求解水泥比表面積測定方法

1  定義與原理 

1.1  水泥比表面積是指單位質量的水泥粉末所具有的總表面積，以m[2]/kg來表示。 

1.2  本方法主要根據(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)，同時也決定了通過料層的氣流速度。 

2  儀器 

2.1  Blaine透氣儀  如圖1、2所示，由透氣圓筒、壓力計、抽氣裝置等三部分組成。 

2.2  透氣圓筒  內徑為12.70±0.05mm，由不銹鋼制成。圓筒內表面的光潔度為△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。在圓筒內壁，距離圓筒上口邊55±10mm處有一突出的寬度為0.5￣1mm的邊緣，以放置金屬穿孔板。 

2.3  穿孔板  由不銹鋼或其他不受腐蝕的金屬制成，厚度為1.0￣0.1mm。在其面上，等距離地打有35個直徑1mm的小孔，空孔板應與圓筒內壁密合。穿孔板二平面應平行。 

2.4  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，側面有一個扁平槽，寬度3.0±0.3mm。搗器的頂部有一個支持環(huán)，當搗器放入圓筒 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15.0±0.5mm。 

2.5  壓力計  Ｕ形壓力計尺寸如圖2所示，由外徑為9mm的，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。從壓力計底部往上280￣300mm處有一個出口管，管上裝有一個閥門，連接抽氣裝置。 

2.6  抽氣裝置  用小型電磁泵，也可用抽氣球。 

2.7  濾紙  采用符合國標的中速定量濾紙。 

2.8  分析天平  分度值為1mg。 

2.9  計時秒表  精確讀到0.5s。 

2.10  烘干箱。 

3  材料 

3.1  壓力計液體  壓力計液體采用帶有顏色的蒸餾水。 

3.2  基準材料  基本材料采用中國水泥質量監(jiān)督檢驗中心制備的標準試樣。 

4  儀器校準 

4.1  漏氣檢查  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。 

4.2  試料層體積的測定 

4.2.1  用水銀排代法  將二片濾紙沿圓筒壁放入透氣圓筒內，用一直徑比透氣圓筒略小一細長棒往下按，直到濾紙平整放在金屬的空孔板上。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沒有氣泡或空洞 存在。從圓筒中倒出水銀，稱量，精確至0.05g。重復幾次測定，到數(shù)值基本不變?yōu)橹埂Ｈ缓?從圓筒中取出一片濾紙，試用約3.3g的水泥，按照5.3條要求壓實水泥層[注]。再在圓筒上部空間注入水銀，同上述方法除去氣泡、壓平、倒出水銀稱量，重復幾次，直到水銀稱量值相差小于50mg為止。 

注：應制備堅實的水泥層。如太松或水泥不能壓到要求體積時，應調整水泥的試用量。 

4.2.2  圓筒內試料層體積Ｖ按式(1)計算。精確到0.005cm[3]。

 Ｖ＝(Ｐ1-Ｐ2)/ρ水銀……………………………(1) 

式中：Ｖ──試料層體積，cm[3]； 

      Ｐ1──未裝水泥時，充滿圓筒的水銀質量，g； 

      Ｐ2──裝水泥后，充滿圓筒的水銀質量，g； 

      ρ水銀──試驗溫度下水銀的密度，g/cm[3](見附錄Ａ表Ａ1)。 

4.2.3  試料層體積的測定，至少應進行二次。每次應單獨壓實，取二次數(shù)值相差不超過 0.005cm[3]的平均值，并記錄測定過程中圓筒附近的溫度。每隔一季度至半年應重新校正 試料層體積。 

5  試驗步驟 

5.1  試樣準備 

5.1.1  將110±５℃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。 

5.1.2  水泥試樣，應先通過0.9mm方孔篩，再在110±5℃下烘干，并在干燥器中冷卻至室溫。 

5.2  確定試樣量 校正試驗用的標準試樣量和被測定水泥的質量，應達到在制備的試料層中空隙率為0.500±0.005，計算式為： 

                        Ｗ＝ρＶ－(1－ε)……………………………(2) 

式中：Ｗ──需要的試樣量，g； 

      ρ──試樣密度，g/cm[3]； 

      Ｖ──按第4.2條測定的試料層體積，cm[3]； 

      ε──試料層空隙率[注]。 

注：空隙率是指試料層中孔的容積與試料層總的容積之比，一般水泥采用0.500±0.005。如有些粉料按上式算出的試樣量在圓筒的有效體積中容納不下或經搗實后未能充滿圓筒的有效體積，則允許適當?shù)馗淖兛障堵省?nbsp;

5.3  試料層制備  將穿孔板放入透氣圓筒的突緣上，用一根直徑比圓筒略小的細棒把 一片濾紙[注]送到穿孔板上，邊緣壓緊。稱取按第5.2條確定的水泥量，精確到0.001g，倒入圓筒。輕敲圓筒的邊，使水泥層表面平元旦。再放入一片濾紙，用搗器均勻搗實試料直至搗器的支持環(huán)緊緊接觸圓筒頂邊并旋轉二周，慢慢取出搗器。 

注：穿孔板上的濾紙，應是與圓筒內徑相同、邊緣光滑的圓片。穿孔板上濾紙片如比圓筒內徑小時，會有部分試樣粘于圓筒內壁高出圓板上部；當濾紙直徑大于圓筒內徑時會引起濾紙片皺起使結果不準。每次測定需用新的濾紙片。 

5.4  透氣試驗 

5.4.1  把裝有試料層的透氣圓筒連接到壓力計上，要保證緊密連接不臻漏氣[注]，并不振動所制備的試料層。 

注：為避免漏氣，可先在圓筒下錐面涂一薄層活塞油脂，然后把它插入壓力計頂端錐形磨口處，旋轉二周。 

5.4.2  打開微型電磁泵慢慢從壓力計一臂中抽出空氣，直到壓力計內液面上升到擴大部下端時關閉閥門。當壓力計內液體的凹月面下降到第一個刻線時開始計時，當液體的凹月面下降到第二條刻線時停止計時，記錄液面從第一條刻度線到第二條刻度線所需的時間。以秒記錄，并記下試驗時的溫度(℃)。 

6  計算 

6.1  當被測物料的密度、試料層中空隙率與標準試樣相同，試驗時溫差≤3℃時，可按式(3)計算： 

                       ＳsＴ[1/2] 

                  Ｓ＝───────…………………………………(3) 

                        Ｔs[1/2] 

如試驗時溫差大于±3℃時，則按式(4)計算： 

                        ＳsＴ[1/2]ηs[1/2]   

                   Ｓ＝──────────………………………………(4) 

                          Ｔs[1/2]η[1/2] 

式中：Ｓ──被測試樣的比表面積，cm[2]/g； 

      Ｓs──標準試樣的比表面積，cm[2]/g； 

      Ｔ──被測試樣試驗時，壓力計中液面降落測得的時間，s；   

      η──被測試樣試驗溫度下的空氣粘度Pa·s； 

      ηs──標準試樣試驗溫度下的空氣粘度Pa·s。 

6.2  當被測試樣的試料層中空隙率與標準試樣試料層中空隙率不同，試驗時溫差≤ ±、 3℃時，可按式(5)計算： 

                     ＳsＴ[1/2](1-εs)ε[3][1/2] 

                Ｓ＝───────────────……………………………(5) 

                     Ｔs[1/2](1-ε)ε[3]s[1/2] 

如試驗時溫差大于±3℃時,則按式(6)計算: 

                    ＳsＴ[1/2](1-εs)ε[3][1/2]ηs[1/2]      

                 Ｓ＝────────────────── ……………………………(6) 

                       Ｔs[1/2](1-ε)ε[3]s[1/2]η[1/2] 

式中：ε──被測試樣試料層中的空隙率； 

      εs──標準試樣試料層中的空隙率。 

6.3  當被測試樣的密度和空隙率均與標準試樣不同，試驗時溫差≤±3℃時，可按式(7)計算：ＳsＴ[1/2](1-εs)ε[3][1/2]ρs           

                 Ｓ＝──────────────── ……………………………(7) 

                       Ｔs[1/2](1-ε)ε[3]s[1/2]ρ      

如試驗時溫度相差大于±3℃時,則按式(8)計算：

                     ＳsＴ[1/2](1-εs)ε[3][1/2]ρsηs[1/2]      

                 Ｓ＝────────────────── ……………………………(8) 

                       Ｔs[1/2](1-ε)ε[3]s[1/2]ρη[1/2] 

式中:ρ──被測試樣的密度，g/cm[3]； 

     ρs──標準試樣的密度，g/cm[3]。 

6.4  水泥比表面積應由二次透氣試驗結果的平均值確定。如二次試驗結果相差2％以上時，應重新試驗。計算應精確至10cm[2]/g，10cm[2]/g以下的數(shù)值按四舍五入計。 

6.5  以cm[2]/g為單位算得的比表面積值算為m[2]/kg單位時，需乘以系數(shù)0.1。 

定義與原理 1．水泥的比表面積，以1克水泥所含顆拉的表面積表示，其單位為厘米[2]／克。 2．水泥的比表面積，主要是根據(jù)通過一定空隙率的水泥層的空氣流速來測定。因為對一定空隙率的水泥層，其中空隙的數(shù)量和大小是水泥顆粒，比表面積的函數(shù)，也決定了空氣流過水泥層的速度，因此根據(jù)空氣流速即可計算比表面積。