水泥比表面积测定方法

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、精确至1℃的温度计、精确

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，精确至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（精确至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，计算应精确至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

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              │                        │   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

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                           水泥层空隙率数值                        表2

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        │      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         │        │

文章来源：中国建材网 www.bmlink.com