水泥的细度,直接影响水泥的凝结时间、强度、水化热等技术性质,因此水泥细度是否达到规范要求,对工程具有重要实用意义。
硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面积表示,不小于300m2/kg;矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示,80μm方孔筛上筛余不大于10%或45μm方孔筛上筛余不大于30%。
10.2.2.1 筛析法
(1)主要仪器设备。
1)负压筛析仪:由筛座、负压筛、负压源及吸尘器组成。
2)天平:最小分度值不大于0.01g。
(2)试验步骤。
1)筛析试验前,将负压筛放在筛座上,盖上筛盖,接通电源,检查控制系统,调节负压至4000~6000Pa范围内。
2)称取试样(80μm筛析试验称取试样25g,45μm筛析试验称取试样10g),精确至0.01g,置于洁净的负压筛中,盖上筛盖,放在筛座上,开动筛析仪连续筛析2min (筛析期间如有试样附着在筛盖上,可轻轻地敲击筛盖,使试样落下)。
3)筛毕,用天平称量筛余物,精确至0.01g。
(3)试验结果处理。
1)水泥试样筛余百分数F 按式(10.1)计算
式中,F 为水泥试样筛余百分数;R1为水泥筛余物的质量,g;W 为水泥试样的质量,g。
2)以两次筛余平均值作为筛析结果,精确至0.1%。若两次筛余结果绝对误差大于0.5%时 (筛余值大于5.0%时可以放宽至1.0%),应重做一次试验,取两次相近结果的算术平均值作为试验结果。
3)最终试验结果应乘以试验筛修正系数[1]修正计算结果。
10.2.2.2 比表面积试验 (勃氏法)
水泥比表面积是指单位质量的水泥粉末所具有的表面积,以m2/kg来表示。其基本原理是根据一定量的空气通过具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时,所受阻力不同而引起流速的变化来测定水泥的比表面积。在一定空隙率的水泥层中,空隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数,同时也决定了通过料层的气流速度。
(1)主要仪器设备和实验室条件。
1)透气仪:应符合JC/T 956—2005的要求,图10.2为U形压力计示意图。
图10.2 比表面积U形压力计示意图 (单位:mm)
2)烘箱:控制温度灵敏度±1℃。(www.xing528.com)
3)分析天平:分度值为0.001g。
4)秒表:精确至0.5s。
5)实验室条件:相对湿度不大于50%。
(2)实验步骤。
1)试验前应先按JC/T 956-2005进行仪器的校准。
2)按GB/T 208-1994测定水泥密度。
3)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,可用活塞油脂加以密封。
4)空隙率ε确定。P·I、P·II型水泥的空隙率采用0.500±0.005,其他水泥或粉料的空隙率选用0.530±0.005。当按上述空隙率不能将试样压至步骤6)规定的位置时,则允许改变空隙率。空隙率的调整以2000g砝码将试样压实至步骤6)规定的位置为准。
5)确定试样量。试样量m按式(10.8)计算
式中:m 为需要的试样量,g;ρ为试样密度,g/cm3;V 为试料层体积,cm3;ε为试料层空隙率。
6)试料层制备。将穿孔板放入透气圆筒的突缘上,用捣棒把一片滤纸放到穿孔板上,边缘放平并压紧。称取烘干试样量m,精确至0.001g,装入圆筒。轻敲圆筒边缘,使试料层表面平坦。再放入一片滤纸,用捣器均匀捣实试料直至捣器的支持环与圆筒顶边接触(捣实后的体积恰等于圆筒中试样层的体积),并旋转1~2圈,慢慢取出捣器。
穿孔板上的滤纸为φ12.7mm边缘光滑的圆形滤纸片。每次测定需用新的滤纸片。
7)透气试验。把装有试料层的透气圆筒下锥面涂一层活塞油脂,然后把它插入压力计顶端锥形磨口处,旋转1~2圈。要保证紧密连接不致漏气,并不振动所制备的试料层。
8)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。当压力计内液体凹月面下降到第一条刻度线时开始计时 (图10.2),当液体的凹月面下降到第二条刻度线时停止计时,记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需的时间。以秒记录,并记录下试验时的温度 (℃)。每次透气试验,应重新制备试料层。
(3)试验结果处理。
1)试验时的温度与校准温度之差≤3℃时,按式(10.9)计算
试验时的温度与校准温度之差>3℃时,则按式(10.10)计算
式中:S为被测样的比表面积,cm2/g;SS为标准样的比表面积,cm2/g;T 为被测样试验时压力计中液面降落测得的时间,s;TS为标准样试验时压力计中液面降落测得的时间,s;η为被测样试验温度下的空气黏度,μPa·s;ηS 为标准样试验温度下的空气黏度,μPa·s;ε为被测样试料层中的空隙率;εS 为标准样试料层中的空隙率;ρ为被测样的密度,g/cm3;ρS 为标准样的密度,g/cm3。
2)以两次测值的平均值作为试验结果,如两次试验结果相差2%以上时,应重新试验。计算结果保留至10cm2/g。
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