根據一定量的空氣通過具有一定空隙率和固定厚度的水泥層時,所受阻力不同而引起流速的變化來測定水泥的比表面積。在一定空隙率的水泥層中,孔隙的大小和數量是顆粒尺寸的函數,同時也決定了通過料層的氣流速度。

02 術語與定義

2.1 水泥比表面積(specific area)

單位質量的水泥粉末所具有的總表面積,以平方厘米每克(cm²/g)或平方米每千克(m²/kg)來表示。

2.2 空隙率(arearatio)

試料層中顆粒間空隙的容積與試料層總的容積之比，以ε表示。

03 儀器設備及試驗條件

透氣儀：勃氏比表面積透氣儀，分手動和自動兩種,均應符合JC/T956的要求。

烘干箱：控制溫度靈敏度±1℃。

分析天平：分度值為 0.001g。

秒表：精確至0.5s。

水泥樣品：水泥樣品按 GB12573進行取樣,先通過0.9mm方孔篩,再在110℃±5℃下烘干1h,并在干燥器中冷卻至室溫。

基準材料：GSB14-1511或相同等級的標準物質。有爭議時以GSB14-1511為準。

壓力計液體：采用帶有顏色的蒸餾水或直接采用無色蒸餾水。

濾紙：采用符合GB/T1914的中速定量濾紙。

汞：分析純汞。

試驗室條件：相對濕度不大于 50%。

圖1 比表面積U型管壓力計示意圖

04 儀器校準

4.1儀器的校準采用GSB14-1511或相同等級的其他標準物質。有爭議時以前者為準。

4.2儀器校準按JC/T 956進行。

4.3校準周期：至少每年進行一次，儀器設備使用頻繁則應半年進行一次;儀器設備維修后也要重新標定。

05 操作步驟

5.1 測定水泥密度按GB/T208測定水泥密度。

5.2 漏氣檢查將透氣圓筒上口用橡皮塞塞緊,接到壓力計上。用抽氣裝置從壓力計一臂中抽出部分氣體,然后關閉閥門,觀察是否漏氣。如發現漏氣,可用活塞油脂加以密封。

5.3 空隙率(ε)的確定

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選用0.530±0.005;

當按上述空隙率不能將試樣壓至5.5規定的位置時,則允許改變空隙率;

空隙率的調整以2000g砝碼(5等碼)將試樣壓實至5.5規定的位置為準。

5.4 確定試樣量試樣量按下式計算：

m=ρV(1-ε)

式中：

m————需要的試樣量，單位為克(g);

ρ————試樣密度，單位為克每立方厘米(g/cm³);

V————試料層體積，按JC/T956測定,單位為立方厘米(cm³);

ε————試料層空隙率,參見附錄A。

5.5 試料層制備

(1) 將穿孔板放入透氣圓筒的突緣上,用搗棒把一片濾紙放到穿孔板上,邊緣放平并壓緊。稱取按5.4確定的試樣量,精確到0.001g,倒入圓筒。輕敲圓筒的邊,使水泥層表面平坦。再放入一片濾紙，用搗器均勻搗實試料直至搗器的支持環與圓筒頂邊接觸,并旋轉1~2圈,慢慢取出搗器。

(2) 穿孔板上的濾紙為直徑12.7mm邊緣光滑的圓形濾紙片。每次測定需用新的濾紙片。

5.6 透氣試驗

(1) 把裝有試料層的透氣圓筒下錐面涂一薄層活塞油脂,然后把它插入壓力計頂端錐型磨口處,旋轉1~2圈。要保證緊密連接不致漏氣,并不振動所制備的試料層。

(2) 打開微型電磁泵慢慢從壓力計一臂中抽出空氣,直到壓力計內液面上升到擴大部下端時關閉閥門。當壓力計內液體的凹月面下降到第一條刻線時開始計時(參見圖1),當液體的凹月面下降到第二條刻線時停止計時,記錄液面從第一條刻度線到第二條刻度線所需的時間。以秒記錄,并記錄下試驗時的溫度(℃)。每次透氣試驗，應重新制備試料層。

06 計算與結果處理

6.1 當被測試樣的密度、試料層中空隙率與標準樣品相同,試驗時的溫度與校準溫度之差≤3℃時,可按下式計算：

如試驗時的溫度與校準溫度之差>3℃時,則按下式計算:

式中：

S——被測試樣的比表面積,單位為平方厘米每克(cm²/g);

SS——標準樣品的比表面積,單位為平方厘米每克(cm²/g);

T——被測試樣試驗時,壓力計中液面降落測得的時間,單位為秒(s);

TS——標準樣品試驗時,壓力計中液面降落測得的時間,單位為秒(s);

?——被測試樣試驗溫度下的空氣粘度,單位為微帕·秒(µPa·s),參見附錄B;

?S——標準樣品試驗溫度下的空氣粘度,單位為微帕·秒(µPa·s)。

6.2 當被測試樣的試料層中空隙率與標準樣品試料層中空隙率不同,試驗時的溫度與校準溫度之差≤3℃時,可按下式計算：

如試驗時的溫度與校準溫度之差>3℃時,則按下式計算：

式中：

ε——被測試樣試料層空隙率;

εS——標準試樣試料層空隙率。

6.3 當被測試樣的密度和空隙率均與標準樣品不同,試驗時的溫度與校準溫度之差≤3℃時,可按下式計算：

如試驗時的溫度與校準溫度之差>3℃時,則按下式計算：

式中：

ρ——被測試樣的密度，單位為克每立方厘米(g/cm³);

ρS——標準試樣試料的密度，單位為克每立方厘米(g/cm³)。

6.4 結果處理

(1) 水泥比表面積應由二次透氣試驗結果的平均值確定。如二次試驗結果相差2%以上時,應重新試驗。計算結果保留至10cm²/g。

(2) 當同一水泥用手動勃氏透氣儀測定的結果與自動勃氏透氣儀測定的結果有爭議時,以手動勃氏透氣儀測定結果為準。