T 0503—2005 水泥密度試驗方法

1 目的、適用范圍和引用標(biāo)準(zhǔn)

本方法規(guī)定了液體排代法測定水泥密度的試驗方法。

本方法適用于通用硅酸鹽水泥、道路硅酸鹽水泥的密度及指定采用本方法的其他品種水泥和粉狀物料。

引用標(biāo)準(zhǔn)：《煤油》（GB 253）

2 儀具與材料

2.1 李氏瓶：由優(yōu)質(zhì)玻璃制成，透明無條紋，具有抗化學(xué)侵蝕性且熱滯后性小，要有足夠的厚度以確保良好的耐裂性。李氏瓶橫截面形狀為圓形，外形尺寸如圖 T 0503-1 所示。

容積為 220~250mL，帶有長 180~200mm 且直徑約為 10mm 的細頸，細頸刻度由 0~1mL 和18~24mL 兩段刻度組成，且 0~1mL 和 18~24mL 以 0.1mL 為分度值，任何標(biāo)明的容量誤差都不得大于 0.05mL。

2.2 天平：量程不小于100g，感量不大于0.01g。

2.3 溫度計：量程包含 0~50℃，分度值不大于0.1℃。

2.4 恒溫水槽：應(yīng)有足夠大的容積，使水溫可以穩(wěn)定控制在 20℃±1℃。

2.5 無水煤油：應(yīng)符合現(xiàn)行《煤油》（GB 253）的規(guī)定。  

2.6 藥匙：長度不小于 200mm。

3 試驗步驟

3.1 水泥試樣應(yīng)預(yù)先通過 0.90mm 方孔篩，在 110℃±5℃溫度下干燥1h，并且在干燥器內(nèi)冷卻至室溫（室溫應(yīng)控制在20℃±0.5℃）。

3.2 稱取水泥 60g（m），精確至0.01g。在測試其他粉料密度時，可按實際情況增減稱量材料質(zhì)量，以便讀取刻度值。

3.3 將無水煤油注入李氏瓶中，液面至 0~1mL 刻度線內(nèi)（以彎月液面的下部為準(zhǔn)）。

蓋上瓶塞并放入恒溫水槽內(nèi)，使刻度部分浸入水中（水溫應(yīng)控制在 20℃±0.5℃），恒溫至少30min，記下無水不煤油的初始（第一次）讀數(shù)（V₁），精確至 0.1mL。

3.4 從恒溫水槽中取出李氏瓶，先將瓶外表面水分擦凈，再用濾紙將李氏瓶內(nèi)零點以上無煤油的部分仔細擦凈。

3.5 用藥匙將水泥樣品一點點地裝入李氏瓶中，反復(fù)搖動李氏瓶，直至沒有氣泡排除或用超聲波振動將氣泡排完為止，再次將李氏瓶靜置于恒溫水槽，使刻度部分浸入水中，在相同溫度下恒溫至少 30min，記下第二次讀數(shù)（V₂），精確至 0.1mL。

3.6 第一次讀數(shù)和第二次讀數(shù)時，恒溫水槽的溫度差不得大于 0.5℃。

4 結(jié)果計算

水泥密度，按式（T 0503-1）計算：

   （T 0503-1）

式中：

ρ——水泥的密度（kg/m³）；

m——裝入密度瓶的水泥質(zhì)量（g）；

V₁——李氏瓶第一次讀數(shù)（mL）；

V₂——李氏瓶第二次讀數(shù)（mL）。

結(jié)果計算精確至 10kg/m³。

以兩次平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值為測定值，兩次試驗結(jié)果的允許偏差不得大于20kg/m³，否則試驗數(shù)據(jù)無效，需重新試驗。

5 試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容：

（1） 原材料的品種、規(guī)格和產(chǎn)地；

（2） 試驗日期及時間；

（3） 儀器設(shè)備的名稱、型號及編號；

（4） 環(huán)境溫度和濕度；

（5） 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)；

（6） 水泥密度；

（7） 要說明的其他內(nèi)容。

條文說明

本方法參照《水泥密度測定方法》（GB/T 208—2014）編制。液體排代法的工作原理為將水泥裝入一 定量液體介質(zhì)的李氏瓶內(nèi)，并使液體介質(zhì)充分地浸透水泥顆粒。根據(jù)阿基米德定律，水泥的體積等于它所排開的液體體積，從而算出單位體積水泥的質(zhì)量即為密度，為使測定的水泥不產(chǎn)生水化，液體介質(zhì)采用無水煤油。操作過程中，要保證水泥樣品的烘干溫度及烘干時間，并在干燥器內(nèi)冷卻至室溫；水泥在裝入李氏瓶前的溫度盡可能與瓶內(nèi)液體問題溫度相一致，水泥裝入李氏瓶時，需仔細防止水泥黏附在無液體部分的瓶壁上或濺出瓶外；排氣泡時盡可能將氣泡排除干凈；恒溫水槽的溫度一般控制在 20℃為宜，因李氏瓶的容積刻度是以此溫度為基準(zhǔn)；否則難以達到試驗結(jié)果差值不超過 20kg/m3 的要求。

水泥的密度主要取決于熟料礦物組成、水泥存儲條件、煅燒時間等，水泥熟料主要礦物的密度為：C₃S 3240~3260 kg/m³，C₂S 3270~3290 kg/m³，C₃A 3010~3040 kg/m³，C₄AF 3700~3770 kg/m³，f-CaO 3330~3350 kg/m³。不同存儲條件和時間會不同程度降低水泥的密度，這是由于水泥中的 f-CaO 吸收了空氣中的 H₂O和 CO₂生成了密度較小的 Ca(OH)₂和 CaCO₃，同時熟料水化產(chǎn)物的密度也較熟料礦物低。一般生燒或欠燒的熟料密度小，過燒熟料密度大，正常熟料介于兩者之間，但變化并不顯著。

常用的粉煤灰、礦渣等水泥摻合料的密度均小于熟料密度，因此摻有大量復(fù)合材料的水泥，其密度均低于硅酸鹽水泥。道路硅酸鹽水泥的密度一般為 3 150~3 250 kg/m³，硅酸鹽水泥為 3100~3200 kg/m³，普通硅酸鹽水泥在 3 100 kg/m³ 左右，礦渣水泥為 2 600~3 000 kg/m³，火山灰質(zhì)、粉煤灰硅酸鹽水泥為 2700~3100 kg/m³，高鋁水泥為3100~3300 kg/m³，少熟料或無熟料水泥為 2200~2800 kg/m³。