Материалов
жүктеу/скачать 2,72 Mb. Pdf көрінісі
|
физико-химические методы исследования строительных материалов (3)
|
5.4. Определение удельной поверхности тонкодисперсных материалов. Как известно, дисперсность сыпучих и тонкодисперсных материалов оценивается по площади удельной поверхности. Для этого применяют приборы, связанные с воздухопроницаемостью порошков или адсорбцией мономолекулярного слоя на поверхности твердых частиц. Выявлено, что использование воздухопроницаемости позволяет измерять только внешнюю поверхность частиц, а адсорбционные методы учитывают и внутреннюю открытую пористость зерен. Воздухопроницаемость порошков измеряется с помощью прибора Ходакова Г.С. или ПСХ-2. Прибор ПСХ-2 позволяет анализировать порошки с удельной поверхностью меньше 1,5 м 2 /г или 1500 см 2 /г для негигроскопических нереагирующих материалов. Прибор ПСХ-2 (рис. 5.6) состоит из металлической цилиндрической кюветы 7 диаметром 25 мм. В ней установлен диск с отверстиями 8, на который укладывают кружок фильтровальной бумаги и высыпают на него навеску испытуемого материала. Навеску разравнивают легким постукиванием и покрывают сверху вторым кружком фильтровальной бумаги. В кювету медленно вводят плунжер 6 и, нажимая на него рукой, уплотняют слой порошка. Плунжер имеет внутренний канал и дно с отверстиями для выхода воздуха. На внешнюю сторону кюветы нанесена миллиметровая шкала, а к вырезу упорного диска плунжера прикреплена планка с нониусом. С их помощью измеряют высоту слоя порошка, после чего осторожно извлекают плунжер из кюветы. Резиновой грушей 2 создают такое разрежение под слоем материала, чтобы подкрашенная вода в манометре 1 поднялась до расширенной верхней части 4 длинного колена манометра. Затем закрывают кран 3 и отмечают по секундомеру 105 время опускания столба подкрашенной воды между рисками, нанесенными на бюретку 5. Чем выше дисперсность порошка, тем медленнее опускается столб жидкости. Среднее значение получают не менее чем по трем замерам. По термометру, имеющемуся на футляре прибора, отмечают температуру воздуха, при которой проведено испытание. Рис. 5.4. Принципальная схема ПСХ-2 1 - манометр, 2 – резиновая груша, 3 – кран, 4 – манометр, 5 – бюретка, 6 – плунжер, 7 – кювета, 8 – диск с отверстиями Перед началом работы необходимо проверить, чтобы при поднятии уровня жидкости в длинном колене до расширенного резервуара короткое колено было заполнено жидкостью не менее чем на 1/3 высоты. Для проверки герметичности кювету плотно закрывают резиновой пробкой. После создания разрежения столб жидкости не должен опускаться. Проверяют совпадение нулевых делений нониуса на плунжере и шкалы на кювете. Для этого в кювету кладут два кружка фильтровальной бумаги и вводят плунжер. Если имеется несоответствие нулевых делений, то его отмечают и учитывают при измерении высоты слоя испытуемого материала. Площадь удельной поверхности Sуд (см 2 / г) вычисляют по формуле: 106 𝑆 уд = 𝐾 𝑀√𝜏 𝑚 где К — постоянная прибора для той пары рисок, между которыми измеряли падение столба жидкости (содержится в паспорте прибора); τ - время падения столба жидкости, с; т - масса пробы, г; М - коэффициент, зависящий от толщины слоя порошка h, см, и температуры воздуха t, °С, и выражаемый в см 2 ∙с -1/2 (принимается по спец. таблице). Таблица 5.3. Значения М (см 2 ∙с -1/2 ) Толщина слоя порошка, h, см Температура, ºС 15 17 19 21 23 25 30 0,8 65 65 64 64 63 63 62 0,9 143 143 143 142 142 141 140 1 226 226 225 224 224 223 221 1,1 306 305 304 303 303 302 300 1,2 390 389 388 387 386 386 385 1,3 468 467 465 464 463 463 459 1,4 544 542 540 538 537 536 532 1,5 616 614 613 611 609 607 603 1,6 688 686 684 682 680 678 672 1,7 755 753 751 749 747 745 740 1,8 821 819 817 815 813 810 805 1,9 881 879 876 873 871 869 863 2 944 942 939 936 934 932 925 2,1 1005 1002 999 996 993 991 985 2,2 1063 1059 1056 1053 1050 1048 1039 2,3 1117 1114 1111 1108 1105 1102 1092 2,4 1172 1168 1164 1160 1157 1154 1144 2,5 1224 1221 1217 1213 1209 1206 1197 2,6 1276 1272 1268 1264 1260 1257 1246 2,7 1326 1322 1318 1314 1310 1306 1295 2,8 1376 1370 1366 1362 1358 1354 1342 2,9 1421 1417 1414 1409 1405 1401 1390 3 1467 1463 1459 1455 1451 1447 1432 107 При определении удельной поверхности грубодисперсных порошков (<1500 см 2 /г) газопроницаемость достигает больших значений. Поэтому берут большую навеску (m=10ρ, а не 3,33 ρ) и измеряют время опускания столба манометра между рисками 3 и 4. Величину М определяют для слоя порошка, равного h/3, а площадь удельной поверхности рассчитывают по формуле: 𝑆 уд = 1,73𝐾М √𝜏 𝑚 Средний диаметр зерен материала (мкм) можно вычислить по формуле: d=60000/ρS уд где ρ – кажущаяся плотность зерен, г/см 3 ; Sуд – площадь удельной поверхности, см 2 /г. |