水泥密度试验方法探讨与改进

水泥密度试验方法探讨与改进

赵洪博

新疆顺通达工程检测有限责任公司新疆乌鲁木齐831000

摘要：论文论述了水泥密度试验方法的改进与分析，并对其中的一些可能影响因素进行探讨以供广大读者参阅。

关键词：水泥密度；煤油；挥发性；李氏瓶；磁力搅拌器；阿基米德浮力原理；精度。

引言

GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中水泥细度作为水泥一项重要指标，水泥细度有两种表示方法硅酸盐水泥与普通硅酸盐水泥细度以比表面积表示，矿渣硅酸盐水泥、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则以筛余表示。而欲做水泥比表面积试验则必须先知道水泥密度。

水泥密度试验以GB/T208-94《水泥密度测定方法》为依据进行试验。标准中以李氏瓶法测定水泥密度，此法虽然精确度较高，但是李氏瓶颈部过细，水泥在填装过程中过于麻烦，比较费时。

本人从事水泥与化学分析试验多年以来，通过对实验原理及实验仪器的掌握对李氏瓶法测定水泥密度试验做以辅助改进以方便和节省水泥填装过程。下面就方法进行讨论与分析。

1、GB/T208-2014《水泥密度测定方法》

1.1试验步骤简述

将无水煤油注入李氏瓶中到０至１mL刻度线后（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水温应控制在李氏瓶刻度时的温度），恒温30min，记下初始（第一次）读数。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。水泥试样应预先通过0.90mm方孔筛，在110±5℃温度下干燥1h，并在干燥器内冷却至室温。称取水泥60g，称准至0.01g。用小匙将水泥样品一点点的装入6.1条的李氏瓶中，反复摇动（亦可用超声波震动），至没有气泡排出，再次将李氏瓶静置于恒温水槽中，恒温30min，记下第二次读数。第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2℃。

计算，根据阿基米德浮力原理，物质的体积等于其排开的液体的体积，用水泥质量除以其体积，得出密度，结果保留小数点后。

1.2试验方法分析

李氏瓶法测定水泥密度试验精度可以满足，李氏瓶瓶颈的长度和刻度的精度为试验结果的真实与准确性提供了保障。但是整个试验过过程中过于简单或者繁琐的的水泥填装过程耗时过长，对实验员的耐性挑战度较高，通常一个人进行填装需要时间20分钟以上。其精确性与细口决定了其填装耗时的不足。

同时在天准给完毕后，瓶口由于涂抹油凡士林，水泥多少会粘在瓶口，煤油液面以上水泥在多次摇晃后任然会残余，以其他物体将水泥抹入煤油层后又不可避免的将煤油带出，从而影响实验。

2.改进的试验方法

2.1试验仪器

药品：李氏瓶、煤油、水泥

仪器：恒温磁力搅拌器及磁籽、300ml烧杯、漏斗、

能够盖住烧杯的玻璃板

2.2试验方法

按照GB/T208-2014《水泥密度测定方法》将李氏瓶注入合适量的煤油并放入恒温槽中恒温备用，水泥的处理及烘干也按照标准中不做改动。

将装磁籽的300ml烧杯用2cm左右厚度的物体垫起，使其倾斜，开始缓缓加入煤油（其温度与恒温槽温度相同），直到煤油恰好能够从烧杯口流出时停止，小心将烧杯扶正，放在恒温磁力搅拌器上，用玻璃板盖住，打开搅拌器将搅拌器温度设置到与恒温槽相同，调整合适的搅拌速率。

称取60g已烘干的水泥，精确至0.01g，将水泥小心加入搅拌中的烧杯，加入过程中保证水泥全部落入煤油层并煤油不得外溅。加入完毕后迅速盖上玻璃板，小心盖住烧杯，继续搅拌2min后停止搅拌，将烧杯用玻璃板盖住放入恒温槽中与李氏瓶同时养护。

养护30min后将烧杯取出，擦干，小心垫起至第一次垫起的倾斜高度，垫起过程中倾倒处的煤油用另外一只已经用煤油润湿过的烧杯接住，到第一次的倾斜高度后迅速将接煤油的烧杯用玻璃板盖住减少煤油挥发损失。

取出恒温30min后的李氏瓶，准确迅速地读出第一个数值后放在平面的桌面上。将用煤油润湿过的漏斗合适的放在李氏瓶口，快速而准确的将接煤油的烧杯中的煤油倒入李氏瓶中，尽量保证和减少倾倒过程中无撒漏和损失。倒入完毕后，迅速塞上李氏瓶塞子，平晃几下后将其放入恒温槽中养护30min后读数。计算结果与GB/T208-2014《水泥密度测定方法》相同。

2.3改进方法分析

改进的实验方法能够有效避免水泥的填装麻烦和李氏瓶内煤油页面上方水泥的滞留及实验完成后李氏瓶的难以洗涤性。但是有几个比较大的影响因素，实验过程中最大的问题是煤油与外界的接触时间长和接触面积大，可能导致煤油挥发损失。此外烧杯第一次垫起与第二次垫起的高度与方位的误差也可能导致实验的误差性。严格和细心能够减少实验的误差性。

3.改进试验方法实例与可行性

试验实例以改进试验方法为试验组，以GB/T208-2014《水泥密度测定方法》方法为对照组，按照相关实验过程与要求进行试验，实验数据与结果如表一，从表中可以得出，改进方法实验组3、4与对照组1、2相比同样具有准确性与可行性，同时其数值较为稳定。

表一实验组与对照组实验对比

4、总结

改进法测定水泥密度具有准确性、可行性与方便性，在实验的过程中很温磁力搅拌器的搅拌与温度使得水泥充分混入煤油层中，并且使得煤油的温度与李氏瓶内温度相同。唯一需要注意的是烧杯两次垫起的高度的一致性和煤油的挥发性，准确保证两种因素条件影响最小，可使得试验结果更为准确。

参考文献

[1]GB/T208-2014《水泥密度测定方法》