固体密度测量仪

建筑行业水泥泥浆真密度测试方法 Density and Percent Solids of a Slurry钢筋混凝土铸就如今的高楼耸立，应用在不同工业方向上的泥浆差异很大，需要一种可靠的表征方法来测量这类混合物的密度。安东帕康塔的Ultrapyc系列固体真密度分析仪可以精准的测试泥浆的真实密度，而且还可以确定泥浆中固体含量的百分比。01介绍泥浆是一种混合物，由致密固体分散在液相中得到。其应用领域十分广泛：电池水泥、混凝土陶瓷其他领域密度是泥浆的重要性质，它受悬浮在液体中的固体量的影响。使用气体比重法可以简单精准地对泥浆的密度进行表征。安东帕康塔的Ultrapyc系列真密度测试仪，是理想的表征泥浆密度的分析仪器。在测试过程中，浆体内液体成分产生的蒸汽会影响测试结果的准确性。而Ultrapyc独有的粉末保护模式，即气体从参考池扩散到样品池，会最大限度地减少这种影响，从而提高测试的精准度。另外，通过对泥浆单个组分以及泥浆整体的密度测量，可以得到泥浆中固体含量百分比。02密度测量气体比重法一般用于固体骨架密度的测量，而本次实验对象是有一定蒸汽压的浆体/液体。对此我们将测试条件进行了优化。为了展示Ultrapyc仪器的测量过程，我们测试了蒸馏水的密度。因为水是浆体的主要液体成分，而且水的密度我们也非常熟悉。01测参数介绍02测试结果展示表2是Ultrapyc 5000系列的双向测试结果，测试温度为20℃。其中，参比池优先的扩散模式结果十分接近水在20℃下的密度值，0.9982 cm3/g。03泥浆中固体含量百分比如果泥浆中的固体及液体的密度是已知的，或者已经测量出来了，我们就可以用它们和泥浆的密度来计算其固体含量百分比。为了示范整个过程，我们制作一批已知成分含量（黏土/水）的泥浆，并且测量了一下其密度。所有样品的测量都是按照上面的测试条件进行测试。黏土的密度为2.6576 cm3/g，水的密度为0.9966 cm3/g，不同配比的泥浆密度如表3所示。计算泥浆中固体含量百分比的公式为：其中，ρS是固体密度，ρL是液体密度，ρY是泥浆密度。实际测试结果如下表所示。03测试计算固含结果展示从结果中可以看出，配方的理论值和计算的结果十分接近。这种双组分的百分比计算模式还可以进行扩展应用。基本要求是，轻组分和重组分的密度相差至少为10%，差别越大，分辨率越高。这种计算模式，可以用于塑料中的填料或者颜料、无水组分中的含水量（比如无水碳酸钠中水含量）、氢氧化物中的氧化物含量、焊料中的锡、液体中的固体含量的计算。如果蒸汽压相对较低，甚至可以测量液体混合物中液体的比例，比如乳剂中的油、水中的酒精。04结论Ultrapyc 5000系列非常适合测量泥浆的密度。仪器的粉末保护模式，扩散方向由参比池到样品池，降低了蒸汽压的影响。而且如果有泥浆中固体和液体的密度，再结合泥浆的密度，就可以得到泥浆中固体含量百分比。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

小贴士截至2019年底，中国公路以里程501.3万公里，其中高速公路15万公里，位居世界第一。正在从交通大国向交通强国迈进。水泥和沥青是公路建设的两个最基本的建筑材料，在整个建设过程中起到至关重要的作用。固体密度是建筑材料的一个重要特性，可以用来控制从原料粉末到形成最终产品整个生产过程的材料质量。水泥和沥青等建筑材料的密度对于其生产及性能上起着重要作用。使用Ultrapyc 系列仪器测试骨架密度，结合Autotap测试振实密度，可以提供建筑材料的一些重要属性参数，比如粉末纯度、密度和板材孔隙率。Ultrapyc 5000 Autotap建筑材料纯度用Ultrapyc 5000 来测试商用水泥修补剂和白云石的骨架密度。水泥修补剂的主要成分是石英（2.67 g/cm3）和白云石（2.85 g/cm3），如样品密度和这两者的理论密度不同，说明样品中含有不同的杂质。由于材料是粉末，所以选择Ultrapyc 5000的PowderProtect模式，即从参考池投气到样品池，以防止粉末的扬尘，并可以设置高的目标压力来得到更准确的结果。见表1、表2，可以看到数据重复性很好。结果表明，白云石纯度在误差范围内为100%。由于水泥是由多种组分混合形成，因此很难确定其纯度。如果测量的骨架密度大于纯石英的密度，说明杂质是密度较高的成分，比如生石灰（CaO）。振实密度有些材料在制造业中用作润滑剂。可以通过密度测试评估材料的流动性，用下方的公式计算得到Hausner比值（HR）和压缩指数（CI）：HR=Vo/VfCI=100*(Vo-Vf)/Vf其中，V0是振动之前的初始体积，Vf是振动后不再具有压缩性的最终体积。用Autotap测试商用水泥修补剂的振实密度，取样量为136.07 g。测试结果见表3，这些结果也说明水泥修补剂的流动性比较差。沥青密度沥青/柏油的密度可用于在销售产品时，将体积换算为质量。当开发强力的新产品或检测沥青蒸馏样品时，密度值被作为将沥青/柏油分类的依据。以前的测试遵循ASTM D70表征，过程长且容易弄脏实验区域。安东帕康塔的Ultrapyc系列仪器使测试过程快速、简单、整洁。测试温度为25℃，样品选取了一种商用沥青替代品（一种沥青填充物）。为了高效干净的测试沥青替代品的密度，测试过程使用了一次性铝杯。如图1所示。图1 （a）一次性铝杯和样品池，（b）一次性铝杯放入样品池，（c）装入样品首先，测试空的一次性铝杯体积。然后，将沥青替代品装满铝杯，并一同放入样品池。按照参考池优先模式测试，以减少蒸汽压的影响，并且确保没有材料污染仪器。整个测试包括，将样品倒入铝杯中，输入测试参数，进行测试，准备仪器进行下一次的测试（处理一次性铝杯/样品）。整个过程在30分钟内可以完成，见表4、表5。水泥块开孔率板材的强度和溶解性可以通过骨架密度计算的开孔率来评估。取水泥和沥青替代品按照包装的方式进行准备并硬化。将硬化的固块材料在Ultrapyc 5000上测试，温度控制在25℃。从表6、表7，可以看到数据良好的重复性。结合体积利用下面公式可以计算孔隙率结果，水泥为31.3%，沥青替代品为37.6%。%porosity=100*(VB-VS)/VB其中，VB是几何体积，VS是骨架体积。Ultrapyc 5000是建筑材料密度测试的最佳选择。其高精度的测试结果和易重复测量确保整个测试过程更加便捷简单。而且如上面所说的，对于水泥和沥青这类建筑材料，可以进一步表征纯度和孔隙率等特性。精准的骨架密度测量可以使研究人员快速评估并筛选新型材料。此外，对于沥青测试，与ASTM D70和EN 15326等传统方法相比，气体比重法更快、更清洁、更准确。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

接触角测量仪是一种用于测量液体在固体表面上接触角的仪器。其原理基于Young方程，该方程描述了液体与固体表面之间的相互作用。当液体与固体表面接触时，液体分子会受到吸引力，固体表面分子会受到斥力。这种相互作用的平衡可以用接触角来描述，即液体与固体表面的接触线的夹角。当接触角越小，说明液体与固体表面之间的相互作用越强。接触角测量仪通过将液体滴在固体表面上，然后测量液滴与固体表面之间的接触角来确定液体与固体表面之间的相互作用力。常见的接触角测量方法包括静态接触角测量和动态接触角测量。静态接触角测量是指液滴在固体表面上静止不动时的接触角测量方法，动态接触角测量是指液滴在固体表面上移动时的接触角测量方法。水滴角是指水滴在固体表面形成的接触角，它通常用于描述液体与固体表面之间的相互作用。水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，其中包括液体和固体表面之间的粘附力和液体内部分子之间的相互作用力。当液体和固体表面之间的粘附力大于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将展开并形成一个较大的接触角，这被称为亲水性。相反，当液体和固体表面之间的粘附力小于液体内部分子之间的相互作用力时，液体将形成一个较小的接触角，这被称为疏水性。因此，水滴角的大小取决于液体和固体表面之间的相互作用力，这种相互作用力又与固体表面的化学性质、形态和表面能等因素密切相关。