Материал: 373

где D – дисперсность, м-1; d – средний размер зерен, м.

Если общие поверхность и объем дисперсных частиц выразить через поверхность и объем отдельных частиц (средние значения), то в числитель и знаменатель уравнения (1) будет входить число частиц. Таким образом, удельную поверхность дисперсного материала можно определить, зная только размеры отдельной частицы. Например, для кубических и сферических частиц соответственно имеем:

Из формулы (6) следует, что удельная поверхность дисперсного материала обратно пропорциональна размеру частиц a и прямо пропорциональна дисперсности D (рис. 1).

2.2. Тонкость помола цемента – остаток на сите с сеткой № 008, выраженный в процентах к первоначальной массе цемента [3]

4

верхности, т.к. расширяется фронт химических реакций, и они протекают быстрее; 2) увеличения свободной поверхностной энергии.

Сповышением степени измельчения цемента растет его удельная поверхность, рост удельной поверхности сопровождается увеличением водопотребности цемента, которая характеризуется нормальной густотой цементного теста. Поэтому следует установить зависимость между удельной поверхностью цемента и нормальной густотой цементного теста.

Сповышением удельной поверхности увеличивается степень гидратации цемента, следовательно, можно ожидать уменьшения пористости и повышения прочности цементного камня при использовании цементного теста нормальной густоты.

2.5.При возрастании водопотребности цемента увеличивается количество свободной (химически не связаннойИ) воды, которая расходуется на смачивание поверхности зерен вяжущего и на образование на зернах водяных пленок, толщинаДкоторых обеспечивает нормальную густоту цементного теста. Этому явлению сопутствует рост пористости цементного камняАи, следовательно, снижение его прочности. Поэтому следует установить зависимость между удельной по-

верхностью цемента, водопотребностью цемента и прочностью цементного камня. б

2.6.Удельная поверхность цемента определяется методом воздухопроницаемости. Воздухопроницаемостьи порошкообразного материала выражается коэфф ц ентом фильтрации через пористую среду и зависит: а) от характерСст ки газа (давление, температура, молекулярная масса, вязкость); б) характер стик порового (межзернового) пространства (пористости, среднего размера и формы пор, распределения пор по размерам, степени уплотнения), что связано с формой и размером зерен порошка и, следовательно, с его удельной поверхностью.

2.7.При использовании воздуха как газа, фильтрующегося через пористую среду, его характеристики (молекулярная масса, плотность, вязкость) становятся константами, а нормирование давления и температуры газа при исполнении методики тоже делает их константами опыта. Тогда коэффициент фильтрации газа через пористую среду оказывается зависящим от характеристик порового пространства, которые определяются формой и средним размером зерна. Но именно от этих параметров зерна зависит удельная поверхность испытуемого порошка (см. формулу (6)).

6

Следовательно, коэффициент фильтрации газа через пористый слой порошкообразного материала связан с его удельной поверхностью.

Измерив при стандартном давлении воздуха скорость его фильтрации через слой стандартно уплотненного порошка, можно определить значение удельной поверхности этого порошка.

2.8. При фильтрации газа через пористый слой предполагается: а) что пористая среда в процессе фильтрации не деформируется,

т.е. параметры порового пространства не изменяются; б) пористое тело можно моделировать системой сообщающихся

пор (поровых ходов, капилляров).

Теоретические принципы, изложенные выше, реализованы в приборе для определения удельной поверхности порошкообразных материалов ПСХ-12(SP).

3.РАБОЧИЕ ГИПОТЕЗЫИ

3.1.Из перечня гипотез, приведенныхДв пп. 3.2–3.6, выбираются те, которые соответствуют проводимому эксперименту.

3.2.При дополнительномАпомоле цемента повышаются удельная поверхность и дисперсность, снижаются средний размер зерен и тонкость помола. На изменениебэтих характеристик влияет продолжительность помола. С увеличением продолжительности дополнительного помола цементаипоказатели степени измельчения повышаются, но до определенного предела.

3.3.Для цементаСсуществует предельное время дополнительного помола, превышен е которого нецелесообразно, так как показатели степени измельчения практически изменяться не будут или будет происходить агрегация зерен цемента, которая приведет к понижению удельной поверхности и дисперсности, увеличению среднего размера зерен и тонкости помола.

3.4.При дополнительном помоле цемента растет нормальная густота цементного теста, так как растут удельная поверхность и расход воды на полное смачивание поверхности его зерен.

3.5.С повышением удельной поверхности ускоряется степень гидратации цемента, поэтому можно ожидать ускорение его схватывания, уменьшения пористости и повышения прочности цементного камня при использовании цементного теста нормальной густоты.

3.6.Для цемента существует предельная величина удельной поверхности, превышение которой сопровождается снижением прочности цементного камня вследствие повышения водопотребности це-

7

мента и, как следствие, значительного повышения пористости цементного камня.

4.ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ И РЕАКТИВЫ

1.Портландцемент любого класса прочности – 5 – 6 кг.

5.ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

1.Мельница лабораторная планетарная – 1 шт.

2.Прибор для механического просеивания цемента – 1 шт.

3.Сито с сеткой № 008 – 3 шт.

4.Весы лабораторные – 1 шт. И

5.Прибор ПСХ-12(SP) для определения удельной поверхности цемента – 1 шт.

6.Прибор Вика с пестиком и иглойД– 3 шт.

7.Чаши сферические с мастерками для перемешивания – 3 шт.

8.Формы шестигнездныеАдля изготовления образцов размером 2 2 2 см – 4 шт.

9.Ванна с гидравлическимбзатвором для хранения образцов до момента их испытаний – 1 шт.

10.Пресс гидравлическийи испытательный на 100 кН – 1 шт.

6.ОПИСАНИЕСКОНСТРУКЦИИ ПРИБОРА ПСХ-12(SP)

ИЕГО ПОДГОТОВКИ К ИЗМЕРЕНИЯМ

6.1.Состав прибора

6.1.1.В комплект прибора ПСХ-12(SP) входят (рис. 2):

1)измерительный блок;

2)кювета с плунжером для размещений в ней порошка;

3)кювета для размещений в ней пористого образца;

4)пробойник для изготовления фильтров-вкладышей;

5)NOTEBOOK с блоком питания;

6)оптическая мышь;

7)соединительные кабели;

8)сетевой фильтр;

9)СД с программным обеспечением ПСХ-12(SP).

8