---

Follow the procedure for reading temperature given in 6.2 for the anhydrous sample, to avoid reading errors

.

На основі показників температури, взятих згідно з 7.1.1.2 чи 7.1.1.3, обчислюють приріст ДТ_С за формулами (6) або (7):

а

^Л7с =(Г₃0 ^-7'₀)-2[(T₀ -7’-15)^-K(⁷3O -7b)] >

) для всіх цементів та гідравлічних в'яжучих:

7.1.2 Calculation

On the basis of the temperature readings taken in accordance with 7.1.1.2 or 7.1.1.3 calculate ДТ_С from the Equations (6) or (7):

1. All cements and hydraulic binders:

(6)

де where

K-коефіцієнт тепловтрат у Кельвінах на 15 хв К is the thermal leakage coefficient, in Kelvins

на кожен Кельвін різниці температур per 15 min per Kelvin temperature difference,

(K/15 хв К^-1); (K/15 min K^-1).

2. для портландцементу (CEM I): b) Portland cements (CEM I):

^д7с =(7зо-Т_о)-2(Т₄₅-Т30) • (7

)

+ 0,8(T_f -7"_a)+ 0,8(7? -20),

(8)

Теплоту розчинення негідратованого цементу Q_a у джоулях на грам (Дж-г^-1) обчислюють за формулою:

Q_a = ^{С х} А⁷?-
^аР

де;

ДТ_С - коригований приріст температури, К;

С - теплоємність калориметра у джоулях на Кельвін (Дж-К^-1);

Р- маса негідратованого цементу, г;

T_f- температура у кінці періоду розчинення негідратованого цементу, °С;

Т_а- температура негідратованого цементу (оточуюча температура) при введенні у кало­риметр, °С;

0,8 - питома теплоємність негідратованого цементу у джоулях на грам на Кельвін (Дж-г^-1 К^-1);

-0,8 - температурний коефіцієнт теплоти роз­чинення негідратованого цементу у джоулях на грам на Кельвін (Дж-г^-1 К“¹);

Примітка. Останній член введено до рівняння для коригування значення теплоти розчинення при відхиленнях від стандартної температури, що ста­новить 20 °С.

7.1.2.2 Heat of solution

Calculate the heat of solution of anhydrous ce­ment, Q_a, in joules per gram (J g^-1), from Equa­tion (8): where

ДТ_С is the corrected temperature increase, in Kelvins (K);

C is the thermal capacity of the calorimeter, in joules per Kelvin (J K~¹);

P is the mass of anhydrous cement, in grams (g);

T_f is the temperature at the end of the anhy­drous cement dissolution period, in degrees Cel­sius (°С);

T_a is the temperature of the anhydrous cement (i.e. ambient temperature) when introduced into the calorimeter, in degrees Celsius (°С);

0,8 is the specific heat of the anhydrous cement, in joules per gram per Kelvin (Jg~¹ K^-1);

-0,8 is the temperature coefficient of the heat of solution of the anhydrous cement, in joules per gram per Kelvin (J • g~¹ • K^-1).

NOTE The last term in the equation has been intro­duced so as to correct the value of the heat of solution for any divergence from the reference temperature, 20 °С.

7.1.3 Вираження результатів

Виражають значення теплоти розчинення негі- дратованого цементу Q_a, як середнє значення двох замірів, округлене до десятих. Якщо різниця між двома значеннями більша за 14Джг^-1, проводять третє випробування. Від­хиляють результат, що відрізняється від се­реднього значення цих трьох значень більше ніж на ± 7 Джг“¹. Якщо один із результатів відхилено, обчислюють середнє значення двох інших, що залишились.

Примітка. Стандартний відхил при повторюваності є_г для замірів теплоти розчинення негідратованого цементу становить 5 Дж г^-1. Таким чином, резуль­тати двох випробувань, що були проведені з дотри­манням вимог одним спеціалістом та із зразком того самого цементу, не повинні відрізнятися один від одного більше ніж на 14 Дж • г“¹.

7.2 Теплота розчинення гідратованого цементу

Дістають пробу гідратованого цементу (4.4) з пробірки та швидко подрібнюють так, щоб вона вся просіювалася через сито з отворами 600 мкм (5.6). Використовуючи швидкісну дробарку, подрібнюють пробу за (45 ± 15) с. Завершують подрібнення не пізніше 15 хв, щоб мінімізувати контакт з повітрям та наси­чення двоокисом вуглецю. Як альтернатива, ці процедури також можна провести у спеціаль­ному герметичному боксі з рукавичками в атмосфері азоту.

Поміщають пробу у герметичний контейнер та гомогенізують, потрусивши вручну чи меха­нічно. Зважують три проби з однієї пробірки для калориметричних визначень та визна­чення коригування зв'язаної води. Роблять це швидко, щоб уникнути втрат води чи насичен­ня двоокисом вуглецю. Збільшують кількість гідратованої проби для визначення теплоти розчинення на 40 % порівняно з випробуван­ням негідратованих проб. Зважують гідрато- вану пробу з точністю ± 0,000 1 г. Проводять калориметричні визначення як для негідра­тованого цементу (див. 7.1.1).

Починають вимірювання теплоти розчинення у межах наступних інтервалів часу згідно з встановленими періодами гідратації:

а) ± ЗО хв для гідратації періодом менше 3 діб;

7.1.3 Expression of results

Express the heat of solution of the anhydrous ce­ment, Q_a, as the mean of two measurements, ex­pressed to one decimal place. If the difference between the two measurements is greater than 14 J g^-1 carry out a third test. Reject any result which differs from the mean of these three values by more than ± 7 J g^-1. If one result is rejected, calculate the mean from the remaining two val­ues.

NOTE The standard deviation of repeatability, c_r, for the measurement of heat of solution of anhydrous cement is 5 J g^-1. Therefore, results of two properly conducted tests by the same operator on samples of the same cement should not differ from each other by more than 14 J g^-1.

7.2 Heat of solution of hydrated cement

Remove the sample of hydrated cement (4.4) from the vial, and crush quickly, so that the whole sample passes the 600 ?m sieve (5.6). When crushing by means of a rapid crusher operate this for (45 ± 15) s. Complete the reduction in not more than 15 min so minimising contact with air and avoiding carbon dioxide absorption. Alternatively these procedures can be undertaken in a nitrogen atmosphere in a glove box.

Place the sample in a sealed container and ho­mogenise by shaking, either manually or mechan­ically. Weigh the three samples from the same vial, required for the calorimetric determination and determination of bound water correction, in quick sequence to avoid loss of water or carbon dioxide absorption. Increase the quantity of the hydrated sample used to determine the heat of solution by 40 % over that used to test the anhy­drous sample. Weigh the hydrated sample to ± 0,000 1 g. Carry out the calorimetric determina­tion as for the anhydrous cement (see 7.1.1).

Commence the heat of solution determination within the following times according to the speci­fied hydratio nage:

± 30 min for hydration ages less than three days

;

Примітка, У разі невідповідності у часі при вико­ристанні одного калориметра, важливо використо­вувати проби гідратованого цементу з двох окремих замісів, що були зроблені у різний час.

2. ± 1 год для гідратації періодом 3 доби або більше, але менше 7 діб;

3. ± 2 год для гідратації періодом більше або рівним 7 діб.

2. Коригування зв'язаної води

Скориговують масу гідратованої проби до її негідратованої маси шляхом визначення зв'я­заної води. Для цього прожарюють однакові порції гідратованого та негідратованого це­менту з пробірки, який використовується для отримання калориметричних визначень. Зва­жують 2 г зразків з точністю ± 0,000 1 г. Про­жарюють у платинових тиглях за температури (950 ± 25) °С протягом 1 год, потім охолод­жують у ексикаторі та відразу зважують.

Максимальна різниця між двома процентними значеннями зміни маси при прожарюванні для негідратованого т_а чи гідратованого m_h це­менту не повинна перевищувати 0,1 %.

Примітка 1. Для визначення також використовують альтернативні апаратні методи, наприклад, термогравіметрію чи автоматизовані аналізатори вмісту води і двоокису вуглецю.

Примітка 2. Замість прожарювання, коригування зв'язаної води також проводять за вмістом оксиду кальцію (СаО) шляхом проведення хімічного ана­лізу або рентгенівського флуоресцентного аналізу. Визначення оксиду кальцію потребує більшої точ­ності, оскільки помилка при визначенні вмісту оксиду кальцію впливає вдвічі більше на значення теплоти гідратації порівняно з процентним зна­ченням зміни маси при прожарюванні.

Примітка 3. Якщо цемент містить компоненти, здатні до окислення, визначення проводять за вмістом оксиду кальцію.

3. Обчислення

   1. Обчислюють коригований приріст тем­ператури ДТ_С за формулами (6) та (7) для гід­ратованого цементу.

   2. Теплоту розчинення О_;- гідратованого цементу у джоулях на грам обчислюють за формулою (9):

NOTE In the case of time inconsistency when using a single calorimeter it is essential to use sample of hydrated cement taken from two separate mixes made at different time.

2. ± 1 h for hydration ages greater than, or equal to, three days and less than seven days;

3. ± 2 h for hydration ages greater than, or equal to, seven days.

2. Correction for bound water

Correct the mass of the hydrated sample to its an­hydrous mass by determining the bound water by igniting portions of the same sample of the anhy­drous cement and a sample of hydrated cement from a vial as used for the calorimetric determina­tion. Weigh two 2 g samples to ± 0,000 1 g. Ignite using platinum crucibles, at (950 ± 25) °С for 1 h, then cool in a desiccator to ambient temperature and weigh immediately.

The maximum deviation between the two deter­minations of percentage mass change on ignition for either the anhydrous, m_g, or hydrated, m_h, ce­ment shall not be greater than 0,1 %.

NOTE 1 Alternative instrumental methods such as thermogravimetry or automatic water and carbon dioxide analysers may be used for this determination.

NOTE 2 The bound water correction may be deter­mined from the calcium oxide (CaO) content by chemical analysis or X-ray fluorescence, instead of by ignition. Calcium oxide determination requires greater accuracy as an error in the calcium oxide content affects the heat of hydration by a factor of two com­pared with the percentage mass change on ignition method.

NOTE 3 If the cement contains oxidizable components then the determination by calcium oxide content should be used.

2. Calculation

1. Calculate the corrected temperature rise, AT_C, from Equations (6) and (7) for hydrated ce­ment.

C

Qj =^^^+1,7(7?-T_a)+1,3(T_f-20), (9)

PxF


alculate the heat of solution, Q_;- in joules per gram of hydrated cement, from Equation (9)

:

2. де;

Р- маса гідратованого цементу, г;

T_f- температура у кінці періоду розчинення гідратованої проби, °С;

Т_д- температура гідратованого цементу (тобто оточуюча температура) при введенні у калориметр, °С;

F - коричуючий коефіцієнт для зв'язаної води;

1,7- питома теплоємність гідратованого цемен­ту у джоулях на грам на Кельвін (Дж• г^-1 • К~¹);

1,3- температурний коефіцієнт теплоти роз­чинення гідратованого цементу у джоулях на грам на Кельвін (Дж г^-1 К^-1).

Коригуючий коефіцієнт для зв'язаної води об­числюють за формулами (10) та (11): а) при прожарюванні:

F =

Де:

m_h- зміна маси гідратованої проби при про­жарюванні, % за масою;

т_а - зміна маси негідратованої проби при про­жарюванні, % за масою;

Ь) залежно від вмісту вапна:

Д

F = ^-,
^ca

е:

c_h- вміст оксиду кальцію у гідратованій пробі, % за масою;

с_а - вміст оксиду кальцію у негідратованій пробі, % за масою.

1. .4 Вираження результатів

Виражають значення теплоти розчинення гід­ратованої проби Qj як середнє значення двох замірів, округлене до десятих. Для кожного вимірювання слід брати нову пробу з різних пробірок однієї групи (див 4.4).

Примітка. Точність та межі приймання ре­зультатів визначення теплоти розчинення для гідратованих проб ідентичні даним для негі- дратованих (див. 7.1.3).

where;

Р is the mass of hydrated cement, in grams (g);

T_f is the temperature at the end of the dissolution period of the hydrated sample, in degrees Celsius (°С);

T_a is the temperature of the hydrated cement (i.e. ambient temperature) when introduced into the calorimeter, in degrees Celsius (°С);

F is the correction factor for bound water;

7. is the specific heat of hydrated cement, in joules per gram per Kelvin (Jg^-1 K^-1);

8. is the temperature coefficient of the heat of so­lution of hydrated cement, in joules per gram per Kelvin (Jg^-1 K~¹).

Calculate the correction factor for bound water from Equation (10) or (11):

1. based on ignition:

(10)

w

100-П7/, 100-m_a ’

here:

m_h is the mass change on ignition of the hydrated sample, in percent by mass (%);

m_a is the mass change on ignition of the anhy­drous sample, in percent by mass (%);

2. based on the lime content:

(11)

where

c_h is the calcium oxide content of the hydrated sample, in percent by mass (%);

c_a is the calcium oxide content of the anhydrous sample, in percent by mass (%).

7.2.4 Expression of results

Express the heat of solution of the hydrated sample, Q/, as the mean of two measurements, expressed to one decimal place. For each mea­surement use a new sample, taken from a differ­ent vial of the same set (see 4.4).

NOTE The precision and acceptance limits for re­sults of determination of heat of solution of the hy­drated sample are the same as those given for anhydrous cement (see 7.1.3).

8 ТЕПЛОТА ГІДРАТАЦІЇ

1. Обчислення результатів

Теплоту гідратації цементу, Н, , виражену в джоулях на грам цементу при 20 °С, як різницю між теплотою розчинення негідратованого та гідратованого цементу обчислюють згідно з 7.1.2 та 7.2.3 за формулою (12):

2. Звіт про результати

Звітують про результати визначення теплоти гідратації Hj , виражену в джоулях на 1 г це­менту, цифрою, округленою до цілого числа.

3. Точність

   1. Повторюваність

Стандартний відхил повторюваності теп­лоти гідратації становить 8 Дж-г^-1.

Таким чином, результати двох випробувань, що були проведені в одній лабораторії та з тим самим цементом, не повинні відрізнятися більше ніж на 22 Дж-г^-1.

2. Відтворюваність

Скачать бесплатно