Підготовити цементну пробу, відібрану згідно з розділом 4 ЕN 196-7, наступним чином:
приготувати лабораторну пробу приблизно 20 г, користуючись пробовідбірником або вручну шляхом квартування;
на жодному етапі металічне залізо з проби не видаляти;
подрібнити пробу в агатовій ступці (6.2.3 k)), потім просіяти її крізь сито 75 мкм (6.2.3 І)). Якщо на ситі є залишок, операцію повторювати, доки крізь сито 75 мкм не пройде вся проба;
зібрати та змішати весь матеріал, що пройшов крізь сито, в об'єднану пробу;
сушити пробу 2 год у сушильній шафі (6.2.3 b)) і дати їй охолонути в ексикаторі (6.2.3 h)).
6.2.4.2 Приготування розчину ЕДТА
Змішати 250 мл триетаноламіну (ТЕА) (6.2.2 а)) та 500 мл води в лабораторній склянці місткістю 2000 мл. Розчинити (93,00 ± 0,02) г ЕДТА (6.2.2 b)) в цій суміші та дати охолонути до кімнатної температури. Перевести в мірну колбу місткістю 1000 мл.
Поставити колбу під витяжку, швидко додати 173 мл діетиламіну (ДЕА) (6.2.2 с)), закрити пробку та дати охолонути.
Довести до позначки водою.
Швидко перенести отриманий розчин у пляшку з темного скла, оснащену повітряно-непроникним затвором. Розчин можна зберігати не більше одного місяця.
ЗАСТЕРЕЖЕННЯ. Діетиламін (ДЕА) - це достатньо летка речовина, яка є токсичною за умови вдихання її концентрованих парів. Тому приготування цього розчину слід проводити під витяжкою, подалі від будь-якого джерела тепла або полум'я, в захисних окулярах та рукавичках, і виконувати всі операції якнайшвидше.
Крім того, під час розчинення цементу склянка повинна бути накритою, щоб виключити будь-який ризик вдихання та уникнути втрати летких складників, що може зашкодити буферній дії розчину ЕДТА. За наявності неприємного запаху від накритої склянки рекомендується подальшу роботу, в тому числі фільтрування, проводити під витяжкою.
6.2.4.3 Розчинювання з використанням розчину ЕДТА
Користуючись піпеткою, оснащеною фільтром, перенести 50 мл буферованого розчину ЕДТА (6.2.4.2) в лабораторну склянку місткістю 1000 мл та розвести водою приблизно до позначки 800 мл.
Перемішувати розчин мішалкою (6.2.3 d)) зі швидкістю приблизно 300 об/хв.
Перевірити, чи становить температура розчину (20 ± 0,5) °С (6.2.3 с)).
Розподілити по поверхні розчину (0,5000 ± 0,0200) г сухого цементу, зваженого з точністю до 0,0001 г (m). Додавання цементу здійснювати поступово, постійно перемішуючи, щоб запобігти утворенню агломератів, які важко диспергувати.
Через 5 хв перервати перемішування та перевірити, чи не залишилось грудочок цементу. Якщо грудочки є, розбити їх сплощеним кінцем скляної палички.
Накрити склянку.
Продовжувати перемішування протягом (120±5) хв, підтримуючи температуру розчину на рівні (20±0,5) °С.
Перед фільтруванням слід підготовити скловолокнистий фільтр, щоб уникнути будь-яких помилок через втрату скляних мікроволокон під час фільтрування. Для цього необхідно промити фільтр водою, висушити в сушильній шафі, дати йому охолонути в ексикаторі до кімнатної температури та зважити з точністю до 0,0001 г (m1).
Помістити зважений фільтр на пристрій для вакуумної фільтрації (6.2.3 g)), а щоб закріпити фільтр на площині лійки, змочити його водою.
Фільтрувати розчин екстракту крізь вологий фільтрувальний папір (6.2.3 f)), створюючи таке розрідження, щоб тиск у колбі пристрою для вакуумної фільтрації весь час був не нижче 33,5 кПа (250 мм рт.ст).
Промити мішалку та склянку водою і за необхідності слід використати скляну паличку з гумовою насадкою, щоб відділити тверді частки, що прилипли, і перевести весь твердий залишок на фільтр лійки. Промити стінки лійки так, щоб весь твердий залишок зібрався на фільтрувальному папері, і далі п'ять разів промити залишок 10 мл води так, щоб вода повністю пройшла крізь фільтр при кожному промиванні. Останній раз промити етанолом (6.2.2 d)).
Обережно зняти фільтрувальний папір з лійки і помістити його на тарілку для зважування (6.2.3 j)). Сушити фільтрувальний папір 1 год на тарілці в сушильній шафі (6.2.3 b)).
Після 15 хв охолодження в ексикаторі (6.2.3 h)) зважити фільтрувальний папір із залишком з точністю до 0,0001 г (m2).
Тримати фільтрувальний папір із залишком в герметичному контейнері так, щоб за потреби (див. 6.2.4.7) можна було визначити вміст сульфіду.
6.2.4.4 Розчинення розведеною нітратною кислотою
Налити 120 мл дистильованої води в лабораторну склянку місткістю 400 мл. Перемішувати мішалкою (6.2.3 d)). Під час перемішування поступово додати (1,000 ± 0,0200) г сухого цементу, зваженого з точністю до 0,0001 г (m3). Додавання здійснювати поступово, щоб уникнути утворення агломератів, які важко диспергувати. Перемішувати 5 хв. Перевірити, чи не залишилось грудочок цементу. Якщо вони присутні, розбити їх сплощеним кінцем скляної палички. Продовжувати перемішування, повільно додаючи 80 мл розведеної нітратної кислоти (1:9).
Продовжувати перемішування 30 хв.
Якщо виділяється дигідроген сульфіду (сірководень) (Н2S), проводити цю процедуру під витяжкою.
Фільтрувати розчин крізь попередньо зважений паперовий фільтр із скляним мікроволокном (m4) (6.2.3 е)).
Підготування паперового фільтру, процедури фільтрування та промивання залишку ідентичні описаним для визначання залишку, не розчинного в ЕДТА (див. 6.2.4.3).
Сушити паперовий фільтр із залишком 1 год в сушильній шафі (6.2.3 b)). Після 15 хв охолодження в ексикаторі зважити паперовий фільтр із залишком з точністю до 0,0001 г (m5).
6.2.4.5 Визначання сульфату
Визначати вміст сульфату в цементі методом згідно з розділом 8 ЕN 196-2.
6.2.4.6 Визначання карбон діоксиду
Визначати вміст карбон діоксиду в цементі методом згідно з розділом 15 ЕN 196-2.
6.2.4.7 Визначання сульфіду
Визначати вміст сульфіду в цементі S1 і в залишку S2, отриманому після розчинення в ЕДТА, методом згідно з розділом 11 ЕN 196-2.
Примітка. Для підвищення точності визначання вмісту сульфіду необхідно наступне:
для визначання S1 використовувати (0,5000 ± 0,0200) г цементу, зваженого з точністю до 0,0001 г;
S2 визначати в залишку, отриманому після розчинення в ЕДТА за умови внесення в лабораторну склянку для аналізування (вимірювання) із фільтрувальним папером (див. 6.2.4.3). Тоді маса використаної проби становитиме (m2 – m1);
при низькому вмісті сульфіду рекомендується використання більшої наважки цементу, як запропоновано в примітці до підрозділу 11.2 ЕN 196-2.
6.2.5 Обчислення складників цементу
6.2.5.1 Загальні положення
Під час дослідних робіт, які проводились перед підготовкою технічного звіту, встановлено, що вміст регулятора тужавлення та вапняних складників, обчислений на основі стехіометричних співвідношень з використанням значень сульфату та карбон діоксиду відповідно не відповідає їх фактичному вмісту в цементах. Слід мати на увазі, що, з одного боку, регулятори тужавлення можуть являти собою суміш матеріалів, більш або менш дегідратованих при виробництві, і що інші складники, крім клінкеру, можуть містити сульфати, якими не можна нехтувати. З іншого боку, вапняні складники рідко бувають чистими матеріалами. Тому при обчисленнях були застосовані емпіричні коефіцієнти, які були отримані за результатами експериментів.
Ці коефіцієнти враховують також той факт, що силікатні (кремнеземні) складники частково розчиняються в нітратній кислоті і що шлак не повністю розчиняється в ЕДТА.
6.2.5.2 Обчислення нерозчинних залишків
Виразити всі обчислені значення у відсотках у розрахунку на суху речовину. Обчислити масову частку нерозчинного залишку а, отриманого при розчиненні в ЕДТА, за формулою:
де m - маса наважки цементу, г;
m1 - маса фільтрувального паперу, г;
m2- маса залишку із фільтрувальним папером після висушування, г.
Обчислити масову частку нерозчинного залишку b, отриманого при розчиненні в нітратній кислоті за формулою:
де m3 - маса наважки цементу, г;
m4 - маса фільтрувального паперу, г;
т5- маса залишку із фільтрувальним папером після висушування, г.
6.2.5.3 Обчислення складників
Обчислити масову частку регулятора тужавлення R у відсотках за формулою:
R = 1,6 s, (3)
де s - масова частка сульфату в цементі, %.
Обчислити масову частку вапняного складника С у відсотках за формулою:
С = 2,0 с, якщо с > 1; (4 а)
С = 0, якщо с ≤ 1, (4 b)
де с - масова частка карбон діоксиду в цементі, %.
Обчислити масову частку силікатного (кремнеземного) складника (Р) у відсотках за формулою:
Р = 1,05 b, якщо b > 2; (5 а)
Р = 0, якщо b ≤ 2, (5 b)
де b - масова частка нерозчинного залишку, отриманого при розчиненні в нітратній кислоті, %.
Обчислити масову частку шлаку L у відсотках за формулою:
L = 0, якщо (а - b) ≤ 1; (6 а)
L = 1,05 (а - b), якщо 1 < (а - b) < 30; (6 b)
L = mах (L1, L2), якщо (а - b) ≥ 30, (6 с)
де L1 = 1,05 (а - b); (7)
Це рівняння дійсне, якщо виконана умова 100 S1 ≥ а х S2.
Якщо це не так, провести нове визначання S1, S2 та а,
де S1 - масова частка сульфіду в цементі, %;
S2 - масова частка сульфіду в залишку, отриманому при розчиненні в ЕДТА, %.
Обчислити масову частку клінкеру К у відсотках за формулою:
К = 100 – R – С – Р – L. (9)
Примітка 1. Для обчислення вмісту різних складників у цементі, який не містить регулятора тужавлення, необхідно значення, отримані як наведено вище, помножити на коефіцієнт 100/(100 - R).
Примітка 2. Вміст клінкеру, враховуючи, що він є основним складником, присутнім в усіх видах і класах цементу, потрібно обчислювати як різницю між 100 % та масою інших складників.
6.2.5.4 Подальші дослідження
Результати сумнівні, якщо:
деякі кількісно визначені складники відрізняються від тих, які мають бути присутні згідно з позначенням виду та/або класу цементу, вказаним постачальником;
визначений вміст деяких складників, що зазвичай присутні в цементі, свідчить про належність цементу до іншого виду та/або класу, відмінному від заявленого постачальником;
використання нового складника, для кількісного визначення вмісту якого поточним методом ще нема достатнього досвіду;
інспекційний орган або, за його відсутності, будь-який незалежний орган, уповноважений зацікавленими сторонами для проведення аналізів, повинен перед видачею звіту про аналізування провести додаткові дослідження у виробника цементу.
6.2.6 Збіжність та відтворюваність
Критерії збіжності та відтворюваності були визначені для вмісту клінкеру лише тому, що він присутній в усіх видах та класах цементу.
Якщо (а - b) < 30 або (а - b) ≥ 30 та L = L1,
середнє квадратичне (стандартне) відхилення збіжності становить 1 %;
середнє квадратичне (стандартне) відхилення відтворюваності становить 2 %.
Якщо (а - b) ≥ 30 та L = L2,
середнє квадратичне (стандартне) відхилення збіжності становить 2 %;
середнє квадратичне (стандартне) відхилення відтворюваності становить 4 %.
6.2.7 Якісне визначання типу цементу
Для визначання виду досліджуваного цементу необхідно порівняти обчислені значення цементу із діапазоном значень складу різних видів цементів згідно з таблицею 1 ЕN 197-1.
Методи, описані в цьому розділі, стосуються лише цементів із трьома складниками, тобто:
клінкером,
одним гідравлічним або пуцолановим складником (шлаком, пуцоланом, силікатною золою-винесення),
регулятором (-ми) тужавлення.
Тому ці методи можна застосовувати лише в тому разі, якщо інспекційний орган або, за його відсутності, будь-який незалежний орган, уповноважений зацікавленими сторонами, мають від виробника цементу документ, який засвідчує, що цемент містить лише складники, перелічені вище.
Деякі з методів, описаних в розділі 7, є варіантами еталонного, в той час як інші базуються на фізичному розділенні складників та різних аналітичних визначаннях.
7.2.1 Метод розділення за густиною
7.2.1.1 Суть методу
Фракції клінкеру та шлаку розділяють якомога чистіше за допомогою розчинів різної густини, використовуючи фракцію цементу певного розміру рисунок 1).
НАЦІОНАЛЬНА ПРИМІТКА. Під "чистотою" фракцій клінкеру та шлаку слід розуміти наявність у розділених фракціях тільки одного матеріалу (або клінкеру, або шлаку).
Визначають концентрацію компонента-індикатора, присутнього в цементі та у фракціях клінкеру та шлаку.
Далі обчислюють вміст шлаку в цементі.
Рисунок 1 - Схема процесу розділення цементу з використанням розчинів різної густини
7.2.1.2 Реактиви
а) дііодометан1) СН2І2 (ρ від 3,31 г/см3 до 3,32 г/см3);
b) дибутилфталат С6Н4 (СООС4Н9) 2 (ρ = 1,04 г/см3);
с) трибромометан (бромоформ)1) СНВr3 (ρ від 2,88 г/см3 до 2,89 г/см3);
d) етанол С2Н5ОН (абсолютний етиловий спирт);
e) ефір діетиловий С2Н5ОС2Н5.
7.2.1.3 Прилади
а) ваги згідно з 6.2.3 а);
b) сушильна шафа згідно з 6.2.3 b);
с) фільтр із пористого скла з середнім діаметром пор не більше 4 мкм;
d) центрифуга з обертовою частотою не менше 1000 об/хв;
е) сито з мінімальним розміром отворів 32 мкм і максимальним 40 мкм;
