1. 背景

水泥是最重要的建筑材料,，廣泛應(yīng)用于建筑,、水利,、國(guó)防、基礎(chǔ)設(shè)施等工程,，其質(zhì)量的重要性不言而喻,。由于混合材料的不同，不同產(chǎn)地,、不同工藝制成的水泥,，其真密度不盡相同。而密度作為水泥基本的物理參數(shù)之一,，影響著水泥的品質(zhì),、性能及應(yīng)用，因此準(zhǔn)確測(cè)定水泥的密度有一定的現(xiàn)實(shí)意義,。本文研究采用丹東百特研制的BetterPyc 380多功能真密度儀測(cè)試水泥的密度,，為有此類需求的用戶提供參考。

傳統(tǒng)的水泥密度測(cè)定方法是“李氏瓶法”,，有操作復(fù)雜,，精度低等不足。本實(shí)驗(yàn)的是依據(jù)最新的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CCAS 012-2019《水泥密度測(cè)定方法（氣體置換法）》進(jìn)行的,，此法具有操作簡(jiǎn)便,，速度快精度高等特點(diǎn)，是最新的粉體材料密度測(cè)定方法,。本實(shí)驗(yàn)使用BetterPyc 380多功能真密度儀,，同時(shí)探索氣體類型和分析壓力對(duì)水泥密度測(cè)試結(jié)果的影響,，以獲取更為準(zhǔn)確的測(cè)試結(jié)果。

2. 實(shí)驗(yàn)方案

用0.90mm方孔篩網(wǎng)對(duì)水泥試樣進(jìn)行篩分后,，稱量100g放入烘箱110℃干燥1h,，取出放置于干燥器中冷卻至室溫。分別將氮?dú)夂秃庾鳛榉治鰵怏w,，在分析壓力為5,，10，15和20psig,，測(cè)試溫度為20℃條件下測(cè)試樣品的密度,。

3. 結(jié)果和討論

我們從表中看到，隨著分析壓力的增大,，密度測(cè)試結(jié)果增加,。當(dāng)分析壓力增加到10 psig后，密度測(cè)試結(jié)果增加變緩,。引起該現(xiàn)象的原因在于水泥顆粒上有孔隙,，隨著壓力增加，分析氣體更多地進(jìn)入水泥顆粒的孔隙中引起體積測(cè)試值減小,，密度值增大,。當(dāng)壓力再繼續(xù)增大，水泥顆粒上的孔隙趨近于充滿氣體時(shí),，體積測(cè)試值也趨近于恒定,，密度值趨近于穩(wěn)定，所以,，用較大的壓力測(cè)試水泥密度,，測(cè)試結(jié)果更接近真實(shí)值。

那么,，不同的分析氣體對(duì)水泥密度測(cè)試結(jié)果有可影響呢,？從圖1可以看出，隨著分析壓力增大,，以氦氣為分析體氣所得的密度結(jié)果偏大一些,。這是由于氦氣的分子更小，更易進(jìn)入水泥顆粒上的孔隙中,，因此與氮?dú)庀啾?，利用氦氣作為水泥密度的分析氣體，可獲取更為真實(shí)的密度值,。

圖 1. 不同分析氣體和分析壓力下水泥樣品密度

不同的分析氣體的分析壓力引起的水泥密度結(jié)果差異,，是不是儀器和操作方法引起的呢？我們用氮?dú)夂秃?，在相同分析壓力下測(cè)試無孔玻璃珠的密度,，結(jié)果如表2所示,。我們看到，不同氣體和不同壓力對(duì)玻璃珠的密度結(jié)果沒有明顯影響,。證明上述結(jié)果差異不是儀器和操作方法引起的,，是水泥顆粒孔隙引起的。

4. 總結(jié)

基于上述與分析,，以氦氣為分析氣體,，在較高分析壓力（如20 psig）下，使用BetterPyc 380可準(zhǔn)確測(cè)試水泥粉體的真實(shí)密度,。同時(shí),，本文的實(shí)驗(yàn)條件和分析方法亦適用于其他多孔粉體材料的密度測(cè)試和結(jié)果分析，以取得更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,。