книги из ГПНТБ / Тимашев В.В. Технический анализ и контроль производства вяжущих материалов и асбестоцемента учеб. пособие

Определение удельной поверхности методом воздухопроницаемости

Удельной поверхностью материала называют поверх­ ность, отнесенную к единице его веса, выражают ее в см2 на 1 г. Удельная поверхность портландцемента и дру­ гих вяжущих веществ является одной из важнейших их характеристик, и значения ее необходимо устанавливать с достаточно высокой точностью.

Применительно к зернистым материалам предложен ряд методов. Наиболее широкое распространение полу­ чил способ определения удельной поверхности по воз­ духопроницаемости слоя уплотненного порошка, осуще­ ствляемый на приборах Т-3* и ПСХ-2. В этом сллучае оп­ ределяют гидравлическое сопротивление, которое оказы­ вает слой испытуемого материала определенной толщины проходящему через него потоку воздуха. Теоретически в этом случае измеряют лишь поверхность частиц, соот­ ветствующую их геометрической форме, т. е. удельная

этой «геометрической» поверхности, конечно, значитель­ но меньше фактической открытой поверхности частиц, поскольку метод воздухопроницаемости не позволяет оп­ ределить поверхность пор и трещин. Определить практи­ чески истинную поверхность частиц можно только мето­ дом низкотемпературной адсорбции азота.

с внутренним диаметром 25,2+0,1 мм и площадью попе­ речного сечения 5 см2 (рис. 12,а). Трубка оканчивается привинчивающимся к ней донышком. Примерно на полови­ не высоты гильзы выточены заплечики, на которые укла-

* Буквы в названии прибора обозначают фамилии его изобрета­ телей, а цифры—номер модели: Т —Товаров, П —прибор, С — С о - минский, X — Ходаков.

82

собой двухколенный стеклянный сосуд высотой 250 мм с диаметром трубок 5 мм. Одним коленом манометр при­ соединен к гильзе и к регулятору разрежения, а конец другого сообщается с атмосферой. Расширения на левом колене служат для измерения значений удельной по-

верхности порошков: верхнее расширение—для больших значений Sy j T j а нижнее — для меньших. Выше и ниже каждого из этих расширений имеются отметки, по кото­ рым определяют начало и конец проведения опыта. Кро­ ме того, на трубке имеются верхняя отметка, до которой с помощью разрежения поднимается уровень жидкости перед началом опыта, и нулевая отметка (по ней контро­ лируют постоянство общего объема жидкости в мано­ метре). Манометр от регулятора разрежения отключает кран 12. Расширение 15 на правом колене является про­ сто емкостью, в которую вода стекает в процессе опыта из баллонов 13 и 14.

Назначение гидравлического регулятора разрежения (рис. 12, г)—обеспечивать плавный и точный подъем жид­ кости в левом колене манометра-аспиратора до уровня верхней отметки. Он состоит из стеклянной трубки, за­ паянной с обеих сторон, но сообщающейся через трой­ ник и с грушей, и с манометром. По центру этой трубки проходит тонкая стеклянная трубка, открытая с обоих

84

концов. Стеклянный сосуд 19 наполнен насыщен­ ным водным раствором NaCl до такого уровня, который своим сопротивлением продвижению пузырьков воздуха, поступающего по трубке 20 при создании разрежения, как раз и обеспечивает требуемую высоту подъема воды в манометре.

Ход работы. Перед непосредственным определением удельной поверхности цемента нужно провести подгото­ вительную работу, заключающуюся в определении не­ обходимой величины навески материала и проверке гер­

также следующие значения плотности: для пуццоланового портландцемента—2,93 и для шлакопортландцемента — 3,00—3,04 г/см3.

Коэффициент пористости слоя цемента ( т ) , пред­ ставляющий собой отношение объема пустот в слое к об­ щему его объему, колеблется обычно в пределах 0,45— 0,50. Чтобы обеспечить единообразие испытаний, реко­ мендуется принимать его значение при испытании портландцементов без добавок равным 0,48+0,01.

При испытании цементов с добавками (пуццолановых, шлаковых и т. п.), а также разных других вяжущих материалов величину навески следует подбирать опыт­ ным путем. При этом, последовательно меняя величину навески (Р), нужно достичь такого положения, когда при прессовании плунжером в гильзе образуется плот­ ный слой материала требуемого объема (V). Коэффици­ ент пористости (т) слоя для каждого из этих материа­ лов рассчитывают по формуле (66)

33

Для проверки герметичности прибора присоединяют к нему гильзу и плотно закрывают ее резиновой пробкой. Создают с помощью груши в системе рабочее разреже­ ние, доводя уровень воды в левом колене манометрааспиратора до верхней отметки. Закрывают кран 4 (см. рис. 11). При полной герметичности прибора уро­ вень воды в манометре не будет изменяться. Если при­ бор не герметичен, то необходимо найти место присоса воздуха и устранить дефект.

Испытуемый цемент предварительно просеивают че­ рез сито 09. Отвешивают на технических весах на­ веску в 25 г и помещают ее в фарфоровой чашке на 2 ч в сушильный шкаф для высушивания. Температура сушки 105—110° С. Высушенный цемент охлаждают в эксикато­ ре до комнатной температуры. Затем берут с точностью до 0,01 г рабочую навеску высушенного цемента, вычис­ ленную по формуле (62). В гильзу помещают перфори­ рованный диск, отверстия которого тщательно прочище­ ны. На диск кладут кружок фильтровальной бумаги ма­ лой или средней плотности, на который высыпают навес­ ку цемента. Слегка постукивая по корпусу гильзы, вы­ равнивают поверхность слоя засыпанного цемента. На верхний его слой накладывают второй кружок фильтро­ вальной бумаги, вставляют плунжер и, нажимая на него рукой, прессуют порошок до тех пор, пока упорное коль­ цо плунжера не соприкоснется с верхним краем гильзы. После этого плунжер извлекают из гильзы.

Гильзу с уплотненным слоем цемента подключают ре­ зиновой трубкой к манометру-аспиратору прибора и с помощью резиновой груши быстро создают в системе ра­ бочее разрежение. Кран между манометром и регулято­ ром разрежения при этом открыт. Подкрашенная вода в левом колене манометра поднимается до уровня верхней отметки и удерживается в этом положении, так как с по­ мощью груши непрерывно поддерживается разрежение в системе. Для измерения быстро закрывают кран, отклю­ чая манометр-аспиратор от регулятора разрежения, и жидкость в манометре под действием собственного веса

него потока воздуха. Когда уровень опускающейся жид­ кости в трубке манометра доходит до контрольной от­ метки, находящейся над верхним расширением, пускают в ход секундомер, а когда жидкость опустится до отмет-

86

Результаты испытания записываются в журнале по следующей форме:

Результаты измерения и расчеты

УД'

I —

89