GB129592008水泥水化热测定方法

ICS91.100.10n中华人民共和国国家标准GB/T12959—2008代替GB/T12959—1991、GB/T2022—1980水泥水化热测定方法Testmethodsforheatofhydrationofcement2008-01-09发布2008-08-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局#拓中国国家标准化管理委员会GB/T12959—2008本标准参照美国ASTMC186—1998《水硬性水泥水化热测定方法》、日本JISR5203—1987《水泥水化热测定方法溶解热法》和欧洲EN196-8:2003《水化热测定方法溶解热法》、EN196-9:2003《定量测定水化热半绝热法》、俄罗斯rOCT310.5—1988《水泥水化热量热仪测定法直接法》等试验方法标准。本标准代替GB/T12959—1991《水泥水化热测定方法（溶解热法）》和GB/T2022—1980《水泥水化热试验方法(直接法）》两个标准。本标准溶解热法与GB/T12959—1991相比，主要变化如下：——主要仪器设备热量计由单筒改为双筒;增加了循环水泵、加热装置、量热温度计、广口保温瓶配有耐酸塑料筒(1991版第3章，本版3.3)；——灼烧质量由一个样品定值修改为二个样品平均结果定值(1991版6.2.2，本版3.5.2.3)；——水化样品的存放提出要求(本版3.5.3.3);——规范了试验操作步骤(1991版第6章，本版3.5)。本标准直接法与GB/T2022—1980相比，主要变化如下：——截锥圆筒材料由原来铜皮改为塑料，内衬由原来牛皮纸改为薄塑料筒(1980版1.1.2，本版4.3)；——热容量测定散热常数用水量改为500g士10g(1980版4.8，本版4.5.3.3)；——试验用标准砂改为符合GB/T17671规定的粒度范围在(0.5〜1.0)mm的中砂(1980版5.11，本版4.2.2);——试验灰砂比由原来按不同品种、不同等级变化配比改为固定灰砂比，水泥：标准砂=1:3(1980版5.11，本版4.5.6.4)；——搅拌方式由手工搅拌改用ISO胶砂搅拌机搅拌(1980版5.13，本版4.5.7)；——原试验胶砂量改为称量800g士1g(1980版5.13，本版4.5.8)；——增加了仲裁试验样品用水为蒸馏水(本版4.2.3)。本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国水泥标准化技术委员会(SAC/TC184)归口。本标准主要起草单位：中国建筑材料科学研究总院、中国建筑材料检验认证中心。本标准参加起草单位：云南省建筑材料产品质量监督检验站、葛洲坝股份有限公司水泥厂、四川金顶集团峨眉山水泥厂、抚顺水泥股份有限公司、浙江金华婺星水泥有限公司。本标准主要起草人：张秋英、王旭方、霍春明、刘胜、郭俊萍、周桂林、黎锦清、李绍元、张顺、邵水凭。*本标准所代替标准的历次版本情况为：---GB/T12959—1991；---GB/T2022—1980。GB/T12959—2008水泥水化热测定方法1范围本标准规定了水泥水化热测定方法的原理、仪器设备、试验室条件、材料、试验操作、结果的计算及处理等。本标准适用于中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥。其他品种水泥采用溶解热方法时应确定该品种水泥测读温度的时间。在本标准中溶解热法列为基准法，直接法列为代用法，水泥水化热测定结果有争议时以基准法为准。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T1346—2001水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(eqvISO9597:1989)GB/T6682分析实验室用水规格和试验方法（GB/T6682—1992，neqISO3696:1987)GB/T17671水泥胶砂强度检验方法(ISO法）（GB/T17671—1999,idtISO679:1989)JC/T681行星式水泥胶砂搅拌机3溶解热法（基准法）3.1方法原理本方法是依据热化学盖斯定律，化学反应的热效应只与体系的初态和终态有关而与反应的途径无关提出的。它是在热量计周围温度一定的条件下，用未水化的水泥与水化一定龄期的水泥分别在一定浓度的标准酸溶液中溶解，测得溶解热之差，作为该水泥在该龄期内所放出的水化热。3.2材料、试剂及配制3.2.1水泥试样应通过0.9mm的方孔筛，并充分混合均匀。3.2.2氧化锌(ZnO)用于标定热量计热容量，使用前应预先进行如下处理，将氧化锌放人坩埚内，在（900〜950)#C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，贮存备用。在进行热容量标定前，应将上述制取的氧化锌约50g在（900〜950)SC下灼烧5min，然后在干燥器中冷却至室温。3.2.3氢氟酸(HF)浓度为40%(质量分数)或密度(1.15〜1.18)g/cm3。3.2.4硝酸(HN03)一次应配制大量浓度为(2.00±0.02)mol/L的硝酸溶液。配制时量取浓度为65%〜68%(质量分数)或密度为1.39g/cm3〜1.41g/cm3(2(TC)的浓硝酸138mL，加蒸馏水稀释至1La硝酸溶液的标定:用移液管吸取25mL上述巳配制好的硝酸溶液，移人250mL的容量瓶中，用蒸谐水稀释至标线，摇匀。接着用已知浓度(约0.2mol/L)的氢氧化钠标准溶液标定容量瓶中硝酸溶液的浓度，该浓度乘以10即为上述已配制好的硝酸溶液的浓度。GB/T12959—20083.2.5标准中所用试剂应用分析纯。用于标定的试剂应为基准试剂。所用水应符合GB/T6682中规定的三级水要求。.3仪器设备3.3.1溶解热测定仪由恒温水槽、内筒、广口保温瓶、贝克曼差示温度计或量热温度计、搅拌装置等主要部件组成。另配个曲颈玻璃加料漏斗和一个直颈加酸漏斗。有单筒和双筒两种，双筒如图1所示。13456水槽壳体；电机冷却水泵;电机冷却水箱;-恒溫水槽；-试验内筒；-广口保温瓶;7筒盖；8加料漏斗;9度计;贝氏溫度计或量热温2478轴承；标准》度计；电机冷却水管;电机横梁；锁紧手柄；循环水泵；支架；酸液搅拌棒；加热管；1920212425控温仪；温度传感器；控制箱面板；自锁按扭开关;电气控制箱；水槽进排水管;水槽溢流管o图溶解热测定仪3.3.1.恒温水槽水槽内外壳之间装有隔热层，内壳横断面为椭圆形的金属筒，横断面长轴750mm，短轴450深310mm，容积约75L。并装有控制水位的溢流管。溢流管高度距底部约270mm，水槽上装有二个用于搅拌保温瓶中酸液的搅拌器，水槽内装有二个放置试验内筒的筒座，进排水管、加热管与循环水泵等部件。3.3.1.2内筒筒口为带法兰的不锈钢圆筒，内径150mm，深210mm，筒内衬有软木层或泡沫塑料，筒口上镶嵌有椽胶圈以防漏水，盖上有三个孔，中孔安装酸液搅拌棒，两侧的孔分别安装加料漏斗和贝克曼差示温度计或量热温度计。3.3.1.3广口保温瓶配有耐酸塑料筒，容积约为600mL，当盛满比室温髙约5SC的水、静置30min时，其冷却速率不得大于O.001*C/minoGB/T12959—20083.3.1.4贝克曼差示温度计（以下简称贝氏温度计）分度值为0.ore，最大差示温度为5.2*C，插入酸液部分须涂以石蜡或其他耐氢氟酸的材料。试验前应用量热温度计将贝氏温度计零点调整到约14.50(TC。3.3.1.5量热温度计分度值为0.01_C，量程(14〜20VC，插入酸液部分须涂以石蜡或其他耐氢氟酸的材料。3.3.1.6搅拌装置酸液搅拌棒直径#(6.0〜6.5)mm，总长约280mm，下端装有两片略带轴向推进作用的叶片，插入酸液部分必须用耐氢氟酸的材料制成。水槽搅拌装置使用循环水泵。3.3.1.7曲颈玻璃加料漏斗漏斗口与漏斗管的中轴线夹角约为30。，口径约为70mm，深100mm，漏斗管外径7.5mm,长95mm，供装试样用。加料漏斗配有胶塞。3.3.1.8直颈加酸漏斗由耐酸塑料制成，上口直径约70mm，管长120mm，外径7.5mm。3.3.2天平量程不小于200g，分度值为0.001g和量程不小于600g，分度值为0.1g天平各一台。3.3.3局温炉使用温度（900〜950)#C，并带有恒温控制装置。3.3.4试验筛0.15mm和0.60mm方孔筛各一个。3.3.5铂金坩埚或瓷坩埚容量约30mL。瓷坩埚使用前应编号灼烧至恒重。3.3.6研钵钢或铜材料研钵、玛瑙研钵各1个。3.3.7低温箱用于降低硝酸溶液温度。3.3.8水泥水化试样瓶由不与水泥作用的材料制成，具有水密性，容积约15mLe3.3.9其他磨口称量瓶、分度值为o.rc的温度计、放大镜、时钟、秒表、干燥器、容量瓶、吸液管、石蜡、量杯、量W寺。3.4试验室条件3.4.1试验室温度应保持在(20士1VC，相对湿度不低于50%。室内应备有通风设备。3.4.2试验期间恒温水槽内的水温应保持在(20士0.1)°C。3.4.3恒温水槽用水为纯净的饮用水。3.5试验步骤3.5.1热量计热容量的标定3.5.1.1贝氏温度计或量热温度计、保温瓶及塑料内衬、搅拌棒等应编号配套使用使用贝氏温度计试验前应用量热温度计检查贝氏温度计零点。如果使用量热温度计，不需调整零点，可直接测定。3.5.1.2在标定热量计热容量的前24h应将保温瓶放入内筒中，酸液搅拌棒放入保温瓶内，盖紧内筒盖，再将内筒放入恒温水槽内。调整酸液搅拌棒悬臂梁使夹头对准内筒中心孔，并将酸液搅拌棒夹紧。在恒温水槽内加水使水面高出试验内筒盖（由溢流管控制高度），打开循环水泵等，使恒温水槽内的水温调整并保持到(20±0.1)V，然后关闭循环水泵备用。3.5.1.3试验前打开循环水泵，观察恒温水槽温度使其保持在(20士0.1VC，从安放贝氏温度计孔插入GB/T12959—2008直颈加酸漏斗，用500mL耐酸的塑料杯称取(13.5士0.5)X：的(2.00土0.02)mol/L硝酸溶液约410g，量取8mL40%氢氟酸加入耐酸塑料量杯内，再加入少量剩余的硝酸溶液，使两种混合溶液总质量达到(425士0.1)g，用直颈加酸漏斗加入到保温瓶内，然后取出加酸漏斗，插入贝氏温度计或量热温度计，中途不应拔出避免温度散失。3.5.1.4开启保温瓶中的酸液搅拌棒，连续搅拌20min后，在贝氏温度计或量热温度计上读出酸液温度，此后每隔5min读一次酸液温度，直至连续15min，每5min上升的温度差值相等时(或三次温度差值在0.002X：内）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。3.5.1.5初测期结束后，立即将事先称量好的(7士0.001)g氧化锌通过加料漏斗徐徐地加入保温瓶酸液中（酸液搅拌棒继续搅拌），加料过程须在2min内完成，漏斗和毛刷上均不得残留试样，加料完毕盖上胶塞，避免试验中温度散失。3.5.1.6从读出初测读数8。起分别测读20min%40min、60min、80min、90min、120min时贝氏温度计或量热温度计的读数，这一过程为溶解期。3.5.1.7热量计在各时间内的热容量按式(1)计算，计算结果保留至0.1J/°C：q—G0[1072.0+0.4(30—ta)~h0.—G)]....................(1)Ro式中：c——热量计热容量，单位为焦耳每摄氏度(J/X：)；Go——氧化锌重量，单位为克(g)?t——氧化锌加入热量计时的室温，单位为摄氏度rc);ta——溶解期第一次测读数队加贝氏温度计o’c时相应的摄氏温度（如使用量热温度计时A的数值等于^的读数)单位为摄氏度CC);Ro——经校正的温度上升值，单位为摄氏度rc);1072.0——氧化锌在30'C时溶解热，单位为焦耳每克(J/g)；0.4——溶解热负温比热容，