СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОНКОСТИ ПОМОЛА ЦЕМЕНТА Российский патент 2003 года по МПК G01N15/02 G01N33/38 

Изобретение относится к области строительства, а именно к методам испытаний цемента и других вяжущих тонкомолотых материалов.

Оценку тонкости помола вяжущих веществ в настоящее время производят по ГОСТ 310-1-76 - ГОСТ 310-4-76 (Цементы. Методы испытаний [1]. Определяют тонкость помола цемента по остатку на сите или по удельной поверхности. Удельную поверхность цемента определяют на приборе типа ПСХ с учетом величины плотности цемента для каждой пробы или на других приборах [2].

Недостатками известных методов являются необходимость определения тонкости помола для каждой пробы цемента и невысокая точность испытания из-за того, что не учитываются все возможные результаты испытаний, что требует отбора дополнительного количества проб и времени.

Техническая задача заключается в повышении точности определения тонкости помола при снижении трудозатрат.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения тонкости помола цемента, включающем отбор проб и определение удельной поверхности цемента, согласно изобретению для каждого вида цемента предварительно строят градуировочную зависимость нормальной густоты цементного теста от удельной поверхности цемента и определяют эмпирические коэффициенты а и b, для каждой пробы цемента производят определение нормальной густоты цементного теста, а тонкость помола цемента определяют по удельной поверхности цемента по формуле
S=(HГ-b)/a,
где НГ - нормальная густота цементного теста каждой пробы, %;
b - эмпирический коэффициент, соответствующий массе свободной воды, в %;
а - эмпирический коэффициент, соответствующий массе адсорбционного слоя воды на поверхности частиц цемента, в % г/см².

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что для каждого вида цемента строят градуировочную зависимость нормальной густоты цементного теста от удельной поверхности цемента, для каждой пробы цемента производят определение нормальной густоты цементного теста, а тонкость помола цемента определяют по удельной поверхности цемента, вычисляемой по формуле S=(HГ-b)/a.

Приведенная расчетная формула получена эмпирическим путем исходя из того, что при определении НГ цементного теста часть воды затворения адсорбируется частицами цемента, а остальная часть - находится в свободном состоянии и определяет вязкость цементного теста. Таким образом, по вязкости цементного теста судят о тонкости помола вяжущего.

Предлагаемый способ позволяет сократить количество экспериментов.

Фактически "свободная" вода между частицами цемента - "b" и адсорбционный слой - "а" представляют собой растворы составляющих цемент минералов в воде, но они не изменяют сути рассматриваемого явления. Для получения надежных коэффициентов "b" и "а" необходимо 8-10 измерений на максимально используемом промежутке (S₁-S₂), например 2000-6000 см²/г.

На фиг. 1 представлен график зависимости нормальной густоты цементного теста (НГ) от удельной поверхности цемента (S см²/г).

(S₁-S₂) область существования цементного теста с измеряемой вязкостью на приборе Вика. Угол наклона зависимости нормальной густоты (НГ) к оси абсцисс - удельной поверхности цемента (S)-α, a tgα=a.

По физическому смыслу коэффициент а представляет собой расход массы воды, адсорбированной на единице площади цементного порошка.

Результаты обработки измерений портландцементов 1 и 2 приведены в таблице 1. Подсчеты проводились по методу наименьших квадратов.

На фиг. 2 представлена схема строения цементного теста. Оно состоит из частиц цемента 1, покрытых адсорбционным слоем воды 2, и свободной воды между частицами цемента 3.

Полученные коэффициенты дают представление о распределении воды в цементном тесте нормальной густоты. Так, если нормальная густота первого цемента составляет 26,2% от массы цемента, а свободная вода между частицами цемента 13,8%, то адсорбированная вода составляет 26,2-13,8=12,4% от массы цемента.

После определения нормальной густоты выявляют удельную поверхность цемента по формуле
S=(НГ-b)/а.

Способ осуществляют следующим образом.

Используют портландцемент постоянного минералогического состава с разной тонкостью помола [3]. Для цементов нескольких проб определяют удельную поверхность по прибору ПСХ (или по другому прибору, по которому необходимо определять удельную поверхность цемента) и нормальную густоту по ГОСТ 310.1-76 - ГОСТ 310.4-76 [1] и строят градуировочную зависимость.

По результатам этих измерений определяют эмпирические коэффициенты а и b:
b - соответствует ординате точки пересечения прямой с осью НГ;
а - соответствует тангенсу угла наклона прямой к оси абсцисс.

Данные измерений приведены в таблице 1.

Для трех проб цемента постоянного минералогического состава получили средние значения: а= 4,265•10^-3 % г/см² и b=13,8%, а для других цементов приведены в таблице 1. Используя полученные результаты испытаний, подсчитаны удельные поверхности цементов. Результаты испытаний приведены в таблице 2.

Отклонения S фактической от S, определенной по формуле, составляет около 2%. Это позволяет использовать предложенный способ для производственного контроля качества продукции.

Источники информации
1. ГОСТ 310.1-76 - ГОСТ 310.4-76. Цементы. Методы испытаний. - М.: 1976, с.1-28 (прототип).

2. Рояк С.М., Рояк Г.С. Специальные цементы. - М.: Стройиздат, 1993, с. 57-71.

3. Ахвердов И.Н. Основы физики бетона. - М.: Стройиздат, 1981, с. 50.

Изобретение относится к области строительства, а именно к методам испытаний цемента и других вяжущих тонкомолотых материалов. Способ определения тонкости помола цемента включает отбор проб и определение удельной поверхности цемента, при этом для каждого вида цемента строят градуировочную зависимость нормальной густоты цементного теста от удельной поверхности цемента и определяют эмпирические коэффициенты а и b, для каждой пробы цемента производят определение нормальной густоты цементного теста, а тонкость помола цемента определяют по удельной поверхности цемента по формуле S=(НГ-b)/а, где НГ - нормальная густота цементного теста каждой пробы, %; b - эмпирический коэффициент, соответствующий массе свободной воды, %; а - эмпирический коэффициент, соответствующий массе адсорбционного слоя воды на поверхности частиц цемента, % г/см². Технический результат - повышение точности определения тонкости помола при снижении трудозатрат. 2 ил., 2 табл.

Способ определения тонкости помола цемента, включающий отбор проб и определение удельной поверхности цемента, отличающийся тем, что для каждого вида цемента предварительно строят градуировочную зависимость нормальной густоты цементного теста от удельной поверхности цемента и определяют эмпирические коэффициенты а и b, для каждой пробы цемента производят определение нормальной густоты цементного теста, а тонкость помола цемента определяют по удельной поверхности цемента по формуле
S = (НГ - b)/а,
где НГ - нормальная густота цементного теста каждой пробы, %;
b - эмпирический коэффициент, соответствующий массе свободной воды, %;
а - эмпирический коэффициент, соответствующий массе адсорбционного слоя воды на поверхности частиц цемента, % г/см².