周圍溫度一定的條件下，用未水化的水泥與水化 一定齡期的水泥分別在一定濃度的

2、標(biāo)準(zhǔn)酸中溶解，測(cè)得溶解熱之差，即為該水泥在規(guī)定 齡期內(nèi)所放出的水化熱。儀器設(shè)備熱量計(jì)：如下圖所示。由保溫水槽、內(nèi)筒、廣口保溫瓶、貝克曼差示溫度計(jì)、攪拌裝置等主要部件組成。另配一個(gè)曲頸玻璃漏斗和一個(gè)直頸裝酸漏斗。保溫水槽：水槽內(nèi)外殼之間裝有隔熱層，內(nèi)殼橫斷面為橢圓形的金屬筒，橫斷面長(zhǎng)長(zhǎng)軸，短軸，深，容積約。并裝有控制水位的溢流管。溢流管高度距底部約，水槽上裝有二個(gè)攪拌器，分別用于攪拌水槽中的水和保溫瓶中 的酸液。內(nèi)筒：筒口為帶法蘭的不銹鋼圓筒，內(nèi)徑，深筒內(nèi)襯有軟木層或泡沫塑料。筒蓋內(nèi)鑲嵌有橡膠圈以防漏水，蓋上有三個(gè)孔，中孔安裝酸液攪拌器，兩側(cè) 的孔分別安裝加料漏斗和貝克曼差示溫度計(jì)。廣口保溫瓶：

3、容積約為，當(dāng)盛滿比室溫高。C的水，靜置時(shí)，其冷卻速度 不得超過(guò)cc。貝克曼差示溫度計(jì)（以下簡(jiǎn)稱貝氏溫度計(jì)）：精度為。c,最大差示溫度為一 1,插入酸液部分須涂以石蠟或其他耐氫氟酸的涂料。攪拌裝置：分為酸液攪拌器和水槽攪拌器。酸液攪拌器用玻璃或耐酸尼龍制成。直徑 ,總長(zhǎng)約，下端裝有兩片略帶軸向推進(jìn)作用的葉片，插入酸液部分必 須涂以石蠟或其他耐氫氟酸涂料。曲頸玻璃漏斗：由玻璃漏斗涂蠟或用耐氫氟酸塑料制成，上口直徑約，深漏斗管外徑，長(zhǎng)，供裝試樣用。直頸裝酸漏斗：由玻璃漏斗涂蠟或用耐氫氟酸塑料制成，上口直徑約，管長(zhǎng)， 外徑。天平：稱量，分度值和稱量，分度值為天平各一臺(tái)。高溫爐：使用溫度不低于c,并帶有

4、恒溫控制裝置。試驗(yàn)篩：方孔邊長(zhǎng)和篩各一個(gè)。鉑坩堝或瓷坩堝：容量約。研缽。冰箱：用于降低硝酸溶液溫度。水泥水化試樣瓶：由不與水泥作用的材料制成，具有水密性，容積約。其他：磨口稱量瓶，最小分度。c的溫度計(jì)，時(shí)鐘，秒表，干燥器，容量瓶，吸液管， 石蠟等。試劑及配制氧化鋅：分析純。用于標(biāo)定熱量計(jì)熱容量，使用前應(yīng)預(yù)先進(jìn)行如下處理：將氧化鋅放 入坩堝內(nèi)，在一C高溫下灼燒，取出，置于干燥器中冷卻后，用瑪瑙研缽研 磨至全部通過(guò)篩，貯存于干燥器中備用。在標(biāo)定試驗(yàn)前還慶在一C下灼 燒，并在干燥器中冷卻至室溫。氫氟酸：分析純，（或密度）。硝酸溶液（）=土，應(yīng)用分析純硝酸大量配制。配制時(shí)可將不同密度的濃硝酸按下列采取

5、量用蒸餾水稀釋至：硝本密度，采取量（C）,硝酸溶液的標(biāo)定：用移液管吸取上述已配制好的硝酸溶液，移入的容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。接著用已知濃度（約）的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定容量瓶中硝酸溶液的濃度，該濃度乘以即為上述已配制好的硝酸溶液的濃度。試驗(yàn)室條件恒溫室：溫度應(yīng)能控制在c。通風(fēng)櫥。試驗(yàn)步驟標(biāo)定熱量計(jì)的熱容量試驗(yàn)前保溫瓶?jī)?nèi)壁用石蠟或其他耐氫氟酸的涂料涂覆。在標(biāo)定熱量計(jì)熱容量前一天將熱量計(jì)放在試驗(yàn)室內(nèi)，保溫瓶放入內(nèi)筒中，酸液攪拌器放入保溫瓶?jī)?nèi)，蓋緊內(nèi)筒蓋，接著將內(nèi)筒放入保溫水槽的環(huán)形套內(nèi)。移動(dòng)酸 液攪拌器懸臂夾頭至使對(duì)準(zhǔn)內(nèi)筒中心孔，并將攪拌器夾緊。在保溫水槽內(nèi)加水使 水面高出內(nèi)筒蓋（由溢流管控

6、制高度）。開動(dòng)保溫水槽攪拌器。把水槽內(nèi)的水溫 調(diào)到土c,然后關(guān)閉攪拌器備用。確定硝酸溶液用量，將氫氟酸8加入書籍質(zhì)量的耐氫氟酸量杯內(nèi)，然后慢慢加入低于室溫6-7C的硝酸溶液（約），使兩種混合物總量達(dá)到士，記錄硝酸溶液加入的總量，該量即為試驗(yàn)時(shí)所需的硝酸溶液的用量。在標(biāo)定試驗(yàn)前，先將貝抵溫度計(jì)的零點(diǎn)調(diào)為C左右，再開動(dòng)保溫水槽內(nèi)的攪 拌器，并將水溫調(diào)到士C。從安放貝氏溫度計(jì)孔插入加酸液用的漏斗，按已確定的用量量取低于室溫一c的硝酸溶液，先向保溫瓶?jī)?nèi)注入約，然后加入氫氟酸，再加入剩余的硝酸溶液，加畢，取出漏斗，插入貝氏溫度計(jì)（中途不許拔出，以免影 響精度），開動(dòng)保溫水槽攪拌器，接通冷卻攪拌器電機(jī)的循

7、環(huán)水，后觀察水 槽溫度，使其保持士C。從水槽攪拌器開動(dòng)算起，連續(xù)攪拌。水槽攪拌器連續(xù)攪拌停止，開動(dòng)保溫瓶中的酸液攪拌器，連續(xù)攪拌后，在貝氏溫度計(jì)上讀出酸液溫度，隔后再讀一次酸液溫度，此后每隔讀一次酸液溫度，直至連續(xù)內(nèi)，每分鐘上升的溫度差值相等時(shí)為止。記錄最后一次酸 液溫度，此溫度值即為初讀數(shù)8,初測(cè)期結(jié)束。初測(cè)期結(jié)束后，立即將事先稱量好的土氧化鋅通過(guò)加料漏斗徐徐地加入保溫瓶酸液中（酸液攪拌器繼續(xù)攪拌），加料過(guò)程須在內(nèi)完成，漏斗和毛刷上均不得 殘留試樣。從讀出初測(cè)讀數(shù)8起分別測(cè)讀時(shí)貝氏溫度計(jì)的讀數(shù)。這一過(guò)程為溶解期。熱量計(jì)在各時(shí)間區(qū)間內(nèi)的熱容量按式（1）計(jì)算，精確到。C： + （ 一 ） + （

8、一= （）式中：熱量計(jì)熱容量，C;氧化鋅在C時(shí)的溶解熱，；氧化鋅重量，；氧化鋅加入熱量計(jì)時(shí)的室溫，C；溶解熱負(fù)溫比熱容，C;氧化鋅比熱容，C;溶解期第一次測(cè)讀數(shù)8 口加貝氏溫度計(jì)C時(shí)相應(yīng)的攝氏溫度，C;經(jīng)校正的溫度上升值，C。值按式（2）計(jì)算：= （88）（8 8）（）式中：8初測(cè)期結(jié)束時(shí)（即開始加氧化鋅時(shí)）的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)，C;8溶解期的第一次測(cè)讀的貝氏溫度計(jì)的讀數(shù)，C;8溶解期結(jié)束時(shí)測(cè)讀的貝氏溫度計(jì)的讀數(shù)，C;、一一分別不測(cè)讀8或8時(shí)距離測(cè)初讀數(shù)8時(shí)所經(jīng)進(jìn)的時(shí)間，。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的精度，熱量計(jì)熱容量對(duì)應(yīng)8、8的測(cè)讀時(shí)間、應(yīng)分別與不同品種水泥所需要的溶解期測(cè)讀時(shí)間對(duì)應(yīng)。不同水泥的具體溶解期

9、測(cè)讀時(shí)間按規(guī) 定。熱量計(jì)熱容量應(yīng)標(biāo)定兩次，以兩次標(biāo)定值的平均值作為標(biāo)定結(jié)果。如兩次標(biāo)定值相差大于。C時(shí)，須重新標(biāo)定。在下列情況下，熱容量需重新標(biāo)定：.重新調(diào)整貝氏溫度計(jì)時(shí)；.當(dāng)溫度計(jì)、保溫瓶、攪拌器重新更換或涂覆耐酸涂料時(shí)；.當(dāng)新配制的酸液與標(biāo)定量熱計(jì)熱容量的酸液濃度變化超過(guò)時(shí)；.對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有疑問(wèn)時(shí)。未水化水泥溶解熱的測(cè)定按進(jìn)行準(zhǔn)備工作和初測(cè)期試驗(yàn)，并記錄初測(cè)溫度8 。讀出初測(cè)溫度e 后，立即將預(yù)先稱好的三份土未水化水泥試樣中的一份在內(nèi)通過(guò)加料漏斗徐徐加入熱量計(jì)內(nèi)，漏斗、稱量瓶及毛刷上均不得殘留試樣，然后按表1規(guī)定的各品種水泥測(cè)讀溫度的時(shí)間，準(zhǔn)時(shí)讀記貝氏溫度計(jì)讀數(shù)e和e。第二份試樣重復(fù)第一份的

10、操作。第三份試樣置于一C灼燒，在干燥器中冷卻至室溫后稱其質(zhì)量。表1各品種水泥測(cè)讀溫度的時(shí)間水泥品種距初測(cè)期溫度e 的相隔時(shí)間，1eIe1硅酸鹽水泥中熱硅酸鹽水泥普通硅酸鹽水泥1III 1礦渣硅酸鹽水泥II低熱礦渣硅酸鹽水泥II火山灰硅酸鹽水泥II粉煤灰硅酸鹽水泥II注：在普通水泥、礦渣水泥、低熱礦渣水泥中摻有火山灰或粉煤灰時(shí)，可按火山灰 水泥或粉煤灰水泥規(guī)定。如在規(guī)定的測(cè)讀期結(jié)束時(shí)，溫度的變化沒(méi)有達(dá)到均勻一致，應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)測(cè)讀期至 每隔的溫度變化均勻?yàn)橹?。此時(shí)需要知道測(cè)讀期延長(zhǎng)后熱量計(jì)的熱容量，用于 計(jì)算溶解熱。未水化水泥的溶解熱按式(3)計(jì)算，精確到：=()。式中：未水化水泥的溶解熱，；熱量計(jì)

11、的熱容量，C；未水化水泥試樣灼燒后的質(zhì)量，；未水化水泥試樣裝入熱量計(jì)時(shí)的室溫，C；溶解期第一次貝氏溫度計(jì)讀數(shù)換算成普通溫度計(jì)的度數(shù)，C；經(jīng)校正的溫度上升值，C；未水化水泥的比熱容C-0值按式(4)計(jì)算：=(e -e )(e -e )()式中：e、e、e分別為初測(cè)期結(jié)束時(shí)的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)、溶解期第一次和第二次測(cè)讀時(shí)的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)，c；、一一分別為溶解期第一次測(cè)讀時(shí)e 與第二次測(cè)讀時(shí)e 距初讀數(shù)e 的時(shí) 間，。以兩次測(cè)定值的平均值作為試樣測(cè)定結(jié)果。如兩次測(cè)定值相差大于時(shí)，須重做試驗(yàn)。部分水化水泥溶解熱的測(cè)定在測(cè)定未水化水泥試樣溶解熱的同時(shí)，制備部分水化水泥試樣。測(cè)定兩個(gè)齡期水化熱時(shí)，用水泥加蒸餾

12、水，充分?jǐn)嚢韬蠓殖扇确?，分別裝入三個(gè)符合條要求的試樣瓶中，置于土。C的水中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定的齡期。按進(jìn)行準(zhǔn)備工作和初測(cè)期試驗(yàn)，并記錄初測(cè)溫度8。養(yǎng)護(hù)水中取出達(dá)到試驗(yàn)齡期的試樣瓶，取出試樣，迅速用研缽將水泥石搗碎，并全部通過(guò)方孔篩，然后混合均勻，放入磨口稱量瓶中，并稱出士（精確至）試樣三份，兩份放在稱量瓶?jī)?nèi)供作溶解熱測(cè)定，另一份放在坩堝內(nèi)置于一C下灼燒，在干燥器中冷卻至室溫后稱其質(zhì)量，求出灼燒量。從開始 搗碎至放入稱量瓶中的全部時(shí)間不得超過(guò)。讀出初測(cè)期結(jié)束時(shí)貝氏溫度計(jì)讀數(shù)8，并立即將稱量好的一份試樣在內(nèi)由加料漏斗徐徐加入熱量計(jì)內(nèi)，漏斗、稱量瓶、毛刷上均不得殘留試樣，然后按表1規(guī)定不 同水泥品種的測(cè)讀

13、時(shí)間，準(zhǔn)時(shí)讀記貝氏溫度計(jì)讀數(shù)8和8。經(jīng)水化某一齡期后水泥石的溶解熱按式（5）計(jì)算，精確到：=（）+ （一，）。式中：一一經(jīng)水化某一齡期后水泥石的溶解熱，；熱量計(jì)的熱容量，C；某一齡期水化水泥試樣換算成灼燒后的質(zhì)量，；水化水泥試樣裝入熱量計(jì)時(shí)的室溫，C；水化水泥試樣溶解期的第一次貝氏溫度計(jì)讀數(shù)，換算成普通溫度計(jì)的溫度，C；未水化水泥試樣溶解期的第一次貝氏溫度計(jì)讀數(shù)換算成普通溫度計(jì)的溫度，C；經(jīng)校正的溫度上升值，C；水化水泥的比熱容C。溫度校正比熱容C-。值按式（6）計(jì)算：=（ee）（ee）（）一式中：e、e、e一一分別為初測(cè)期結(jié)束時(shí)的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)及溶解期第一次和第二次測(cè)讀時(shí)的貝氏溫度計(jì)讀數(shù)，c

14、；、一一分別為溶解期第一次讀數(shù)e和第二次讀數(shù)e時(shí)距初測(cè)讀數(shù)e的時(shí) 間，。以兩次測(cè)定值的平均值作為試樣測(cè)定結(jié)果。如兩次測(cè)定值相關(guān)大于時(shí)，須補(bǔ)做試驗(yàn)。每次試驗(yàn)結(jié)束后，將保溫瓶取出，倒出瓶?jī)?nèi)廢液，用清水將保溫瓶、攪拌器及貝氏溫度 計(jì)沖洗干凈，并用干凈紗布抹去水分，供下次試驗(yàn)用。涂蠟部分如有損傷，如松裂, 脫落現(xiàn)象應(yīng)重新處理。部分水化水泥試樣溶解熱測(cè)定應(yīng)在規(guī)定齡期土內(nèi)進(jìn)行，以試樣進(jìn)入酸液為準(zhǔn)。水泥水化熱結(jié)果計(jì)算水泥在某一水化齡期前放出的水化熱按式（7）計(jì)算，精確到：= 一 +（一）。式中：水泥在某一水化齡期前放出的水化熱，；未水化水泥的溶解熱，c；水化某一齡期時(shí)水泥的溶解熱，c；未水化水泥試樣溶解期的第一次貝氏溫度計(jì)讀數(shù)換算成普通溫度計(jì)的溫度，c； 溶解熱的負(fù)溫比熱容，c。附錄水泥水化熱（溶解熱法）試驗(yàn)