水泥细度的测定-筛析法

水泥细度检验筛析法,实验目的掌握水泥细度对水泥性能的影响；了解测定水泥细度的目的和意义；熟悉水泥细度测定的方法。,水泥一般是由几m到几十m的大小不同的颗粒组成，它的粗细程度（颗粒大小）称为水泥细度，也即水泥的分散度，是水泥厂用来作日常检查和控制水泥质量的重要参数。水泥细度与水泥性能的关系,想一想?,2.细度,定义:细度是指水泥粉体的粗细程度。测量方法:筛分析法以80m方孔筛的筛余量表示；比表面积法以1kg水泥颗粒所具有的总表面积来表示。国标要求:硅酸盐水泥的比表面积应大于300m2/kg。普通水泥80m方孔筛的筛余量不得超过10.0%。,细度不符合要求的水泥为不合格品！,问题：为什么需要规定水泥的细度？,水泥颗粒细度影响水化活性和凝结硬化速度，水泥颗粒太粗，水化活性越低，不利于凝结硬化；虽然水泥越细，凝结硬化越快，早期强度会越高，但是水化放热速度也快，水泥收缩也越大，对水泥石性能不利；水泥越细，生产能耗越高，成本增加；水泥越细，对水泥的储存也不利，容易受潮结块，反而降低强度。,水泥细度的检验方法(1)筛析法：用筛余百分数表示细度高低负压筛法水筛法干筛法筛孔的大小习惯上用“目”表示，其含义是每英(25.4mm)长度上筛孔的数目，也有用lcm长度上的孔数或1cm2筛面上的孔数表示的，还有的直接用筛孔的尺寸来表示。水泥细度检验，负压筛法、水筛法和手工筛法三种都可以。优先采用负压筛析仪，其次是水筛，再次是干筛法。当负压筛法与水筛法或手工干筛法测定的结果发生争议时，以负压筛法为准；水筛法与干筛法的结果发生争议时，以水筛法为准。(2)比表面积specificsurfacearea法(3)测定颗粒平均直径与颗粒组成particlesizecomposition方法,一、负压筛法negativepressuresieve,1)天平：最大称量为100g，分度值不大于0.05g。2)负压筛析仪：由筛座、负压筛、负压源及收尘器组成。其中筛座由转速为30r/min2rmin的喷气嘴、负压表、控制板、微电机及壳体等构成(见图1-1)。筛析仪负压可调范围为40006000Pa。喷气嘴上口平面与筛网之间距离为28mm；负压源和收尘器由功率600W的工业收尘器和小型旋风收尘筒组成或用其他具有相当功能的设备组成。3)筛子：采用方孔边长0.08mm的铜丝网筛布，筛框上口直径为150mm，下口直径为142mm，高25mm。,（一）仪器设备,（二）操作步骤,称取试样25g，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。在此期间如有试样附在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。筛毕，用天平称量筛余物，计算筛余百分数。,（三）注意事项,1)筛析试验前，应把负压筛放在筛座上，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)负压筛析工作时，应保持水平，避免外界振动和冲击。3)试验前要检查被测样品，不得受潮、结块或混有其他杂质。4)每做完一次筛析试验，应用毛刷清理一次筛网，其方法是用毛刷在试验筛的正、反两面刷几下，清理筛余物，但每个试验后在试验筛的正反面刷的次数应相同，否则会大大影响筛析结果。5)如果连续使用时间过长时(一般超过30个样品时)，应检查负压值是否正常，如不正常，可将吸尘器卸下，打开吸尘器将筒内灰尘和过滤布袋上附着的灰尘等清理干净，使负压恢复正常。,二、水筛法,1)天平：最大称量为100g，分度值不大于0.05g2)筛子：采用方孔边长0.08mm的铜丝网筛布，筛框有效直径125mm，高80mm。3)筛座：用于支承筛子，并能带动筛子转动，转速为50r/min。4)喷头：直径55mm，面上均匀分布90个孔，孔径0.5-0.7mm。安装高度：喷头底面和筛网之间距离为35-75mm。,（一）仪器设备,（二）操作步骤,称取试样50g，置于洁净的水筛中，立即用淡水冲洗至大部分细粉通过后(冲洗时要将筛子倾斜摆动，既要避免放水过大，将水泥溅出筛外，又要防止水泥铺满筛网，使水通不过筛子)放在水筛架上，用水压为0.05MPa0.02MPa的喷头连续冲洗3min。筛毕，用少量水把筛余物冲到蒸发皿(或烘样盘)中，等水泥颗粒全部沉淀后，小心倒出清水，烘干，并用天平称量筛余物，然后计算出筛余百分数。,（三）注意事项,水泥样品应充分拌匀，通过0.9mm方孔筛,记录筛余物情况，要防止过筛时混进其他水泥冲洗压力必须保证0.05MPa0.02MPa，否则会使结果不准。冲洗时试样在筛子内分布要均匀。水筛筛子应保持洁净，定期检查校正。要防止喷头孔眼堵塞。,三、手工干筛法,(1)天平：最大称量为100g，分度值不大于0.05g。(2)筛子：采用方孔边长0.08mm的铜丝网筛布。筛框有效直径150mm，高50mm。筛布应紧绷在筛框上，接缝必须严密，并附有筛盖。,（一）仪器设备,筛子sieve,称取试样50g，倒入筛内。用一只手执筛往复摇动，另一只手轻轻拍打，拍打速度每分钟约120次，每40次向同一方向转动60o。，使试样均匀分布在筛网上，直至每分钟通过试样量不超过0.05g为止。称量筛余物，计算出筛余百分数。,（二）操作步骤,（三）注意事项,(1)水泥样品应充分均匀，通过0.9mm方孔筛，记录筛余物情况，要防止过筛时混进其他水泥。(2)干筛时，要注意使水泥样品均匀地分布在筛布上。(3)筛子必须经常保持干燥、洁净，定期检查、校正。,四、筛析试验结果的计算,水泥试样筛余百分数按下式计算：F(Rs/W)100式中F水泥试样筛余百分数()；Rs水泥试样筛余重量(g)；W水泥试样质量(g)。结果计算至0.1。为了使试验结果具有可比性，可采用试验筛修正系数方法修正计算结果。修正系数的测定须按标准规定的方法进行。,一、材料的密度、表观密度与堆积密度,(一）、密度:,1、概念：,密度是指材料在绝对密实状态下，单位体积的质量。,2、计算公式：,式中：m材料在绝干状态下的质量(g)V材料在绝对密实状态下的体积（cm3）材料的密度（精确到0.01g/cm3）,第六节水泥密度density的测定,密度的单位，试验室用gcm3，工程计算多用kgm3或tm3。,材料在自然状态下的体积,V材料的固相体积，也就是材料在绝对密实状态下的体积。Va材料的近似体积Va=V+VKV0材料在自然状态下的体积。V0=V+VK+VB,（二）、表观密度（俗称容重）,1、概念:,指材料在自然状态下，单位体积的质量。,2、计算公式：,式中：m材料在绝干状态下的质量(g、kg)V0材料在自然状态下的体积（cm3、m3）o材料的表观密度（精确到0.01g/cm3、10kg/m3）,（三）、堆积密度（松散容重）,1、概念：,指粉状或粒状材料，在堆积状态下，单位体积的质量。,2、计算公式：,式中：m材料在绝干状态下的质量(kg)（可为含水状态）V0材料的堆积体积（m3）o材料的堆积密度（精确到10kg/m3）V0=V+VB+VK+VJ,材料在堆积状态下的体积,V材料的固相体积，也就是材料在绝对密实状态下的体积。V0材料在自然状态下的体积。V0=V+VK+VBV0-材料在堆积状态下的体积。V0=V+VK+VB+VJ=VO+VJ,所谓绝对密实状态下的体积，是指材料内部完全没有孔隙的体积。如钢铁，玻璃等，其绝对密实状态下的体积可依外形尺寸计算而得。建筑工程中使用的材料，大部分本身结构都含有或多或少的孔隙，如将材料磨成细粉，可以认为细粉中不再含有孔隙，然后用密度瓶测定其绝对密实状态下的体积。对于比较密实的材料，如砂子、碎石等，可不必磨成细粉，用阿基米德原理排水法求其绝对密实状态下体积的近似值。,水泥密度density的测定,思考：水泥密度怎么测？,几种密度的特点：相同点：指单位体积质量。（质量/体积）区别：测试方法不同，获得体积大小不同体积的测试方法：绝对密实体积-李氏比重瓶法(粉末)表观体积（实体闭口开口）-规则试件：计算法；不规则试件：涂蜡排水法堆积体积(实体闭口开口间隙)-容积升法,水泥密度的测定原理,水泥密度表示水泥单位体积的质量，单位是kg/m3或g/cm3。密度测定方法有液体排代法和气体排代法。本实验介绍液体排代法。其原理是：将水泥倒人装有一定量液体介质的李氏瓶内，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的液体体积，从而算出水泥单位体积的质量即为密度，为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。,仪器,1李氏比重瓶pycnometric李氏比重瓶(见图)。李氏比重瓶容积为220250cm3，带有长1820cm、直径约1cm的细颈，下面有鼓形扩大颈，颈部有体积刻度，颈部为喇叭形漏斗并有玻璃磨口塞。（见书上26页图）,李氏比重瓶,烘箱oven,2)烘箱。3)天平balance(精确至0.01g)。4)恒温水槽或其他保持恒温的盛水玻璃容器，恒温容器温度应能维持在0.5C的变化范围之内。,测定步骤,1)将水泥试样在110土5烘箱中烘干1h，取出置于干燥器中冷却至室温。2)将无水煤油注入李氏瓶中至01ml刻度线后(以弯月面下部为准)，盖上瓶塞放人恒温水槽内，使刻度部分浸入水中(水温应控制在李氏瓶刻度时的温度)，恒温30min，记下初始(第一次)读数V1。3)从恒温水槽中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。4)称取水泥60g，准确至0.01g。用小匙装入比重瓶中。反复摇动(亦可用超声波震动)，至没有气泡排出为止，再次将李氏瓶置于恒温水槽中，恒温30min，记下第二次读数V2。,5)计算公式P/(V2-V1)水泥密度（g/cm3)P装入比重瓶水泥重量(g)；V1装入水泥试样前比重瓶内液面第一次读数(ml)；V1装入水泥试样后比重瓶内液面第二次读数(ml).6)结果计算到小数第三位，且取整数到0.01gcm3，试验结果取两次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02gcm3。,（5）注意事项,1)比重瓶两次恒温的温度必须一致。2)水泥必须仔细地装入比重瓶中，防止水泥粘附在上部的细颈壁上或溅出瓶外；装样时可用细铁丝捅捣，以免阻塞瓶颈。3)摇动比重瓶时，不要使煤油溅出瓶外，也不要使水泥粘附在上部的细颈壁上；4)排除比重瓶内水泥颗粒之间的空气，是一个重要的操作环节，必须将气泡排除干净，否则会影响试验结果的准确性。5)恒温水槽的温度一般应控制在20，因为李氏瓶的容积刻度是以这个温度为基准的，同时这一温度也是水泥物性检验的标准温度，较其他温度容易达到。,第七节水泥比表面积specificsurfacearea的测定,水泥细度除筛余法外，常用的另一种表示方法就是-比表面积法。即单位质量的水泥粉末所具有的总表面积称为水泥比表面积，用m2kg表示。比表面积测定仪器有美国勃莱思式的勃氏透气仪、前苏联的托瓦洛夫式的T3型透气仪、美国费歇尔式的平均粒度仪及美国李及诺斯式的透气仪等。我国国家标准规定用前两种方法，即GB807487水泥比表面积测定方法(勃氏法)和GB20763水泥比表面积测定方法，两种方法并列执行，有争议时以勃氏法为准。本实验介绍勃氏法。,一实验原理,水泥比表面积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的。在一定空隙率的水泥层中，孔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。水泥颗粒越粗，空气透过固定厚度的水泥层所受阻力越小，所需时间越短，因而测得的比表面积也越小；反之，颗粒越细，所测得的比表面积也越大。,二仪器,1.勃氏透气仪Blaineairpermeabilitymethod右图为勃氏(B1aine)透气仪。它由透气圆筒、压力计、抽气装置等三部分组成。透气圆筒内径为12.7mm0.05mm，由不锈钢制成。圆筒内表面的光洁度为6，圆筒的上口边应与圆筒主轴垂直，圆筒下部锥度应与压力计上玻璃磨口锥度一致，二者应严密连接。在圆筒内壁，距离圆筒上口边55mm10mm处有一突出的宽度为0.5lmm的边缘，以放置金属穿孔板。,2穿孔板,穿孔板由不锈钢或其他不受腐蚀的金属材料制成。穿孔板厚度为0.9mm0.1mm，在其面上等距离地分布35个直径mm的小孔，穿孔板应与圆筒内壁密合。穿孔板两个平面应平行。,3捣器,捣器用不锈钢制成。插入圆筒时，其间隙不大于0.1mm。捣器的底面应与主轴垂直，侧面有一个扁平槽，宽度3.0mm0.3mm。捣器的顶部有一个支持环，当捣器放人圆筒时，支持环与圆筒上口边接触，这时捣器底面与穿孔圆板之间的距离为15.0mm0.5mm。,4其他材料与仪器,U形压力计是由外径为9mm、具有标准厚度的玻璃管制成。压力计一个臂的顶端有一锥形磨口与透气圆筒紧密连接，在连接透气圆筒的压力计臂上刻有环形线。从压力计底部在往上280300mm处有一个出口管，管上装有一个阀门，连接抽气装置。抽气装置用小型电磁泵，电磁泵工作电压为220V，频率为50Hz，功率45W。也可用抽气球。,滤纸采用符合国家标准的中速定量滤纸。分析天平分度值为1mg。计时秒表精确读到0.5s：烘干箱压力计液体采用带有颜色的蒸馏水。基准材料采用中国水泥质量监督检验中心制备的标准试样。,三仪器校正,1.校准物料：使用比表面积接近280-400m2/kg的标准物料对实验仪器进行校正，使用前应与室温保持一致。2.粉料层体积的测定：用水银排代法。（1）将两片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒内，用一细长棒按下，直到滤纸平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无气泡或空洞存在。倒出水银称量，精确至0.05g，重复测定几次，到数值基本不变为止，记录水银质量m1。（2）从圆筒中取出一片滤纸，装入适量的试样，再把取出的滤纸盖在上面，用捣棒压实试样层，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，倒出水银称量，重复几次测定，直到水银称量差值小于50mg为止,记录水银质量m2。,（3）试样层占有体积按下式计算：V=(m1-m2)/水银式中V试样层体积(cm3)；V应精确至0.005cm3；m1末装试样时充满圆筒的水银重量(g)；m2装试样后充满圆筒的水银重量(g)；水银试验温度下水银的密度(gcm3)。,3.漏气检查其方法是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。,四测定步骤,1.试样质量：W=V(1-)式中W试样质量（g)；试样密度(g/cm3)；V试样层体积（cm3)；试样层空隙率（一般采用0.5000.005）。2.试