比表面積是表示分散介質(zhì)或巖石粗細(xì)程度的一種重要指標(biāo)，許多物理化學(xué)現(xiàn)象都涉及到物體的分散度，因此，比表面積是研究分散介質(zhì)（如水泥等物質(zhì)）的性能和研究巖石吸附特性和孔滲飽物性的重要指標(biāo)，它廣泛應(yīng)用于建筑材料和地質(zhì)工業(yè)。

一、測定原理

單位體積巖石內(nèi)顆粒的總表面積，或單位體積巖石內(nèi)總孔隙的內(nèi)表面積稱之為巖石的比面，其單位通常用厘米²/厘米³表示。巖石顆粒越細(xì)，形成的孔道就越小，則一定量的空氣通過巖樣時(shí)遇到的阻力也越大，這樣測得的比面也就越大；反之，比面就越小。

巖石比面的大小與巖石的其它物性——滲透率、孔隙度、吸附能力等有關(guān)，特別是與孔隙度、滲透率的關(guān)系很大，它們存在有如下關(guān)系：

式中：S —— 巖樣的比面，厘米²/厘米³；

A —— 巖樣的截面積，厘米²；

L —— 巖樣的長度，厘米；

φ—— 巖樣的孔隙度，小數(shù)；

Q —— 通過巖樣的氣體流量，厘米³/；

H —— 相應(yīng)于流量Q時(shí)巖樣兩端的壓差（水柱高），厘米；

U —— 空氣粘度，帕·。

由上式可以看出，當(dāng)巖樣的孔隙度為已知，A和L可直接量出，U由查表得到后，只要通過壓差計(jì)測得空氣通過巖樣的壓差H相應(yīng)的流量Q便可算出巖樣的比面。

二、儀器組成

巖石比面儀主要由巖心夾持器、壓差計(jì)和空氣唧筒組成。測定打開排水開關(guān)，水從唧筒中流出，瓶內(nèi)壓力降低，空氣從進(jìn)氣孔經(jīng)巖樣進(jìn)入唧筒內(nèi)。當(dāng)壓差計(jì)上的水柱高H一定時(shí)，進(jìn)入的空氣量等排出的水量，用量筒量出相應(yīng)壓差下流出的水量，便可按公式計(jì)算出巖樣的比面。

三、操作步驟

1．測定巖樣必須保證是干燥的，用游標(biāo)卡尺量出巖樣的長度和直徑，算出巖樣的截面積。

2．將量好的巖樣放入巖心夾持器，為確保巖樣與夾持器之間不發(fā)生竄流，應(yīng)加0.7～1MPa的環(huán)壓。

3．打開放空開關(guān)和注水開關(guān)，向瓶內(nèi)灌水，大約灌²/₃即可關(guān)上放空和注水開關(guān)，一定要關(guān)緊。

4．檢查儀器是否有漏氣現(xiàn)象——打開排水開關(guān)，放出少量的水后，關(guān)閉排水開關(guān)和巖心夾持器進(jìn)氣孔，看壓差計(jì)的液面是否變化，如不變化，則不漏氣；如有變化，應(yīng)進(jìn)行檢修直至不漏氣為止。

5．準(zhǔn)備好表和量筒，打開排水開關(guān)，并用它來控制流出的水量，待壓差計(jì)的壓力穩(wěn)定在某一高度H后，一手拿表，一手拿量筒，測量相應(yīng)H下一定時(shí)間內(nèi)流出的水量，記錄相應(yīng)的時(shí)間，然后逐次增大排水量，用同樣的方法至少測定三個(gè)水量和與之相應(yīng)的H值（注：流量應(yīng)從小到大變化）。

6．關(guān)上排水開關(guān)，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)流出的水量Q，將Q和相應(yīng)的H代入公式，并根據(jù)其它已知量算出巖樣的比面。

更新時(shí)間：2024/11/13 14:31:41

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