水泥比表面积测定方法

                          一、定义与原理     1．水泥的比表面积，以1克水泥所含颗拉的表面积表示，其单位为厘米[2]／克。     2．水泥的比表面积，主要是根据通过一定空隙率的水泥层的空气流速来测定。因为 对一定空隙率的水泥层，其中空隙的数量和大小是水泥颗粒，比表面积的函数，也决定了 空气流过水泥层的速度，因此根据空气流速即可计算比表面积。                           二、仪器     3．试验仪器采用透气仪，仪器的装置见图1、2和图3。其构造主要包活四个部分。     （1）圆筒（图4）：放置水泥粉未试样用，为一内径25．1±0．1毫米的钢质圆筒1， 断面相当于5厘米[2]。在圆筒内壁下部有一凸边上面放有一穿孔圆板2，下面为螺旋底盖3 ，旋紧在圆筒底部，在穿孔板以下圆筒壁上装有一个通气管4。穿孔板为一钢质薄板厚2毫 米，直径25．1±0．1毫米，具有90个孔，孔径1．2毫米，均匀分布在板面上。     （2）捣器（图5）：为捣实圆筒内试料至一定体积时用。由圆柱捣体1、支持环2及把 手3组成。     捣体中心有垂直于底面的通气道，捣体的大小应与圆筒内径相适应，可自由伸人，其 与圆筒壁接触的空隙应为0．1毫米。     支持环与捣器下平面之间的距离应当是：当捣体伸人圆筒内，当支持环与圆筒口相接 触时，捣器底面至穿孔板之间的距离恰好为15±0．5毫米。     （3）气压计（图6）：由内径5毫米高250毫米的玻璃管制成。气压计的一端是开口的 ，具有直径为28毫米的整个扩大部分1，另一端连接负压调整器和圆筒，具有直径为26毫 米的两个扩大部分2。上面的扩大部分用以测定比表面积大的粉未，下面的扩大部分用来 测定比表面积小的粉末。两个扩大部分上下的细颈上，均刻有标记（B，C，D），气压计 中注入带颜色的水。     （4）负压调整器（图7），为高310毫米，直径38毫米的玻璃容器1。容器内插入固定 的排水管3，容器侧面带有一个三通管2，用以连接仪器其他各部分。容器内注入饱和的食 盐水。食盐水的量，必须使抽气时气压计中的水位能升至规定的高度A。     除以上四部分外，还需备有抽气球、中性密度定性滤纸、1至1℃的温度计、1 至0．5秒的秒表。                             五、仪器的校准     4．仪器漏气的检查     进行试验前，必须检查仪器是否漏气。检查的方法是，用胶皮塞塞紧圆筒口，抽气， 关闭活塞，在5分钟内液面如未下降，就证明仪器并未漏气；否则必须找出漏气处加以密 封。     5．圆筒中试料层体积的测定     用水银代替法测定料层体积。先在圆筒中穿孔板上填二片滤纸，然后在圆筒中汪满水 银，用薄玻璃板使水银面与圆筒口平齐。倒出水银称量，1至0．05克，重复几次测定 ，使数值不变为止。然后取出一片滤纸，在圆筒中加入适量的试样，再把取出的一片滤纸 盖在上面，用捣器压实试料层，压到规定厚度即支持环与圆筒边接触，再把水银装满圆筒 压平，同样倒出水银称量，重复几次测定，至水银重量不变为止。圆筒内试料层体积V （厘米[3]）按下式计算：                            P1－P2                        V＝────                             Υ水银                                    式中：P1──未装试料时充满圆筒的水银重量（克）；       P2──装试料后，充满圆筒的水银重量（克）；   Υ水银──在试验温度下水银密度（克／厘米[3]）见表1。     试料层体积的测定，采取二次相差不超过0．02厘米[3]的平均值，每隔一季度至半年 应该重新校正试料层体积，以避免由于圆筒磨损而造成的试验误差（使用滤纸改变时亦应 重新校正）。         6．仪器常数的测定     用已知比重、比表面积的标准试样，按第8、9、10、11各条规定的操作方法，分别测 定空气流过水泥层而进入气压计上下两个扩大部分所需的时间，然后按12条计算公式算出 相应的仪器常数K上和K下。仪器常数有下列情况之一时，应该重新校正：         （1）圆筒内试料层体积改变时；         （2）应用滤纸的种类和质量改变时。     仪器常数，至少应采取三次试验的平均值。每次试验结果之间的差别不得超过2％。         7．试验前，观察气压计中颜色水静止时的液面，是否保持与测定仪器常数时的 波面一致（即图6标记E），否则须予以调整。                             四、试样的制备         8．检验用的水泥试样，必须先在烘干箱中，以110±5℃干燥1小时，然后放人干 燥器中冷却至室温。         9．装人圆筒中的水泥的重量，应使在捣器捣实后，恰能达至所规定的体积，其 重量可按下式算出：                     P＝Υ·V（1－m） 式中：P──水泥称量（克）；      Υ──水泥比重；       V──圆筒中试验用的试料层体积，亦即圆筒的有效体积（厘米[3]）；       m──水泥层捣实后的空隙率，即圆筒中水泥空隙的体积与总体积的比值。水泥层 空隙率规定采用m＝0．48±0．02。     注：如果按上列公式算出的水泥重量，在圆筒的有效体积中容纳不下，或者经捣实后 未能充满圆筒的有效体积，则允许适当地变更空隙率以减少或增添水泥称量。     10．水泥装人圆筒内的方法如下：将穿孔圆板安装于圆筒内，上面铺口张圆形滤纸。 将称量好的水泥（1至0·01克）放人圆筒内，在桌面上以水平方向轻轻描动圆筒，使 水泥层表面平坦，然后在水泥层上再铺一张圆形滤纸，以捣器均匀捣实试料至支持环紧紧 的接触到圆筒边并旋转一周为止。然后将捣器抽出。     注：滤纸不得重复使用。                            五、测定方法     11．将圆筒中称量的水泥捣实后，打开仪器阀门。用抽气球抽气，使液面上升至一定 高度（图0中刻度A处）。关闭阀门，当液面下降到B处时，开始计时，当液面徐徐下降到C 处时，记下液面从B到C所需的时间，及试验时的温度。这样重复测定二次。     注：当液面从B至C所需时间小于35秒时，就应采用下面的扩大部分，记录液面从C到 D所需的时间。在计算时用下面扩大部分的仪器常数K下计算。                              六、计算     12．按下式计算比表面积                                             K         m[3]              1             S＝── ·（─────）1/2·（──）1/2·（T）1/2                 Υ       (1－m)[2]          μ 式中：S──水泥的比表面积（厘米[2]／克）；       K──仪器常数，根据已知比重，比表面积的标准试样，对两个扩大部分，分别进行            测定，上面扩大部分的仪器常数为K上，下面扩大部分的常数为K下；      Υ──水泥的比重；               m[3]       m──压实后水泥层的空隙率，（─────）1/2可由表2查得，                                     (1－m)[2]       T──气压计中液面经扩大部分从B（C）下降至C（D）所需的时间（秒）；      μ──试验温度下的空气粘度（泊），  1                                       （──）1/2见表1。                                          μ     13．如果水泥比表面积试验中，采用的空隙率与测定仪器常数时所用标准试样的空隙 率一致，而且温度相差在±2℃范围内时，  则计算公式可简化如下：                      Ss·Υs（T）1/2                                S＝─────────                        Υ·（Ts）1/2  式中：Ss──标准水泥样的比表面积（厘米[2]／克）；      Υs──标准水泥试样的比重；       Ts──标准水泥样测定时，气压计中液面由B（C）下降至C（D）所需的时间（秒）。     14．水泥比表面积由二次试验的结果的平均值确定，计算应1至10厘米[2]／克，10 厘米[2]／克以下的数值按四舍五入计。每次试验结果与所得平均值的相差不得超过±2％ 否则应进行第三次试验，以误差在2％以内的二次试验结果的平均值来确定。  附录                        不同温度下的空气粘度和水银密度值          表1  ━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━━━━━                │                        │   1        │   水银密度     温度（℃） │       空气粘度（泊）   │（──）1/2 │                │                        │   μ       │（克／厘米[3]）  ───────┼────────────┼──────┼─────────         8      │        0.0001749       │    75.64   │      13.58        10      │        0.0001759       │    75.41   │      13.57        12      │        0.0001768       │    75.21   │      13.57        14      │        0.0001778       │    75.00   │      13.56        16      │        0.0001788       │    74.79   │      13.56        18      │        0.0001798       │    74.58   │      13.55        20      │        0.0001808       │    74.37   │      13.55        22      │        0.0001818       │    74.16   │      13.54        24      │        0.0001828       │    73.96   │      13.54        26      │        0.0001837       │    73.78   │      13.53        28      │        0.0001847       │    73.58   │      13.53        30      │        0.0001857       │    73.38   │      13.52        32      │        0.0001867       │    73.19   │      13.52        34      │        0.0001876       │    73.01   │      13.51  ━━━━━━━┷━━━━━━━━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━━━━━                              水泥层空隙率数值                        表2   ━━━━┯━━━━━━━━━━┯━━━━┯━━━━━━━━━━━          │      m[3]          │        │      m[3]         m   │（──────）1/2 │   m    │（──────）1/2          │  （1－m）[2]       │        │  （1－m）[2]  ────┼──────────┼────┼───────────    0.450 │      0.549         │ 0.501  │      0.711    0.451 │      0.552         │ 0.502  │      0.714    0.452 │      0.554         │ 0.503  │      0.718    0.453 │      0.557         │ 0.504  │      0.721    0.454 │      0.560         │ 0.505  │      0.725    0.455 │      0.563         │ 0.506  │      0.729    0.456 │      0.566         │ 0.507  │      0.733    0.457 │      0.569         │ 0.508  │      0.736    0.458 │      0.572         │ 0.509  │      0.739    0.459 │      0.575         │ 0.510  │      0.743    0.460 │      0.578         │ 0.511  │      0.747    0.461 │      0.581         │ 0.512  │      0.751    0.462 │      0.584         │ 0.513  │      0.755    0.463 │      0.587         │ 0.514  │      0.758    0.464 │      0.590         │ 0.515  │      0.762    0.465 │      0.593         │ 0.516  │      0.766    0.466 │      0.596         │ 0.517  │      0.770    0.467 │      0.599         │ 0.518  │      0.774    0.468 │      0.602         │ 0.519  │      0.777    0.469 │      0.605         │ 0.520  │      0.781    0.470 │      0.608         │ 0.521  │      0.785    0.471 │      0.611         │ 0.522  │      0.789    0.472 │      0.614         │ 0.523  │      0.793    0.473 │      0.617         │ 0.524  │      0.797    0.474 │      0.620         │ 0.525  │      0.801    0.475 │      0.624         │ 0.526  │      0.805    0.476 │      0.627         │ 0.527  │      0.809    0.477 │      0.630         │ 0.528  │      0.813    0.478 │      0.633         │ 0.529  │      0.817    0.479 │      0.636         │ 0.530  │      0.821    0.480 │      0.639         │ 0.531  │      0.825    0.481 │      0.643         │ 0.532  │      0.829    0.482 │      0.646         │ 0.533  │      0.833    0.483 │      0.649         │ 0.534  │      0.837    0.484 │      0.652         │ 0.535  │      0.842    0.485 │      0.656         │ 0.536  │      0.845    0.486 │      0.659         │ 0.537  │      0.850    0.487 │      0.662         │ 0.538  │      0.854    0.488 │      0.666         │ 0.539  │      0.858    0.489 │      0.669         │ 0.540  │      0.863    0.490 │      0.672         │ 0.541  │      0.867    0.491 │      0.676         │ 0.542  │      0.871    0.492 │      0.679         │ 0.543  │      0.875    0.493 │      0.683         │ 0.544  │      0.880    0.494 │      0.687         │ 0.545  │      0.884    0.495 │      0.690         │ 0.546  │      0.889    0.496 │      0.693         │ 0.547  │      0.893    0.497 │      0.697         │ 0.548  │      0.898    0.498 │      0.700         │ 0.549  │      0.902    0.499 │      0.704         │ 0.550  │      0.906    0.500 │      0.707         │        │  ━━━━┷━━━━━━━━━━┷━━━━┷━━━━━━━━━━━━