CN102768167B

CN102768167B - 一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置

Info

Publication number: CN102768167B
Application number: CN201110115790.4A
Authority: CN
Inventors: 杨钱荣; 杨全兵; 朱蓓蓉; 张树青
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2031-05-05
Also published as: CN102768167A

Abstract

本发明涉及一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置，将水泥试样装入的量筒内，在真空状态下，检测水泥试样的体积，再滴加水进量筒，等液面稳定后，量取水泥浆体体积及水泥浆体与水的总体积，根据量筒的重量、含水泥试样的量筒的重量、含水泥和水的量筒的总重量、水泥浆体体积、水泥浆体与水的总体积计算得到水泥浆体堆积密度及孔隙率，该装置包括真空装置、量筒及医用输液管。与现有技术相比，本发明可有效地被用于测试不同品种水泥浆体的堆积密度及孔隙率，通过本方法可得到较理想的复合水泥的配伍组成，降低水泥生产过程中的能源消耗并可提高粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉等工业废弃物的利用率。

Description

一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置

技术领域

本发明涉及属于建筑材料技术领域，尤其是涉及一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法及装置。

背景技术

在水泥性能中，强度增长是最为重要的技术性能，影响这一性能的因素除水泥熟料的化学成分、矿物组成和水泥的硫酸盐最佳化外，熟料及混合材料的细度、颗粒形貌、颗粒分布和水化程度便是主要影响因素。为进一步改善水泥强度性能，同时达到节能减排目的，一个比较现实和有效的途径便是在调整水泥熟料及混合材的颗粒级配上下功夫。

水泥的强度与孔隙率有着密切的关系，而孔隙率取决于水泥颗粒的堆积密度以及水泥的水化程度。可以说，水泥的强度最终体现在水泥颗粒的颗粒级配和水泥的水化程度上，而颗粒级配一般用堆积密度来表征。

水泥的粒径分布对水泥石的结构，进而对水泥石的性能影响很大，它决定着水泥浆体的堆积密度以及水泥水化速度和水化物的生成量，只有当水泥浆体的堆积密度最佳，同时水泥水化物能够将水泥浆体的孔隙充分填充时，才能得到最密实的水泥石结构。

水泥是一种连续粒径分布的粉状胶凝材料，其堆积密度的讨论必须是在浆体中才有意义，而现有的测试水泥堆积密度的方法只适用于干粉体系的定性研究，也有研究通过数学模型来测算浆体中水泥颗粒的堆积密度，由于采用理想的简化模型，计算结果可能与实际水泥浆体中颗粒分布相差甚远。因此，研制一种能简单、有效地测试水泥浆体中颗粒堆积密度的方法意义深远。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可用于测试不同细度的纯熟料水泥浆体和掺加不同品种及用量的辅助性胶凝材料复合水泥浆体的堆积密度和孔隙率的测试方法及装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将水泥试样装入的量筒内，然后塞上连接着真空装置的橡皮塞，将连接着水瓶的医用输液针管的针头穿通橡皮塞。

(2)关闭输液针管的流量调节阀，然后打开真空装置，将量筒内抽真空10min并检测水泥试样的体积V₁；

(3)打开输液针管的流量调节阀，水通过橡皮塞上的针头慢慢滴加进量筒内并渗入水泥试样内得到水泥浆体，加入水的液面应高于水泥浆体顶面，滴加适量的水后关闭流量调节阀，继续抽真空1h；

(4)关闭真空装置，取下量筒盖上橡皮塞放在水平桌面上静置1h，等液面稳定后，量取水泥浆体体积及水泥浆体与水的总体积；

(5)根据量筒的重量、含水泥试样的量筒的重量、含水泥和水的量筒的总重量、水泥浆体体积、水泥浆体与水的总体积计算得到水泥浆体堆积密度及孔隙率。

所述的水泥试样为硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或复合硅酸盐水泥。

所述的水泥试样中还包括辅助性胶凝材料，该辅助性胶凝材料为粉煤灰、火山灰质混合材、矿渣粉、钢渣粉或煤矸石粉。

所述的水泥浆体堆积密度的计算方法如下所示：

ρ_{2} = \frac{(m_{3} - m_{1}) - (V_{3} - V_{2}) \times 1}{V_{2}}

其中，m₁为量筒的重量，m₃为含水泥和水的量筒的总重量，V₂为水泥浆体体积，V₃为水泥浆体与水的总体积。

所述的水泥浆体孔隙率的计算方法如下所示：

ϵ = \frac{(m_{3} - m_{2}) / 1 - (V_{3} - V_{2})}{V_{2}} \times 100

其中，m₂为含水泥试样的量筒的重量，m₃为含水泥和水的量筒的总重量，V₂为水泥浆体体积，V₃为水泥浆体与水的总体积。

一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试装置，其特征在于，该装置包括真空装置、量筒及医用输液管，所述的量筒上设有橡皮塞，所述的真空装置经管道与量筒上的橡皮塞连接，管道的前端穿设在橡皮塞上，所述的医用输液管上设置有流量调节阀，输液管前端的针头穿设在橡皮塞上。

与现有技术相比，本发明可有效地被用于测试不同品种水泥浆体的堆积密度及孔隙率，通过本方法可得到较理想的复合水泥的配伍组成，降低水泥生产过程中的能源消耗并可提高粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉等工业废弃物的利用率。

附图说明

图1为本装置的结构示意图。

图中1为真空装置、2为量筒、3为橡皮塞、4为医用输液管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试装置，其结构如图1所示，该装置包括真空装置1、量筒2及医用输液管4，量筒2上设有橡皮塞3，真空装置1经管道与量筒2上的橡皮塞3连接，管道的前端穿设在橡皮塞3上，医用输液管4上设置有流量调节阀，输液管前端的针头穿设在橡皮塞上。使用该装置对水泥浆体堆积密度及孔隙率进行测试，该方法包括以下步骤：

(1)将水泥试样装入的量筒内，然后塞上连接着真空装置的橡皮塞，将连接着水瓶的医用输液针管4的针头穿通橡皮塞3；

(2)关闭输液针管的流量调节阀，然后打开真空装置1，将量筒2内抽真空10min并检测水泥试样的体积；

(3)打开输液针管4的流量调节阀，水通过橡皮塞上的针头慢慢滴加进量筒2内并渗入水泥试样内得到水泥浆体，滴加适量的水后关闭流量调节阀，继续抽真空1h；

(4)关闭真空装置1，取下量筒盖上橡皮塞放在水平桌面上静置1h，等液面稳定后，量取水泥浆体体积及水泥浆体与水的总体积；

采用的水泥试样为硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或复合硅酸盐水泥，该水泥试样中还可以采用粉煤灰、火山灰质混合材、矿渣粉、钢渣粉或煤矸石粉作为辅助性胶凝材料。

水泥浆体堆积密度的计算方法如下所示：

ρ_{2} = \frac{(m_{3} - m_{1}) - (V_{3} - V_{2}) \times 1}{V_{2}}

水泥浆体孔隙率的计算方法如下所示：

ϵ = \frac{(m_{3} - m_{2}) / 1 - (V_{3} - V_{2})}{V_{2}} \times 100

表1中列出了不同品种复合水泥及浆体采用本方法测试的堆积密度和孔隙率数据。其中1号试样为比表面积为350m²/kg的纯熟料水泥，2～4号试样分别采用10％～30％的II级粉煤灰(F)等量替代水泥熟料；5～7号试样分别采用10％～30％的比表面积为400m²/kg钢渣粉(S)等量替代水泥熟料；8～10号试样分别采用40％～60％级别为S95的矿渣粉(K)等量替代水泥熟料。

表1不同品种复合水泥堆积密度及孔隙率测试结果

从表1中可看出，本发明的可有效地被用于测试不同品种水泥浆体的堆积密度及孔隙率，通过本方法可得到较理想的复合水泥的配伍组成，降低水泥生产过程中的能源消耗并可提高粉煤灰、矿渣粉和钢渣粉等工业废弃物的利用率。

Claims

1.一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

（1）将水泥试样装入的量筒内，然后塞上连接着真空装置的橡皮塞，将连接着水瓶的医用输液针管的针头穿通橡皮塞；

（2）关闭输液针管的流量调节阀，然后打开真空装置，将量筒内抽真空10min并检测水泥试样的体积；

（3）打开输液针管的流量调节阀，水通过橡皮塞上的针头慢慢滴加进量筒内并渗入水泥试样内得到水泥浆体，加入水的液面应高于水泥浆体顶面，然后关闭流量调节阀，继续抽真空1h；

（4）关闭真空装置，取下量筒盖上橡皮塞放在水平桌面上静置1h，等液面稳定后，量取水泥浆体体积及水泥浆体与水的总体积；

（5）根据量筒的重量、含水泥试样的量筒的重量、含水泥和水的量筒的总重量、水泥浆体体积、水泥浆体与水的总体积计算得到水泥浆体堆积密度及孔隙率；

所述的水泥浆体堆积密度的计算方法如下所示：

其中，m₁为量筒的重量，m₃为含水泥和水的量筒的总重量，V₂为水泥浆体体积，V₃为水泥浆体与水的总体积

所述的水泥浆体堆积密度的计算方法如下所示：

2.根据权利要求1所述的一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法，其特征在于，所述的水泥试样为硅酸盐水泥、矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥或复合硅酸盐水泥。

3.根据权利要求2所述的一种水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法，其特征在于，所述的水泥试样中还包括辅助性胶凝材料，该辅助性胶凝材料为粉煤灰、火山灰质混合材、矿渣粉、钢渣粉或煤矸石粉。

4.一种实施如权利要求1所述的水泥浆体堆积密度及孔隙率的测试方法的装置，其特征在于，该装置包括真空装置、量筒及医用输液管，所述的量筒上设有橡皮塞，所述的真空装置经管道与量筒上的橡皮塞连接，管道的前端穿设在橡皮塞上，所述的医用输液管上设置有流量调节阀，输液管前端的针头穿设在橡皮塞上。