1)水泥比表面积试验目的采用勃氏法检验水泥的比表面积,用以评价水泥的粗细程度。本方法适用于测定水泥的比表面积以及适合采用本标准方法的其他各种粉状物料(如粉煤灰等),不适用于测定多孔材料及超细粉状物料。
2)仪器校准方法
(1)漏气检查
将透气圆筒上口用橡皮塞塞紧,接到压力计上。用抽气装置从压力计一臂中抽出部分气体,然后关闭阀门,观察是否漏气。如发现漏气,用活塞油脂加以密封。
(2)试料层体积的测定
①水银排代法:将两片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒内,用一直径比透气圆筒略小的细长棒往下按,直到滤纸平整放在金属的穿孔板上。然后装满水银,用一小块薄玻璃板轻压水银表面,使水银面与圆筒口平齐,并须保证在玻璃板和水银表面之间没有气泡或空洞存在。从圆筒中倒出水银,称量,精确至0.05g。重复几次测定,到数值基本不变为止。然后从圆筒中取出一片滤纸,试用约3.3g的水泥,按照以下水泥比表面积试验步骤的要求压实水泥层。再在圆筒上部空间注入水银,同上述方法除去气泡、压平、倒出水银称量,重复几次,直到水银称量值相差小于50mg为止。
注:应制备坚实的水泥层,如太松或水泥不能压到要求体积时,应调整水泥的试用量。
②圆筒内试料层体积计算:V=(m
1-m
2)/ρ
水银,精确到0.005mL。
③试料层体积的测定,至少应进行两次。每次应单独压实,取两次数值相差不超过0.005mL的平均值,并记录测定过程中圆筒附近的温度。每隔一季度至半年应重新校正试料层体积。
3)主要试验步骤
(1)试样准备
①将110℃±5℃下烘干并在干燥器中冷却到室温的标准试样,倒入100mL的密闭瓶内,用力摇动2min,将结块成团的试样振碎,使试样松散。静置2min后,打开瓶盖,轻轻搅拌,使在松散过程中落到表面的细粉,分布到整个试样中。
②水泥试样,应先通过0.9mm方孔筛,再在110℃±5℃下烘干,并在干燥器中冷却至室温。
(2)确定试样量W
校正试验用的标准试样量和被测定水泥的质量,应达到在制备的试料层中的空隙率ε为0.500±0.005,计算式为:W=ρV(1-ε),其中ρ为试样密度。
注:如有些粉料算出的试样量在圆筒的有效体积中容纳不下或经捣实后未能充满圆筒的有效体积,则允许适当地改变空隙率。
(3)试料层制备
将穿孔板放入透气圆筒的突缘上,用一根直径比圆筒略小的细棒把一片滤纸送到穿孔板上,边缘压紧。称取按试验步骤(2)确定的水泥量,精确到0.001g,倒入圆筒。轻敲圆筒的边,使水泥层表面平坦。再放入一片滤纸,用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环紧紧接触圆筒顶边并旋转二周,慢慢取出捣器。
(4)透气试验
①把装有试料层的透气圆筒连接到压力计上,要保证紧密连接不致漏气,并不振动所制备的试料层。
注:为避免漏气,可先在圆筒下锥面涂一薄层活塞油脂,然后把它插入压力计顶端锥形磨口处,旋转两周。
②打开微型电磁泵慢慢从压力计一臂中抽出空气,直到压力计内液面上升到扩大部下端时关闭阀门。当压力计内液体的弯液面下降到第一个刻线时开始计时,当液体的弯月面下降到第二条刻线时停止计时,记录液面从第一条刻度线下降到第二条刻度线所需的时间。以秒(s)记录,并记下试验时的温度(℃)。
4)试验结果计算方法
(1)当被测物料的密度、试料层中空隙率与标准试样相同,试验时温差不大于±3℃时,比表面积计算式为:
如试验时温差大于±3℃时,则计算式为:
式中,T、T
s分别为被测试样和标准试样试验时,压力计中液面降落测得的时间;η、η
s分别为被测试样和标准试样试验温度下的空气黏度;S
s为标准试样的比表面积。
(2)当被测试样的试料层中空隙率与标准试样试料层中空隙率不同,试验时温差不大于±3℃时,比表面积计算式为:
如试验时温差大于±3℃时,则计算式为:
式中,ε、ε
s分别为被测试样和标准试样试料层中的空隙率。
(3)当被测试样的密度和空隙率均与标准试样不同,试验时温差不大于±3℃时,比表面积计算式为:
如试验时温度相差大于±3℃时,则计算式为:
式中,ρ、ρ
s分别为被测试样和标准试样的密度。
(4)精度要求。水泥比表面积应由两次透气试验结果的平均值确定。如两次试验结果相差2%以上时,应重新试验。计算应精确至10cm
2/g,10cm
2/g以下的数值按四舍五入计。