水泥水化热测定实验指导书

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1、水泥水化热测定实验指导书1 目的通过实验掌握水泥水化热的测定方法及水泥水化热测定仪的使用方法，能够 及时、正确的使用仪器检测某一期龄的水泥水化热，为水泥研究提供依据。2 范围适用于硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥 等水泥水化热的测定。3 依据GB/T 12959-2008 水泥水化热测定方法（溶解热法）4 实验仪器水泥水化热测定仪（1台）、天平（量程200g,分度值为O.OOlg和量程600g, 分度值为O.lg各一台）、咼温炉（使用温度900950C，有恒温控制装置。1台）、 实验筛（0.15

2、mm和0.60mm方孔筛各一个）、坩埚（容量约30mL，至少5个）、研 钵（钢质研钵、玛瑙研钵各一个）、低温箱（1 台）、水泥水化试样瓶（不与水泥反应, 密闭性好，约15mL）、磨口称量瓶、温度计（分度值为0.1C）、放大镜、时钟、 秒表、干燥器、容量瓶、吸液管、石蜡、量杯、量筒等。 （以上仪器符合标准 GB/T 12959-20083.3 的要求）5 实验前准备5.1实验条件：环境温度201C，相对湿度不低于50%，具备通风设备。 实验期间恒温水槽内的水温应保持在 200.1C。5.2 水泥试样通过 0.9mm 的方孔筛，充分混合均匀。5.3实验前应将氧化锌（ZnO）放入坩埚内，在90095

3、0C下灼烧1h,取出置 于干燥器中冷却后，用玛瑙研钵研磨至全部通过0.15mm方孔筛，储存备用。进 行热容量标定前，将上述制取的氧化锌约50g在900950C下灼烧5min，然后再 干燥器中冷却至室温。5.4配置氢氟酸（HF,浓度40%或密度1.151.18g/cm3）和硝酸溶液（HNO3, 浓度为 2.000.02mol/L）。配置时参照 GB/T 12959-2008 标准 324。5.5 预备适量脱脂药棉，实验时堵塞加料漏斗进料口防止热交换。6 工作流程6.1 准备1）将仪器溢水软管通至下水道。2）将酸液搅拌棒的尾部100mm长度内涂蜡或其他抗氟氢酸材料，要求 均匀无遗漏。3）将贝克曼温

4、度计尾部 80mm 长度内涂蜡或其他抗氟氢酸材料，要求 均匀无遗漏。再将贝克曼温度计在常温14.5C时校“0”，即：当标准温度计指示 14.5C时，将贝克曼温度计调至00.15C。4）检查实验内筒、摇臂、酸液搅拌棒的安装是否正确。5）将水槽内加水至溢水管流水为止。6）接通电源，检查上下两台电机及搅拌装置是否工作正常。6.2 热量计热容量标定6.2.1 贝克曼温度计、保温瓶及塑料内衬、搅拌棒等应编号配套使用，使 用贝克曼温度计实验前应用量热温度计检查其零点，然后方可使用。6.2.2 在标定热量计热容量前 24h 将保温瓶放入内筒中，酸液搅拌器放入 保温瓶内，盖紧内筒盖，再将内筒放入恒温水槽内。调

5、整酸液搅拌器悬臂夹头至 使对准内筒中心孔，并将搅拌棒夹紧。在恒温水槽内加水使水面高出内筒盖 （由 溢流管控制高度）。打开水槽搅拌器（或循环水），把水槽内的水温调到 200.1C， 然后关闭搅拌器备用。6.2.3 实验前打开打开水槽搅拌器（或循环水），观察恒温水槽温度使其保持 200.1C。从安放贝克曼温度计孔插入直颈加酸漏斗，用500mL耐酸的塑料杯 称取13.50.5C的2.000.02mol/L硝酸溶液约410g，量取8mL 40%氢氟酸加入 耐酸塑料杯内，再加入少量剩余的硝酸溶液，使两种混合物总量达到4250.1g。 将其加入到保温瓶内，然后取出加酸漏斗，插入贝克曼温度计，中途不得拔出温

6、 度计，以免影响精度。6.2.4 开动保温瓶中的酸液搅拌棒并开始计时，连续搅拌 20min 后，用放大镜在贝克曼温度计上读出酸液温度（需精确至0.001C）,以后每隔5min读一次， 直至连续三次读数中温升差值0.002 C时为止。记录最后一次酸液温度，此温度 值即为初测读数0,初测期结束。6.2.5初测期结束后，立即将事先称量好的70.001g氧化锌通过加料漏斗 徐徐地加入保温瓶酸液中（酸液搅拌器继续搅拌），加料过程2min,漏斗和毛 刷上均不得残留试样。加料完毕盖上用药棉堵塞加料口。记录加入时的室温t和 加入的氧化锌质量G0。6.2.6 从读出初测读数 00 起分别测读 20min、40m

7、in、60min、80min、90min、 120min 时贝克曼温度计的读数。这一过程为溶解期。记下溶解期第一次和结束 时的对应温度0和仇，以及它们距初测读数0所经过的时间a、b。为保证实验 a b0精度，热量计热容量对应的测读时间应分别与不同品种水泥所需要的溶解期测度 时间对应，不同品种水泥所需要的溶解期测度时间按下表规定：表1 各品种水泥测读温度的时间水泥品种硅酸盐水泥中热硅酸盐水泥 低热硅酸盐水泥 普通硅酸盐水泥 矿渣硅酸盐水泥 低热矿渣硅酸盐水泥 火山灰硅酸盐水泥 粉煤灰硅酸盐水泥距初测期温度的相隔时间，min204040606080901206.2.7热量计在各时间区间内的热容量按

8、式（7-1）计算，精确到0.1J/C：热 量计热容量应标定两次，以两次标定值的平均值作为标定结果。如两次标定值相 差大于5J/C时，须重新标定。6.2.8 在下列任一情况下，热容量需重新标定：a. 重新调整贝克曼温度计时；b. 当温度计、保温瓶、搅拌器重新更换或涂覆耐酸涂料时；c. 当新配制的酸液与标定量热计热容量的酸液浓度变化超过 0.02mol/L 时；d. 对实验结果有疑问时。6.3 未水化水泥溶解热的测定6.3.1按6214进行准备工作和初测期实验，并记录初测温度。6.3.2读出初测温度00后，立即将预先称好的四份30.001g未水化水泥试 样中的一份在 2min 内通过加料漏斗徐徐加

9、入热量计内，漏斗、称量瓶及毛刷上 均不得残留试样。记录未水化水泥试样装入热量计时的室温T。6.3.3 然后按表 1 规定的各品种水泥测读温度的时间，准时读记贝氏温度 计读数&和兀以及它们距初测读数6所经过的时间a b。第二份试样重复 a b0第一份的操作。6.3.4另两份份试样置于900950C灼烧90min,置于干燥器中冷却至室温, 快速称量，以两份的平均值作为灼烧质量G。如两份灼烧后质量差值0.003g时, 需重新补做。6.3.5未水化水泥的溶解热按式(7-3)计算，精确到0.1J/g。以前两次测定值 的平均值作为测定结果。如果两次测定值相差10.0J/g时，需进行第三次实验。 其结果与前

10、两次中任一结果差值v10.0J/g时，结果取三次平均值，否则重做。6.4 部分水化水泥溶解热的测定在做 6.3 实验时，制备部分水化水泥使用。按 GB/T12959-2008 中 3.5.3.1 制备部分水化的水泥，并养护至规定期龄。6.4.1按6.2.14进行准备工作和初测期实验，并记录初测温度60。6.4.2 从养护水中取出一份达到期龄的试样瓶，取出水化水泥试样，迅速 用金属研钵叫试样捣碎并用玛瑙研钵研磨至全部通过 0.60mm 方孔筛，混合均匀 放入磨口称量瓶中，并称取4.2000.050g(精确至0.001g)试样四份，存放于湿 度50%的密闭容器内，在20min内进行实验。从捣碎至放

11、入称量瓶中全部时间 才 10min。6.4.3读出初测温度之后，按6.3.24进行实验，记下T，6、&及它们 ab距初测读数&0所经过的时间a、b和G2。6.4.4部分水化水泥的溶解热按(7-5)计算，精确到0.1J/g。溶解热测定结果 按 6.3.4处理。水泥在某一期龄前放出的水化热按(7-7)计算。6.5 实验结束测定完毕，停止酸液搅拌器，断开电源。拔出贝克曼温度计，拧松酸液搅 拌器夹头，松开锁紧装置，推开摇臂，提起内筒，打开内桶盖，取出耐酸塑料杯， 倒去废液。用清水将耐酸塑料杯，酸液搅拌器、贝克曼温度计冲洗干净，并用纱 布抹去水分，检查涂蜡部分有无损伤。仪器重新安装供下次实验使用，温度计

12、妥 善保管。若长期停用，则放空水槽，对仪器做防锈、防尘处理6.6 其他注意事项1、贝克曼温度计校“0”、调制酸液温度、测量室温和水槽温度时应使 用同一支标准精度温度计（分度值为0.1 C）。2、建议酸液温度调至12.713C中的某一值，以后每次实验都以此值为 准。3、贝克曼温度计“0”位后放在21C以下的环境中，可保持“0”位不变，能省去下次校“0”的麻烦。温度计切勿倒置！4、实验过程中对时间的掌握必须精准，尤其是进入初测期后，在读取 “、0、久”数据时，要求“到时必读”。0 a b5、读取贝克曼温度计的指示值也须正确，在放大镜中看到的刻度线不 能弯曲，必须为直线。且估读到 0.001C。7

13、实验数据处理7.1 热量计热容量标定计算：热量计热容量：厂 G 11072.0 + 0.4（30 - t ）+ 0.5C - t ）n 1）C = 0aa （7-1）R0R =（0 -0 ）- （0 -0 ） （7-2）0a0b a ba式中：1072.0氧化锌在30C时的溶解热，J/g；0.4溶解热负温比热容，J/Cg；0.5氧化锌比热容，J/Cg；t溶解期第一次测读数。换算成普通温度计的度数，C；aaR0经校正的温度上升值，C；计算结果保留至0.001 Co7.2 未水化水泥水化热计算未水化水泥水化热：RC2 -G1 (7-3)r = C -e J- a C -e Ji a o b af

14、b a (7-4)式中：t溶解期第一次测读数O换算成普通温度计的度数，。C； aa0.8未水化水泥的比热容，J/Cg。R1经校正的温度上升值，C；计算结果保留至0.001 C；7.3 部分水化水泥的水化热计算水化至某一期龄后水泥的溶解热：RC2 Gi.7(7-5)C -e)-a C -e Ja 0 b ” - a ” b a (7-6)式中：t溶解期第一次测读数O换算成普通温度计的度数，C； aa1.7水化水泥试样的比热容，J/Cg；1.3温度校正比热容，J/Cg。r2经校正的温度上升值，C；计算结果保留至0.001 C；7.4 水泥水化热结果计算水泥在某一水化期龄放出的水化热：q 二 q1- q 2+ 0.4 0a (7-7)式中：0.4溶解热负温比热容，J/Cg。年月日内筒号：贝氏温度计编号：室温：14.5 C时贝氏温度计指示值：加入酸液温度：时间段实时贝式温度计指示值温升差值加入酸液开始搅拌酸液20min5555加入氧化锌/水泥2040608090120