水泥比表面积测定方法评析_尹华杰

水泥比表面积测定方法评析

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姜小磊尹华杰，

（1．江西省交通工程质量监督站，江西南昌330008；2．江西省天驰高速科技发展有限公司，江西南昌330028）

结合试验摘要：通过分析影响试验数据的关键细节，原理推导试验计算公式，并总结水泥细度评判方法。关键词：水泥比表面积；关键细节；计算公式推导；评判方法

中图分类号：TU525

文献标识码：A

1

1．1

试验准备

仪器准备

主要仪器：（1）FBT－9型全自动比表面积仪一

套；（2）分析天平（分度值为0.001g）；（3）塑料漏斗；（4）口罩；（5）烘箱。其中塑料漏斗的作用是倾倒水银，防止水银散落，口罩的作用是防止试验人员吸入有毒的气态水银。1．2

试样准备

（1）标准粉符合GSB14－1511（A）要求，旧标准规定的CCQTC标准粉停止使用。（2）试样和标准粉全部通过0.9mm方孔筛，置于110±5℃烘箱中烘干1h，并在干燥器中冷却至室温。

试验仪器和试样准备过程中的关键细节会影响水泥比表面积测值（S），具体偏差见表1。

Interpretationoftestingmethod

forspecificsurfaceofcement

YINHua－jieJIANGXiao－lei

1

2

（1．TrafficEngineeringQualitySupervisionStationofJiangxiProvince，JiangxiNanchang330008China；2．JiangxiProvinceTianchiTechnol-ogyDevelopmentCo．，Ltd，JiangxiNanchang330028China）

Abstract：Throughanalyzingthekeydetailsofimpacttestdata，combiningwiththetestprinciplestodeducetestcalculationformula，thispapersummarizedtheevaluationmethodofcementfineness．

Keywords：specificarea；keydetails；formuladeriva-tion；evaluationmethod

表1

检测状态标准实测

试验准备中的细节偏差

2

测值（m/kg）

原因分析正常。标准粉有少量不均匀结块现象。被测试样不均匀，有少量大颗粒。

正常。

旧规范标准粉较新规范标准粉偏细。

[**************]

标准粉未通过0.9mm方孔筛被测试样未通过0.9mm方孔筛

GSB14－1511（A）标准粉

CCQTC标准粉

引言

水泥比表面积试验经历了三套试验方法，分别是GB8074－1987、GB8074－07修订版、GB/T8078－2008，08版的试验方法量化经过两次试验方法改进，了比表面积测定的操作过程，使试验结果更加稳定，测量过程更加规范

［1］

2试样层体积测定

试样层体积测定试样层体积测定用水银排代法，

。

但在实际试验过程中，一些注意细节可能会导致试验结果产生一定偏差，通过室内比对发现，对于同种水泥试样，不同试验员的试验结果偏差在6～70m2/kg之间。

中的细节偏差见表2。2．1

滤纸与水银的使用

将两片滤纸沿圆筒壁放入透气圆筒内，用直径略比透气圆筒小的细长棒将滤纸平整放于金属穿孔板上。装满水银，并用薄玻璃板轻压水银表面，一边压一边用小毛刷将边缘的水银扫去，保证水银面与圆筒口平齐无气泡，倾倒过程中可借助塑料小漏斗。2．2

调整水泥层的水泥试用量

制作坚实水泥层的目的是确定标准粉和被测水

收稿日期：2013—10—18

作者简介：尹华杰（1979—），工程师，研究男，江西吉安人，方向为公路工程质量监督与试验检测。

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山东交通科技

泥的体积，即只要将需要填充的部分填充满，且坚实即可。

通过增加或减少水泥用量，以2000g砝码将捣器压至支持环与圆筒顶边接触并旋转1～2圈，以保证料层达到一定厚度。2．3

测量精度

水银排代法的每个称量过程都要重复几次测定，规范规定测量结果差值小于0.05g。因规范中水银

3密度精确至0.01g/cm，为使计算精度一致，建议测

2013年第6期

末均匀落于透气圆筒内，并使透气筒内水泥表面处于平整状态。

粉体上下各放入一片滤纸，且使用过的滤纸要废弃，每次取用新滤纸。3．6

透气试验

（1）透气圆筒下锥面涂一薄层甘油，放入压力计顶端锥形磨口处，并旋转1～2圈，保证紧密连接不漏气；压力计内液面上升到扩大部下端后，取走捣器，以防操作过程中的振动使试样层发生体积改变。

（2）调节微型电磁泵的气流速度，使液面匀速上升至扩大部下端，记录液面从第一条刻度线到第二条刻度线所需时间和试验时的温度，每次透气试验需要重新制备试料层。3．7

试验取值

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，

2

计算结果保留到1m/kg。表3中因FBG－9型水泥

量结果差值小于0.01g。

表2检测状态标准实测

未用毛刷清扫透气筒外壁

水泥层不坚实精度精确至0．05g

试样层体积测定中的细节偏差

2

测值（m/kg）

原因分析正常。

试样层体积计算值偏大。试样层体积计算值偏小。计算精度引起的测值误差。

[1**********]5

3

3．13．2

测量过程

仪器检定

试验前确定仪器已检定且处于合格状态。准确测定水泥密度

严格按照T0503－2005的试验方法测定水泥密

比表面积测定器的温度计位于电机旁边并包裹在仪器内部，导致仪器显示的温度值与透气圆筒附近的实际温度不一致，当仪器温度示值与透气筒附近实测空气温度偏差大于3时，需要根据计算推导公式对试验结果重新验算，以验算值为准。

表3

检测状态标准实测水泥密度不准确压力计漏气倾倒标准粉不规范在透气圆筒放入压力计前取走捣器仪器温度示值在试验前后大于3

测量过程中的细节偏差

2

测值（m/kg）

度，若水泥密度测定不准确，则后续水泥比表面积检测的准确性也无从谈起。3．3

漏气性检查

仪器要在漏气检查后确认不漏气时再使用，检查方法为用橡胶塞塞紧压力机容桶接口，设定必要的参数后启动仪器，仪器自动停止后，仔细观察液面是否有降落，无降落为正常。3．4

输入标准粉和被测水泥参数

标准粉的参数在标准粉容器上有标示；被测水泥PⅡ的参数确定方法：－通过李氏瓶法测得；－PⅠ、型水泥空隙率采用0.500±0.005，其他水泥或粉料的

［4］空隙率选用0.530±0.005。

原因分析

正常

检测过程中的引用数据不准确。

导致压力计中液面降落时间偏小。

部分粉末粘于透气圆筒内壁，导致降落时间偏大。取走捣器后的轻微振动导致试样层部分松散。电机发热导致仪器温度示值过高。

[***********]

（1）确定参数

4

4．1

试验计算

水泥比表面积计算公式

水泥比表面积试验的工作原理是一定量的空气

（2）输入参数

在测量仪器参数K值和被测水泥的S值之前，需Ss和被测水泥的参数ρ、要将标准粉的参数ρs、εεs、输入水泥比表面积测定仪内。实际操作过程中，不少试验员会漏掉输入水泥参数这一步，导致试验结果不准确。3．5

向透气圆筒内倾倒标准粉和被测水泥

用固定质量的小纸片称取算得的标准粉（或被测水泥）质量，精确至0.001g，借助小漏斗将粉末倒入透气圆筒，边倾倒边用小勺轻敲透气圆筒外壁，使粉

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的流速变化。即通过已知空隙率、密度和比表面积的标准粉来推知未知的被测水泥比表面积，在通过试样的空气量相同时，通过对等公式来测得水泥的比表面积，可推导比表面积计算公式：

1－εS）εSS=………………（1）S1－ε）εSρSSρS

3

式中：ρ—被测试样的密度（g/cm）；ρS—标准样

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尹华杰，姜小磊：水泥比表面积测定方法评析

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品的密度（g/cm）；S—被测试样比表面积（cm/g）；

2［2］

面积表示，其比表面积不小于300m/kg。（2）矿

SS—标准样品比表面积（cm2/g）；ε—被测试样试料层中的空隙率；εS—标准样品试料层中的空隙率；ηS—标准样品试验温度下的空气粘度（μPa·s）；η—被测试样试验温度下的空气粘度（μPa·s）；T—压力计中液面降落测得的时间（s）。

4．2水泥比表面积自动测定仪（FBT－9）中的K和S值

FBT－9中的K为仪器参数值，表达公式：K=

SSρS（1－εS）SεS

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的细度以筛析法测得的筛余表示，其80μm方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛余不大于30%

［2］

。（3）道路硅酸盐水泥细度

2用比表面积表示，比表面积范围为300～450m/kg。

且凡比表面积、终凝时间、烧失量、干缩率和耐磨性的任一项不符合（GB13693－2005）规定或强度低于商品等级规定的指标时，均为不合格品

［3］

……………………………（2）

。

6结语

通过室内比对试验，对水泥比表面积测定试验的

水泥比表面积运行公式：

KS=……………………………（3）

（1－ε）Ρρ注意细节和计算过程做了阐述，并对试验细节给结果带来的影响进行了试验数据验证。结果可表明，当细节被忽略时，试验结果与真实值间将产生一定偏差；不同成分水泥细度表达方式和规范范围不同。

参考文献：

［1］陈萍，《水泥比表面积测定颜碧兰，宋立春．GB/T80742007年修订版的介绍［J］．水泥，2007（12）：方法（勃氏法）》29－31．

［2］GB175－2008，S］．通用硅酸盐水泥［［3］GB13693－2005，S］．道路硅酸盐水泥［

［4］GB/T8074－2008，水泥比表面积测定方法（勃氏法）［S］．

S］．［5］GB8074－87，水泥比表面积测定方法（勃氏法）［［6］JTGE30－2005，公路工程水泥及水泥混凝土试验规S］．程［

5

5．1

水泥细度判别

水泥细度概念

水泥比表面积试验是测定水泥细度的方法之一。

细度大小反映了水泥颗粒粗细程度或水泥的分散程度，它对水泥的水化速度、需水量、和易性、放热速率和强度的形成都有一定的影响。

水泥细度越大，水泥与水发生反应的比表面积越大，水泥水化反应和凝结时间越快，早期强度越高，因此水泥颗粒达到较高的细度是确保水泥品质的基本要求。但随着水泥细度的提高，需水量随之增加，水泥水化过程中产生的收缩变形明显加大，不易长期保存，并且提高水泥细度必定加大粉末的投入，增加成本，因此水泥细度要控制在合理范围内。5．2

水泥细度的相关试验与参数取值

（1）硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥的细度以比表

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