水泥生產(chǎn)和檢測

1、水泥生產(chǎn)和檢測 水硬性膠凝材料水硬性膠凝材料 定義：不僅能在空氣中，而且能在水中凝結(jié)定義：不僅能在空氣中，而且能在水中凝結(jié) 硬化并保持和發(fā)展強度的膠凝材料。硬化并保持和發(fā)展強度的膠凝材料。 水泥泛指加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、水泥泛指加水拌和成塑性漿體，能膠結(jié)砂、 石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉狀石等適當(dāng)材料并能在空氣和水中硬化的粉狀 水硬性膠凝材料。水硬性膠凝材料。 一、硅酸鹽水泥的定義一、硅酸鹽水泥的定義 凡是由硅酸鹽水泥熟料，凡是由硅酸鹽水泥熟料，05的石灰石或的石灰石或 ?；郀t礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬?；郀t礦渣、適量的石膏磨細制成的水硬 性膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。性

2、膠凝材料，稱為硅酸鹽水泥。 水泥生產(chǎn)和檢測 硅酸鹽水泥可分為兩種類型：硅酸鹽水泥可分為兩種類型： 型硅酸鹽水泥，是不摻混合材料型硅酸鹽水泥，是不摻混合材料 的水泥，其代號為的水泥，其代號為P P。 型硅酸鹽水泥，是在硅酸鹽水泥型硅酸鹽水泥，是在硅酸鹽水泥 熟料粉磨時摻加不超過水泥質(zhì)量熟料粉磨時摻加不超過水泥質(zhì)量 5 5 的石灰石或粒化高爐礦渣混合材的石灰石或?；郀t礦渣混合材 料的水泥，其代號為料的水泥，其代號為P P。 水泥生產(chǎn)和檢測 二、硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝簡介二、硅酸鹽水泥生產(chǎn)工藝簡介 1、原料：石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料、原料：石灰質(zhì)原料、粘土質(zhì)原料 2、“兩磨一燒兩磨一燒”：制備生料、煅燒

3、熟料、粉：制備生料、煅燒熟料、粉 磨水泥磨水泥 3、礦物組成：硅酸二鈣（、礦物組成：硅酸二鈣（2CaOSiO2）、硅酸）、硅酸 三鈣（三鈣（3CaOSiO2）、鋁酸三鈣（）、鋁酸三鈣（3CaOAl2O3） 鐵鋁酸四鈣（鐵鋁酸四鈣（4CaOAl2O3Fe2O3） 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 表表2-5 2-5 水泥熟料礦物的組成、含量及特性水泥熟料礦物的組成、含量及特性 由表由表2-52-5可知，可知，C C3 3S S支配水泥的早期強度，而支配水泥的早期強度，而C C2 2S S對水對水 泥后期強度影響明顯。泥后期強度影響明顯。C C3 3A

4、 A本身強度不高，對硅酸鹽本身強度不高，對硅酸鹽 水泥的整體強度影響不大，但其凝結(jié)硬化快。水泥的整體強度影響不大，但其凝結(jié)硬化快。 礦物名稱礦物名稱硅酸三鈣硅酸三鈣硅酸二鈣硅酸二鈣鋁酸三鈣鋁酸三鈣鐵鋁酸四鈣鐵鋁酸四鈣 氧化物成分氧化物成分3CaO3CaO SiOSiO2 2 2CaO2CaO SiOSiO2 2 3CaO3CaO AlAl2 2O O3 3 4CaOAl4CaOAl2 2O O3 3 FeFe2 2O O3 3 簡寫式簡寫式C C3 3S SC C2 2S SC C3 3A AC C4 4AFAF 礦物含量（礦物含量（% %）37376060151537377 71515101

5、01818 凝結(jié)、硬化速度凝結(jié)、硬化速度快快慢慢最快最快快快 強度高低（發(fā)展）強度高低（發(fā)展）高（快）高（快）高（慢）高（慢）低（最快）低（最快）低（中）低（中） 水化熱水化熱大大小小最大最大中中 耐蝕性耐蝕性差差好好最差最差中中 干縮干縮中中小小大大小小 水泥生產(chǎn)和檢測 四、硅酸鹽水泥的水化與硬化四、硅酸鹽水泥的水化與硬化 1、水化（是硬化的前提）產(chǎn)物：水化硅、水化（是硬化的前提）產(chǎn)物：水化硅 酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、水化硫酸鈣、水化鋁酸鈣、水化鐵酸鈣、水化硫 鋁酸鈣、氫氧化鈣鋁酸鈣、氫氧化鈣 2、硬化（水化的結(jié)果）、硬化（水化的結(jié)果）水泥強度增長水泥強度增長 的過程的過程 硬化后的水

6、泥石結(jié)構(gòu)：未水化的水泥顆粒、硬化后的水泥石結(jié)構(gòu)：未水化的水泥顆粒、 凝膠體、毛細孔隙網(wǎng)凝膠體、毛細孔隙網(wǎng) 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥的水化反應(yīng)是從顆粒表面逐漸深入到內(nèi)層的，水泥的水化反應(yīng)是從顆粒表面逐漸深入到內(nèi)層的， 開始進行較快，隨后由于水泥顆粒表層生成了凝開始進行較快，隨后由于水泥顆粒表層生成了凝 膠膜，水分滲入越來越困難，水化作用越來越慢。膠膜，水分滲入越來越困難，水化作用越來越慢。 實踐證實，完成水泥的水化和水解作用的全過程，實踐證實，完成水泥的水化和水解作用的全過程， 需要幾年、幾十年時間。需要幾年、幾十年時間。 一般水泥在開始的一般水泥在開始的1d1d3d3d內(nèi)，水化、水解速度快，內(nèi)，水

7、化、水解速度快， 強度增長較快，大致強度增長較快，大致28d28d可完成此過程的基本部可完成此過程的基本部 分，以后顯著減緩，強度增長也極為緩慢。分，以后顯著減緩，強度增長也極為緩慢。 水泥生產(chǎn)和檢測 五、影響硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化的五、影響硅酸鹽水泥的水化、凝結(jié)硬化的 主要因素主要因素 1、礦物組成的影響和細度的影響、礦物組成的影響和細度的影響 2、石膏摻量的影響、石膏摻量的影響 3、水灰比的影響、水灰比的影響 4、養(yǎng)護溫濕度的影響、養(yǎng)護溫濕度的影響 5、養(yǎng)護齡期的影響、養(yǎng)護齡期的影響 水泥生產(chǎn)和檢測 六、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì)六、硅酸鹽水泥的主要技術(shù)性質(zhì) （一）實際密度與堆積密度（一

8、）實際密度與堆積密度 （1 1）硅酸鹽水泥的實際密度為）硅酸鹽水泥的實際密度為3100 kg3100 kg m m3 3 3200kg3200kgm m3 3。 （2 2）硅酸鹽水泥的堆積密度為）硅酸鹽水泥的堆積密度為1300 kg1300 kg m m3 31600kg1600kgm m3 3。 水泥生產(chǎn)和檢測 （二）細度（二）細度 水泥顆粒越細，總表面積越大，與水接觸的水泥顆粒越細，總表面積越大，與水接觸的 面積越大，則水化速度越快，凝結(jié)硬化越快，面積越大，則水化速度越快，凝結(jié)硬化越快， 早期強度也越高，消耗的能量越多，機械損早期強度也越高，消耗的能量越多，機械損 耗也越大，生產(chǎn)成本增加，

9、且收縮也增大，耗也越大，生產(chǎn)成本增加，且收縮也增大， 易產(chǎn)生裂縫，所以細度應(yīng)適宜。易產(chǎn)生裂縫，所以細度應(yīng)適宜。 國家標準規(guī)定：硅酸鹽水泥的細度采用比表國家標準規(guī)定：硅酸鹽水泥的細度采用比表 面積測定儀檢驗，其比表面積應(yīng)大于面積測定儀檢驗，其比表面積應(yīng)大于300 m300 m2 2 kgkg。 水泥生產(chǎn)和檢測 用途：用戶檢測水泥 的細度，在無水篩器 具時可用干篩檢驗。 技術(shù)參數(shù)：篩網(wǎng)目孔 邊長 0.08mm 水篩轉(zhuǎn)速 50r/min 水篩水壓 0.030.08MPa 水篩內(nèi)徑高度 12580mm 干篩內(nèi)徑高度 15050mm 水泥生產(chǎn)和檢測 圖1323 負壓篩析儀示意圖 1有機玻璃蓋；20.08

10、0mm方孔篩；3橡膠墊圈；4噴氣嘴； 5殼體；6微電機；7壓縮空氣進口；8抽氣口(接負壓泵)； 9旋風(fēng)收塵器；10風(fēng)門(調(diào)節(jié)負壓)；11細水泥出口 圖1324 水篩法裝置系統(tǒng)圖 1噴頭；2標準篩；3旋轉(zhuǎn)托架；4集水斗； 5出水口；6葉輪；7外筒；8把手 水泥生產(chǎn)和檢測 （三）凝結(jié)時間（三）凝結(jié)時間 水泥凝結(jié)時間分水泥凝結(jié)時間分初凝時間初凝時間和和終凝時間終凝時間 1）初凝時間初凝時間：規(guī)定：規(guī)定不得早于不得早于45min，以便，以便 有足夠的時間完成攪拌、運輸、澆筑、振有足夠的時間完成攪拌、運輸、澆筑、振 搗、成型等施工作業(yè)搗、成型等施工作業(yè) 2）終凝時間：不得遲于終凝時間：不得遲于6.5h，

11、以便于盡快，以便于盡快 的進入到下一個施工工序。并可盡快拆去的進入到下一個施工工序。并可盡快拆去 模板，提高模板周轉(zhuǎn)率。模板，提高模板周轉(zhuǎn)率。 水泥生產(chǎn)和檢測 （四）標準稠度用水量（四）標準稠度用水量 1 1）定義：將水泥拌制到標準稠度狀態(tài)所需的拌和水）定義：將水泥拌制到標準稠度狀態(tài)所需的拌和水 量。量。 一般以占水泥質(zhì)量的百分數(shù)表示。常用水泥凈漿標一般以占水泥質(zhì)量的百分數(shù)表示。常用水泥凈漿標 準稠度用水量為準稠度用水量為222232%32%。水泥熟料礦物成分、細。水泥熟料礦物成分、細 度、混合材料的種類和摻量不同時，其標準稠度用度、混合材料的種類和摻量不同時，其標準稠度用 水量亦有差別水量亦

12、有差別 2 2）測定方法：固定水量法、調(diào)整水量法。）測定方法：固定水量法、調(diào)整水量法。 國家標準（國家標準（GB13462001GB13462001）規(guī)定，水泥標準稠度用）規(guī)定，水泥標準稠度用 水量可采用水量可采用“標準法標準法”或或“代用法代用法”進行測定。進行測定。 水泥生產(chǎn)和檢測 NJ160型水泥凈 漿攪拌機該機是 貫徹GB134689 標準的專用設(shè)備， 把水泥與水?dāng)嚢璩?均勻的試驗用凈漿。 技術(shù)參數(shù)： 1、 攪拌葉公轉(zhuǎn)慢 速：625轉(zhuǎn)分 攪拌葉公轉(zhuǎn)快速： 12510轉(zhuǎn)分 2、攪拌葉自轉(zhuǎn)慢 速：1405轉(zhuǎn)分 攪拌葉自轉(zhuǎn)快慢 速：28510轉(zhuǎn)分 3、 功率 快速370瓦， 慢速170瓦 水

13、泥生產(chǎn)和檢測 圖1327 水泥漿攪拌機示意圖 1雙速電機；2聯(lián)接法蘭；3蝸輪；4軸承蓋；5蝸桿軸；6蝸輪軸； 7軸承蓋；8行星齒輪；9內(nèi)齒圈；10行星定位套；11葉片軸；12調(diào)節(jié) 螺母；13攪拌鍋；14攪拌葉片；15滑板；16立柱；17底座；18時間控 制器；19定位螺釘；20升降手柄；21減速器 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥標準稠度及凝結(jié) 時間測定儀 用途：用以測定水 泥凈漿的標準稠度 用水量及凝結(jié)時間。 技術(shù)參數(shù)：試錐等 滑動部份總重量 300g 試錐滑動最大行程 70mm 凈重 3.8kg 水泥生產(chǎn)和檢測 (a) 初凝時間測定用立式試模的側(cè)視圖 (b) 終凝時間測定用反轉(zhuǎn)試模的前 視圖 1鐵座；

14、2金屬滑桿；3松緊螺絲旋鈕；4標尺；5指針 (c) 標準稠度試桿 (d) 初凝用試針 (e) 終凝用試針 圖1325 測定水泥標準稠度和凝結(jié)時間用的維卡儀 (單位：mm) 圖1328 試錐和錐模 (單位：mm) 1試錐；2錐模 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥標準養(yǎng)護箱本儀器根據(jù)國家 水泥院、交通部對水泥、砼試件 的標準養(yǎng)護要求而設(shè)計制造的， 內(nèi)部采用進口不銹鋼板制作， 噴霧裝置采用超聲波加濕、制 冷采用大功率壓縮機，溫濕度 （數(shù)顯）并裝有微型打印機（打 印時間任意設(shè)置），是試驗室、 質(zhì)檢部門對水泥砼試件養(yǎng)護的理 想設(shè)備。 技術(shù)參數(shù)： 1、 溫度控制儀誤差：1 2、 箱內(nèi)溫差：1 3、 濕溫控制：90 4

15、、 工作壓力：220V 5、 加熱功率：500W 6、 壓縮機功率：180W 7、內(nèi)部尺寸：550460700mm 水泥生產(chǎn)和檢測 （五）體積安定性（五）體積安定性 1 1）定義：水泥在水化的過程中體積變化的均）定義：水泥在水化的過程中體積變化的均 勻性勻性 2 2）造成體積安定性不良的原因：）造成體積安定性不良的原因： CaOCaO、MgOMgO含量過高（規(guī)定不得超過含量過高（規(guī)定不得超過5%5%） 石膏摻量過高（規(guī)定不得超過石膏摻量過高（規(guī)定不得超過3.5%3.5%） 3 3）檢驗方法：雷氏夾法、試餅法）檢驗方法：雷氏夾法、試餅法 國家標準規(guī)定：水泥體積安定性用沸煮法檢國家標準規(guī)定：水泥體

16、積安定性用沸煮法檢 驗（驗（f-CaOf-CaO），必須合格。），必須合格。 水泥生產(chǎn)和檢測 雷氏夾測定儀 用途：用于檢測雷氏夾 質(zhì)量是否符合要求，也 用于測量沸煮前后水泥 試件在雷氏夾兩指針間 距離的增值來判定水泥 的安全性。技術(shù)參數(shù)： 專用砝碼重量 300g 量值刻度板最小刻距 1mm 凈重 1.65kg 水泥生產(chǎn)和檢測 雷氏夾 用途：灌注水泥凈漿、經(jīng)養(yǎng)護成型及沸煮后，測定試件 的安定性能。 技術(shù)參數(shù)：在300克負荷下兩針尖距離的 最大膨脹值 17.52.5mm 去負荷后要求恢復(fù)正常狀態(tài) 10mm 凈重 30g 水泥生產(chǎn)和檢測 （六）強度及強度等級（六）強度及強度等級 水泥強度檢驗標準規(guī)定

17、：水泥、標準砂及水水泥強度檢驗標準規(guī)定：水泥、標準砂及水 按按1:3:0.51:3:0.5的比例混合，按規(guī)定的方法制成的比例混合，按規(guī)定的方法制成 40mm40mm40mm40mm160mm160mm的試件，在標準條件下的試件，在標準條件下 （溫度（溫度202011，相對濕度在，相對濕度在9090以上）進行以上）進行 養(yǎng)護，分別測其養(yǎng)護，分別測其3 3天、天、2828天的抗壓強度和抗折天的抗壓強度和抗折 強度以確定水泥的強度等級。強度以確定水泥的強度等級。 根據(jù)根據(jù) 3 d3 d、28 d28 d抗折強度和抗壓強度劃分硅抗折強度和抗壓強度劃分硅 酸鹽水泥強度等級，并按照酸鹽水泥強度等級，并按照

18、3d3d強度的大小分強度的大小分 為普通型和早強型（用為普通型和早強型（用R R表示）。表示）。 水泥生產(chǎn)和檢測 硅酸鹽水泥分為硅酸鹽水泥分為42.542.5、42.5R42.5R、 52.552.5、 52.5R52.5R、 62.562.5、62.5R62.5R六個強度等級。六個強度等級。 各強度等級水泥的各齡期強度值不得低各強度等級水泥的各齡期強度值不得低 于國家標準規(guī)定（見表于國家標準規(guī)定（見表2-72-7），如有一），如有一 項指標低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強度等項指標低于表中數(shù)值，則應(yīng)降低強度等 級。級。 直至四個數(shù)值都滿足表中規(guī)定為止。直至四個數(shù)值都滿足表中規(guī)定為止。 水泥生產(chǎn)和檢測

19、 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 MD7-4040160mm 水泥抗折試模 是國家標準“水泥膠砂 強度檢驗方法(ISO法) GB/T 17671-1999”中 規(guī)定的統(tǒng)一設(shè)備。 技術(shù)參數(shù)：模腔尺寸 長 160mm 寬 40mm 深 40mm 底座外形最大尺寸 245mm165mm 165mm 凈重 66.5kg 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 臺盤 模套 傳動 機構(gòu) 控制器 擺動臂 卡緊 裝置 成型設(shè)備 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 2 2 3 bh Fl f tm 抗折強度 以一組三個試體抗折結(jié)果的平均值作為 試驗結(jié)果； 當(dāng)三個強度值中有超出平均值10%時， 應(yīng)剔除后再取平

20、均值作為抗折強度結(jié)果 水泥生產(chǎn)和檢測 水泥生產(chǎn)和檢測 抗壓強度：以一組三個試體得到的六個抗 壓結(jié)果的算術(shù)平均值作為試驗結(jié)果； 當(dāng)六個強度值中有一個超出平均值10% 時，應(yīng)剔除后再取剩下五個的平均值作為 抗壓強度結(jié)果；如仍有超出者，則結(jié)果作 廢。 水泥生產(chǎn)和檢測 ！注意事項 水泥強度是指 水泥膠砂的強度， 而不是水泥凈漿的 強度。 水泥膠砂強度的測 定不是按標稠需水 量加水的，而是按 規(guī)定的水灰比加水。 水泥生產(chǎn)和檢測 l水泥強度等級是根據(jù)規(guī)定齡期水泥強度 的高低對水泥產(chǎn)品質(zhì)量所劃分的等級。水泥 強度等級按規(guī)定齡期的抗壓強度和抗折強度 來劃分，規(guī)定各強度等級水泥在各齡期的強 度值均不得低于國標規(guī)

21、定的該等級最低強度 值的要求。 水泥生產(chǎn)和檢測 （七）水化熱（七）水化熱 水泥在水化過程中放出的熱量稱為水泥的水化熱。（水水泥在水化過程中放出的熱量稱為水泥的水化熱。（水 化熱過大，在冬季施工對大體積工程是不利的）?；療徇^大，在冬季施工對大體積工程是不利的）。 水化放熱量和放熱速度不僅取決于水泥的礦物成分，而水化放熱量和放熱速度不僅取決于水泥的礦物成分，而 且與水泥細度、水泥中摻入的混合材料等有關(guān)。且與水泥細度、水泥中摻入的混合材料等有關(guān)。 水泥礦物進行水化時，水泥礦物進行水化時，C C3 3A A放熱量最大也最快，放熱量最大也最快，C C3 3S S放熱放熱 量稍低，量稍低，C C2 2S

22、S放熱量最少而且慢。水泥顆粒越細，水化放熱量最少而且慢。水泥顆粒越細，水化 作用越快，早期放熱量越大。作用越快，早期放熱量越大。 水泥生產(chǎn)和檢測 強度等級越高的水泥，水化熱越大，放熱速強度等級越高的水泥，水化熱越大，放熱速 度亦快。度亦快。 大體積混凝土建筑物（如大型基礎(chǔ)、橋墩）大體積混凝土建筑物（如大型基礎(chǔ)、橋墩） 不能選用水化熱大的水泥。因為體積大，水不能選用水化熱大的水泥。因為體積大，水 化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，致使內(nèi)外產(chǎn)生很化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，致使內(nèi)外產(chǎn)生很 大的溫度差，引起不均勻的內(nèi)應(yīng)力，而使混大的溫度差，引起不均勻的內(nèi)應(yīng)力，而使混 凝土產(chǎn)生裂縫。所以大體積混凝土工程，應(yīng)凝土產(chǎn)生

23、裂縫。所以大體積混凝土工程，應(yīng) 采用低熱水泥，若使用水化熱較高的水泥時，采用低熱水泥，若使用水化熱較高的水泥時， 必須采取降溫措施。必須采取降溫措施。 水泥生產(chǎn)和檢測 七、水泥石的腐蝕和防止七、水泥石的腐蝕和防止 1 1、腐蝕種類、腐蝕種類 1 1）軟水腐蝕：）軟水腐蝕：Ca(OH)Ca(OH)2 2成分在軟水環(huán)境成分在軟水環(huán)境 中易流失，造成其他水泥產(chǎn)物相繼溶出，中易流失，造成其他水泥產(chǎn)物相繼溶出， 從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)潰散。從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)潰散。 2 2）鹽類腐蝕：鎂鹽、硫酸鹽等）鹽類腐蝕：鎂鹽、硫酸鹽等 3 3）酸性腐蝕：硫酸、碳酸、有機酸等）酸性腐蝕：硫酸、碳酸、有機酸等 水泥生產(chǎn)和檢測 實際上水

24、泥石的腐蝕是一個極為復(fù)雜的物理化實際上水泥石的腐蝕是一個極為復(fù)雜的物理化 學(xué)作用過程，它在遭受腐蝕時，很少僅有單一學(xué)作用過程，它在遭受腐蝕時，很少僅有單一 的侵蝕作用，往往是幾種作用同時存在，互相的侵蝕作用，往往是幾種作用同時存在，互相 影響。但產(chǎn)生水泥腐蝕的根本原因是：影響。但產(chǎn)生水泥腐蝕的根本原因是： 。 水泥生產(chǎn)和檢測 2、腐蝕方式、腐蝕方式 1）形成膨脹組分）形成膨脹組分 2）形成易溶于水（無膠結(jié)力）的物質(zhì)）形成易溶于水（無膠結(jié)力）的物質(zhì) 3）溶出性侵蝕）溶出性侵蝕 3、腐蝕內(nèi)因、腐蝕內(nèi)因 1）本身含有易被腐蝕的成分）本身含有易被腐蝕的成分 2）密實度不夠）密實度不夠 4、提高防腐蝕的措施、提高防腐蝕的措施 1）提高密實度）提高密實度 2）合理選用水泥品種）合理選用水泥品種 3）增設(shè)保護）增設(shè)保護 水泥生產(chǎn)和檢測 八、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用八、硅酸鹽水泥的特性及應(yīng)用 1 1、早期強度發(fā)展快，等級高、早期強度發(fā)展快，等級高適用于早強性工程適用于早強