水泥比表面积试验

表面积测定方法(勃氏法)主讲：丁来彬密度

1、液体排代法2、气体排代法

水泥密度表示水泥单位体积的质量，以g/cm3表示。硅酸盐水泥的密度，主要决定于熟料矿物组成、熟料的煅烧程度、水泥储存条件及时间。熟料中的主要矿物的密度见下表矿物：C3SC2SC3AC4AFｆCａO密度：3.253.283.043.773.34熟料的煅烧程度对密度也有影响。储存条件和时间，将会不同程度地降低水泥的密度，这是由于水泥中的游离CａO吸收了空气中的水分和CO2生成了密度较小的Ca(OH)2（密度2.23）和CaCO3（密度2.71），同时熟料矿物水化生成的水化物密度也较熟料矿物低。密度的测定方法（液体排代法）一、测定原理将水泥倒入装有一定液体介质的李氏瓶内，并使液体介质充分的浸润水泥颗粒，根据阿基米德定律，水泥的体积等于他所排开的液体体积，从而可得出水泥体积。液体介质采用无水煤油。二、仪器1.李氏瓶容积为250ml，瓶颈由0至24ml自下而上的容积刻度读数，且0～1ml和18～24ml应以0.1ml刻度。其容量误差应不大于0.05ml。李氏瓶是用抗化学侵蚀性强和热阻小的玻璃制成，并由足够的厚度以确保良好的耐裂性。2.无水煤油要符合GB253的要求，也可以用普通煤油用生石灰处理得到3.恒温水槽温度控制误差≤±0.2℃。三、测定步骤1、将无水煤油注入到李氏瓶中使液面至0到1ml刻度线，（以弯月面下部为准），盖上瓶塞放入恒温水槽内，使刻度部分浸入水中，恒温30min，记下初始读数。2、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。3、试验前应将预先通过0.90mm方孔筛的水泥试样，放在110±5℃温度下干燥一小时，并在干燥器内冷却至室温备用。4、称取该水泥试样60g，准确至0.01g。用小匙将水泥样品一点点的装入处理过的李氏瓶中，装毕反复摇动（亦可用超声波震动），直至没有或很少有气泡排出为止，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温半小时后读取第二次液面读数。5、李氏瓶第一次和第二次恒温时，恒温水槽的温度差应不大于0.2℃。四、结果计算1、水泥体积应为第二次读数减去第一次读数，即为水泥所排开的无水煤油的体积（ml）。2、水泥密度ρ按下式计算：

水泥密度ρ(g/cm3)=水泥试样质量(g)/排开体积(ml)结果计算到0.01g/cm3。试验结果取两次结果的算术平均值，但两次结果之差不得超过0.02g/cm3。注意事项1.水泥在装入李氏瓶以前的温度，应尽可能和瓶内的液体温度相一致。2.水泥装入李氏瓶时，须仔细防止水泥粘附在无液体部分的瓶壁上或溅出瓶外。3.排气泡时不要使液体溅出瓶外，也不要使水泥粘附在液面上部的瓶壁上。4.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理性检验的标准温度，较其他温度容易达到。水泥比表面积测定方法勃氏法定义：单位质量的水泥粉末所具有的总表面积，以平方厘米每克（cm2/g）或平方米每千克（m2/kg）表示

透气法的基本原理

透气法测定比表面积，是根据一定量的空气通过具有一定空隙率和规定厚度的试料层时，所受到的阻力不同而引起流速的变化来测定试料比表面积。粉料越细、比表面积越大、空气透过时的阻力越大，则一定量空气透过同样厚度的试料层所需的时间就越长，反之时间越短。在一定空隙的水泥层中，空隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数，同时也决定了通过试料层的气流速度。流体在颗粒与颗粒之间的流动可以看做在无数“假象”的毛细管中流动，如图7-3-1颗粒越小，颗粒与颗粒间的空隙也越小，在一定空隙中的粉末层体积中的毛细管孔道数就越多。毛细管孔道直径越细，气体在管道内通过的阻力越大，即气体在物料层中流动就越慢。因此可假定气体在孔道内的流动为粘性流动。1、仪器构造：勃氏透气仪的外形及结构示意图见右图。

勃氏透气仪有透气圆筒、捣器、U型压力计的抽气泵三部分组成。透气圆筒内径12.7mm穿孔板上均匀分布35个孔径1mm的小孔，捣器深入圆筒的距离应保证试料层厚度为15mm、透气圆筒与U型压力计是通过磨口直接连接。勃氏透气仪测定比表面积2.仪器常数的标定2.1试料层体积的测定：用水银排代法测定试料层体积。根据在圆筒内装试料之前和装试料之后的水银排开的质量，再除以试验温度下的水银的密度，即为试料层体积V（cm3），计算式：V=(P1-P2)/ρ水银式中：V—透气圆筒的试料层体积。（cm3）P1—未装试料是充满圆筒的水银重量，（g）P2—装试料后，充满圆筒的水银重量，（g）ρ水银—在试验温度下水银密度（g/cm3）2.2漏气检查先用橡皮塞将圆筒上口塞紧，然后用抽气泵抽气，使U形压力计上液面上升一定高度，关闭连接抽气泵的活塞，2～3min内液面不下降，说明该仪器无漏气现象。2.3标准时间的测定采用比表面积和密度已知的标准物质来测定透气仪的标准时间，标准物质在使用前应与仪器温度一致，并确保其无结团、块状。测定标准时间时，应称三遍物料，每一遍物料在被标定仪器上测两次时间（同一物料所测时间应不超过0.5s），三遍料的平均时间相差应不超过1s。取三次结果的平均值作为标准时间。新标准

GB/T8074—2008

水泥比表面积测定方法(勃氏法)1标准修订的目的和意义

GB／T8074—1987《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》实施已有20年了，许多水泥厂生产的水泥和以前相比要细很多，在测定过程中有时会出现捣器压不到底的现象，改变空隙率又不知道改变多少比较合适。因此国家标准化管理委员会提出进行修订。现将标准修订情况介绍如下。标准修订的主要内容

1.增加了自动比表面积测定仪在此次方法标准修订版中，对仪器设备的描述分手动和自动两种。以手动Blaine透气仪为基准法，自动Blaine透气仪为代用法。如果有争议时，以手动Blaine透气仪测定的结果为准。并规定自动Blaine透气仪必须要按Blaine透气法原理设计，相关结构和尺寸应符合JC／T956《勃氏透气仪》标准中的要求求。在正式投产之前要进行型式检验，并能够通过基准法或质量评定法的测试。2.进一步明确了Blaine透气仪测量范围Blaine透气仪测定的范围是2000-6000cm2/g，超过此范围的样品所测得的结果只能作为参考。目前许多超范围的比表面积值也在用Blaine透气仪测定导致测量不准确。3.增加了GB12573《取样方法》,GB／T208《水泥密度试验方法》和GB／T1914《化学分析滤纸》标准的规定

水泥样品要具有一定的代表性，比表面积的试验也不例外。因为比表面积试验样品只需要几克，因此，从取样至试验前应保持基本不变，所以在此次标准修订中增加了具体取样方法按GB12573《取样方法》要求做。水泥比表面积测定的准确与否与其密度紧密相关，水泥密度的测定要统一按GB／T208(水泥密度试验方法》标准操作也是基本要求之一。还有一点值得注意的是：在GB／T8074-1987实施期间，仍有一部分仪器生产厂和用户所选用的滤纸不符合标准要求。选用滤纸一定要符合GB／T1914(化学分析滤纸》标准的规定，并且要统一选用中速定量滤纸，或选用φ12.7mm勃氏透气仪专用滤纸。4.改变空隙率时规定用2000g的砝码来压实捣器

在此次标准修订过程中为了更好地统一压实的力量，分别做了1000g、2000g、3000g和4000g砝码不同力的压实对比研究试验。通过对比，最终选择了2000g砝码来压实捣器。这样使水泥比表面积方法标准在操作过程中实行量化，使测定更加规范化。5.进行了0.50以外空隙率的研究

在GB／T8074(水泥比表面积测定方法(勃氏法)》的标准和ASTMC204《用透气仪测定波特兰水泥细度标准试验方法》的标准中都有一个规定，就是当选用0.50空隙率不适合时应该首选0.53的空隙率。个别水泥用0.53空隙率仍不合适时，再根据标准中的具体操作方法进行选择在大家的印象中，可能会以为选用不同的空隙率做比表面积试验时，其结果会有很大的差别。从表3可以看出，用0.50和0.53的空隙率测定水泥的比表面积数值相差的不是很多。重要的是当水泥在磨细以后再用0.50的空隙率来测定比表面积时，捣器接触到圆筒边缘有一定的困难(捣器压不到底)。其圆筒内部并没有达到0.50空隙率的要求。改用0.53或合适的空隙率就解决了试样压不到底的问题，数据也会更准确些。所以在这次标准修订时规定：除了P·I、P·II型水泥空隙率依然用0.50外，其他品种水泥都选用0.53的空隙率来测定水泥的比表面积值。熟料！Blaine透气仪常数的标定主要是采用GSB14—1511《水泥细度和比表面积标准样品》进行，一般情况下是一年一次，仪器设备使用频繁则半年进行一次，当仪器设备进行过维修也要重新标定。具体操作方法可参阅GB／T8074《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》第六条中相关的规定。GB/T8074-2008一、范围本标准适用于测定水泥的比表面积即适合采用本标准方法的、比表面积在2000cm2/g到6000cm2/g范围内的其他各种粉状物料，不适用于测定多孔材料及超细粉状物料

代替GB/T8074-1987

2008年8月1号开始实施二、试验设备及条件1.透气仪：本方法采用的勃氏透气仪，分手动和自动两种，均应符合JC/T956的要求。2.烘干箱：控制温度灵敏度±1℃。3.分析天平：分度值为0.001g4.秒表：精确至0.5s。5.水泥样品先通过0.9mm方孔筛，再在110℃±5℃下烘干1h，并在干燥器中冷却至室温。6.基准材料：GSB14-1511或相同等级的标准物质。有争议时以GSB14-1511为准。7.压力计液体：采用带颜色蒸馏水或直接采用无色蒸馏水。8.滤纸：采用符合GB/T1914的中速定量滤纸。9.实验室条件：相对湿度不大于50%。三、仪器校准1.仪器校准采用GSB14-1511或相同等级的其他标准物质，有争议时以前者为准。2.仪器校准按JC/T956进行。3.校准周期：至少每年进行校准一次。仪器设备使用频繁则应半年进行一次，仪器设备维修后也要重新标定。四、操作步骤1.测定水泥密度2.漏气检查3.空隙率（ε）的确定PⅠ、PⅡ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支持环与圆筒顶边接触时，允许改变空隙率。空隙率调整以2000g砝码将试样压实至捣器的支持环与圆筒顶边接触，不留缝隙为止。4.确定试样量试样量按式（1）计算：m=ρv（1-ε）…………（1）式中：m—需要的试样量，（g）ρ—试样密度，（g/cm3）v—试料层体积，（cm3）ε—试料层的空隙率。五、试料层的制备1.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。称取已计算确定的试样量，精确到0.001g，倒入圆筒。轻敲圆筒的边，使水泥平坦。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，并旋转1～2圈，慢慢取出捣器。2.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。六、透气试验1.把装有试料层的透气圆筒下锥面涂一薄层油脂，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。2.打开微型电磁泵慢慢从压力计一端抽出气体，直到压力计内液面上升到扩大部分下端时关闭阀门。当压力计内液体的凹月面下降到第一刻线是开始计时（参见图1），当液体的凹月面下降到第二条刻线时停止计时，记录液面从第一刻线到第二刻线所需的时间。以秒记录。八、计算1.当被测试样的密度、试料层中空隙率与标准样品相同，试验时的温度与校准温度之差≤3℃时，可按下式计算当试验温度与校准温度之差＞3℃时，则按下式计算

2.当被测试样的试料层中空隙率与标准样品试料层中空隙率不同，试验时的温度与校准温度之差≤3