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水泥密度测定方法优化与评价

【摘要】密度是水泥的一项重要物理属性。在测定水泥的比表

面积时要用到水泥的密度值。由于水泥密度测定的精度对比表面积

测定的影响很大，因此对水泥密度测定的原理、实验过程及误差产

生的原因进行深入的分析，对提高测定精度是很有意义的。

【关键词】水泥密度测定优化评价

1李氏瓶测定法介绍

在国家标准中要求将水泥倒入装有一定量液体介质的李氏瓶

内，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。根据阿基米德定律，水泥

的体积等于它所排开的液体体积，从而算出水泥单位体积的质量即

为密度，为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。

2结合重量法的李氏瓶测定水泥密度

将水泥装入李氏瓶中，再加入一定质量m0的煤油，并使液体介

质充分地浸透水泥颗粒。在充分排出水泥与煤油中的气体后，读取

液面的刻度，即为水泥的体积。m0为注入李氏瓶零刻度处的煤油质

量。

2.1李氏瓶的修正

在定量分析中，为了消除由量器不准确所造成的系统误差，保

证分析结果的准确度，必须对使用的量器进行校准，剔除误差较

大的量器，对误差在一定范围内的量器，测定出其校正值。实验

室评审准则中规定检测实验室仪器在进行检测前都要送相应计量

实验室进行校准后方可使用。但笔者发现用计量校准合格后的量器

进行检测时，测定结果也存在较大波动。因此，进行水泥密度测

定的李氏瓶计量送检合格后也要进行实自校准，通过自校准建立

每个李氏瓶的校正值表，每次测定水泥密度时，都要采用校正值，

这样才能有效保证测定结果的稳定性和准确性。

2.2李氏瓶m0值的确定

（1）李氏瓶须要用盐酸充分清洗，当水面下降或上升时与器

壁接触形成正常弯月面，水面之上器壁不应有挂水滴等沾污现象。

将李氏瓶放入60℃烘箱中干燥，当完全去除表面水分后，将其和煤

油放入控制好条件的实验室中（室温20±0.5℃）状态调节24h，使

两者的温度保持与室温一致。以下实验均在该实验室中操作。（2）

称量状态调节后的李氏瓶，计m1。（3）使用漏斗伸入李氏瓶中，漏

斗下端位于零刻度稍向上位置，缓慢加入煤油，尽量防止煤油飞溅

到零刻度以上的瓶壁。当煤油接近零刻度时停止加入，静置10min，

使用滴管逐滴添加到零刻度。（4）称量装入煤油后的李氏瓶，计m2。

（5）装入李氏瓶中零刻度位置的煤油质量m0=m2-m1。

2.3试验

2.3.1仪器

（1）天平，精度0.001g，量程500g。（2）李氏瓶，经过2.1

的修正，2.2标定m0.。（3）煤油，（在室温20±0.5℃条件下，密

度为0.846g/cm3）符合gb253的要求。（4）恒温水槽，20±0.1℃。

（5）长颈漏斗。

2.3.2实验室条件

实验室温度恒定在20±0.5℃。

2.3.3操作步骤

准确称取水泥60g，称准至0.001g。用小匙和长颈漏斗将水泥

样品一点点的装入李氏瓶中。放入天平去皮，注入约150ml煤油反

复摇动，排出气泡，再用超声波震动仪排出细小的气泡，至没有气

泡排出（超声波震动会产生热量使煤油温度升高，使用时不易时间

过长）。用滤纸擦净李氏瓶表面，放入天平缓慢注入煤油，（当天平

示数接近该李氏瓶的m0时，应小心滴加煤油）直至天平示数为该

李氏瓶的m0。将李氏瓶静置于恒温水槽中，20±0.1℃恒温30min。

记下度数v读。

2.4按照2.1.6对结果进行校正v校=v读+a+（v读-a）·（b-a），

2.5计算

（1）水泥体积v校，即水泥所排开的无水煤油的体积（ml）。

（2）水泥密度ρ（g/cm3）按下式计算：

水泥密度ρ=水泥质量（g）/排开的体积（cm3）

结果计算到小数第三位，且取整数到0.01g/cm3，试验结果取两

次测定结果的算术平均值，两次测定结果之差不得超过0.02g/cm3。

3标准样品验证试验

我们选用了国家水泥质量监督检验中心生产的gsb

08-2184-2008“水泥细度和比表面积标准粉”密度：3.14g/cm3，

分别对4种试样方法测定结果的准确度和重复性进行了验证，结果

见表5。

从表中，我们可以看出重量法可以明显提高结果的准确性（由

绝对误差