2023年12月27日发(作者:邵力平)
常用水泥几大分类
(1)硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料,添加适量石膏磨细而成。
(2)普通硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料,添加适量石膏及混合材料磨细而成。
(3)矿渣硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料,混入适量粒化高炉矿渣及石膏磨细而成。
(4)火山灰质硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和火山灰质材料及石膏按比例混合磨细而成。
(5)粉煤灰硅酸盐水泥:由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰,加适量石膏混合后磨细而成。
常用水泥标号
有225号、275号、325号、425号、525号、625号等多种,其抗拉强度因品种不同,标号不同,MPa值在2.8-4.5和3.4-8.0之间。
装饰水泥常用于装饰建筑物的表层,施工简单,造型方便,容易维修,价格便宜。品种有如下几种:
(1)白色硅酸盐水泥:以硅酸钙为主要成分,加少量铁质熟料及适量石膏磨细而成。
(2)彩色硅酸盐水泥:以白色硅酸盐水泥熟料和优质白色石膏,掺入颜料、外加剂共同磨细而成。常用的彩色掺加颜料有氧化铁(红、黄、褐、黑),二氧化锰(褐、黑),氧化铬(绿),钴蓝(蓝),群青蓝(靛蓝),孔雀蓝(海蓝)、炭黑(黑)等。
装饰水泥与硅酸盐水泥相似,施工及养护相同,但比较容易污染,器械工具必须干净
水泥标号
品 名:水泥标号
拼音:shuinibiaohao
英文名称:strength grading of cement
说明:用以表示水泥强度的等级。通常根据标准强度检验方法所测得的28天龄期的抗压强度而定。例如425号水泥即指该水泥试样按标准测得的28天龄期的抗压强度425-524公斤力/厘米间,同时该试样的3天、7天抗压强度和3天、7天、28天抗折强度也须达到标准中对425号水泥的规定。对于特种水泥(如快硬硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥等),标号由3天抗压强度确定。水泥划分标号为合理选用水泥提供依据。
通用水泥新标准是:GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》、GB12958-1999《复合硅酸盐水泥》。从2001年4月1日起正式实施。
水泥新标准与老标准相比修订的主要内容是:
(1)六大水泥产品标准均引用GB/T17671-1999方法为该标准的强度检验方法,不再采用GB177-85方法。
(2)水泥标号改为强度等级
六大水泥标准实行以MPa表示的强度等级,如32.5、32.5R、42.5、42.5R等,使强度等级的数值与水泥28天抗压强度指标的最低值相同。新标准还统一规划了我国水泥的强度等级,硅酸盐水泥分3个强度等级6个类型,即42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、2
62.5R。其他五大水泥也分3个等级6个类型,即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。
(3)强度龄期与各龄期强度指标设置
六大通用水泥标准修订的内容还涉及到强度龄期与各龄期强度指标的设置。六大通用水泥新标准规定的强度龄期均为3天和28天两个龄期,每个龄期均有抗折与抗压强度指标要求。
(4)其他方面的修订
编号与取样中取消了4~10万吨不超过200吨和小于4万吨不超过100吨为一个编号的规定,改为10万吨以下不超过200吨为一个编号。在水泥袋上应清楚标明的字样中,取消了“立窑与旋窑”字样,六大通用水泥新标准将“交货与验收”的第一号修改单并入标准正文。
水泥强度检测方法是衡量水泥力学性能好坏的一种有效手段,新标准用GB/T17671-1999取代GB177-85,将对我国的水泥企业产生深刻的影响。应该注意的是,GB/T17671-1999虽然是一个推荐性方法,它早于1999年5月1日起生效实施。由于强制性六大通用水泥新标准采用它作为水泥强度检验方法,所以在六大通用水泥新标准正式实施时,GB/T17671-1999方法就上升为强制性方法,必须贯彻执行。
根据水泥生产企业和建筑施工单位的大量水泥ISO强度、GB强度与砼强度相互关系试验表明,水泥ISO强度更能敏感地反映出水泥强度的实际情况,可以消除原水泥强度检验方法使部分水泥强度虚高的现象,有利于提高水泥的真实活性,有利于水泥的使用。
新水泥强度等级与老水泥标号对等关系如下表所示
水泥标号
GB175-92
725(R)
625(R)
525(R)
425(R)
GB1344-92
625(R)
525(R)
425(R)
GB12958-91
水泥强度等级
GB175-1999
62.5(R)
52.5(R)
42.5(R)
32.5(R)
GB1344-1999
52.5(R)
42.5(R)
32.5(R)
GB12958-1999
525(R)
425(R)
52.5(R)
42.5(R)
32.5(R)
新标号 32.5 = 老标号 425; 新标号 42.5 = 老标号 525;标号越高,质量越高。
家里用32.5(425)就足够了,525以上是造大桥,水坝用的!
水泥知识
水泥知识
水泥高性能化的含义
目前水泥生产厂家对水泥的高性能化认识不全面。在我国水泥与混凝土分属于两个行业,生产水泥的技术人员不了解混凝土技术及进展,更不懂得如何使水泥的性能与配制混凝土技术相适应,往往将高标号、高比表面积的水泥认为是优质水泥的唯一标准,结果出现了水泥与外加剂相容性差,配制大体积混凝土时温度应力大、收缩大及耐久性差等问题。
我们认为:水泥性的优劣必须从水泥在混凝土中的使用性能及效果来衡量。水泥的高性能化应包括以下三方面的含义:(1)是用现代先进技术生产的可大幅度提高各项物理性能的水泥。(2)可满足混凝土性能的不同要求,显著改善混凝土的工作性能、
力学性能、耐久性能,更有利于实现混凝土的高性能化。(3)在配制混凝土时,能够用最少的水泥用量来达到高性能混凝土目标。
国标GB175-1999中已对各等级的水泥物理性能作了要求及规定。但要使水泥在配制混凝土,尤其是配制高性能混凝土时体现出更优良的性能,还应注意以下几点:(1)水泥的标准稠度要低。这对减少配制混凝土时的需水量,提高混凝土性能有利。(2)水泥胶砂的抗折、抗压强度高。这与所配制混凝土的力度学性能及生产成本直接相关。(3)水泥与外加剂相容性好。水泥与外加剂相容性的好坏决定了配制混凝土时的需水量、塌落度经时损失、外加剂掺量等,直接影响着混凝土拌合物的工作性能、混凝土的力学性能及生产成本。这是水泥高性能化中最重要的性能之一。(4)水泥配制砂浆和混凝土时泌水率小、水化热低、化学收缩值较小。这对所配制混凝土的耐久性、体积稳定性有直接关系。
从现阶段认识来看,水泥的高性能化应具有以下的特点:配制混凝土时需水量低、流动性好、与外加剂(高效减水剂)有较好的相容性;具有较高的胶砂强度,在配制混凝土时,能减少水泥用量,增大矿物掺合料用量,实现混凝土的绿色化;水泥的颗粒分布合理,使之更有利于提高混凝土的工作性能与耐久性能。
特种水泥原料成分快速分析和自动配料
[摘要]用国产仪器设备实现了特种水泥生料和熟料成分的快速分析和自动配料,介绍了光谱仪、配料微机和失重秤三者之间如何实现联网,以及水泥配料专家系统软件;实现了分析数据传送、配料计算和下料的自动化,提高了生产效率和产品品级率。Abstract:This paper introduces quick-acting analysis of composition of the raw meal and clinker,and automatic dispensing with Chinese
connection on the X-ray spectrometer,dispensing computer and weigher is data communication and
special cement dispensing program is lish the automation of analytic data communication,dispensing compute and
e the effectiveness and quality of the words:Quick-acting analysis Automatic dispensing Cement
production LAN1 前言 我厂的特种水泥生产工艺处于国内领先水平,但是由于自动化技术和装备较落后,生料和熟料的成分分析一直沿用传统的化学分析方法,定时取样,手工分析,配料仅根据CaCO3的滴定值,人工计算,人工下料。方法原始,时间滞后,不能及时精确地指导生产,致使配料合格率较低,产品品级率不高,严重制约了生产的发展。 特种水泥配料原料主要由石灰石、铝矾土和部分返回熟料(晶种)组成。我们采用X荧光光谱分析技术,实现了各种物料成分的快速分析,建立了各种分析数据库;按照数学模型,编制了水泥配料专家系统软件;建立了光谱仪、配料微机和失重秤3者之间的联网,完成了分析数据的传送、配料的自动计算和失重秤下料量的自动控制,满足了特种水泥生产的要求,提高了特种水泥生产控制分析和过程控制的自动化水平。2 系统设计原则(1) 系统安全、可靠、易于维护。(2) 软件界面友好,操作简单,适宜普通工作人员使用。(3) 充分利用原有设备资源,全部采用国产仪器,节省投资。(4) 开放式系统,易于扩充和修改。(5) 成分离线快速分析、配料在线控制。3 生料、熟料成分的快速分析 成分分析使用国产FJ-2810G型X荧光分析仪。仪器主要由X射线发生器、样品室、Si-Li探测器、多道能谱仪、计算机数据处理系统和压片制样装置等构成。工作原理为样品被X射线照射,待测元素的原子激发后产生该元素的特征X射线,这些具有特征波长的射线被探测器接收,经光电转换和模数转换,信号由多道能谱仪处理,计算机根据能谱峰的位置 和强度分析样品所含元素及含量。该仪器经过在水泥化验室7个多月的运行使用,承担了普通水泥和特种水泥的生料、熟料及其它原料的成分分析任务,取代了原来的化学分析方法。仪器分析SiO2、Al2O3、CaO的标准偏差都在0.15~0.25之间;Fe2O3的在0.1左右;MgO稍高,达到0.3左右;经过与化学分析对比,生料和熟料分析结果合格率分别在90>和93>以上,分析精度和准确性可以满足生产控制分析需要,同时提高了分析速度,减轻了工人劳动强度,降低了分析成本。4 水泥配料专家系统软件的开发4.1配料数学模型4.2程序原理框图 根据上述模型和控制机理,编制了采样、对比分析、调整发送和控制等程序,汇集成水泥配料专家系统软件。程序原理框图见图1。4.3软件功能
本软件用VB6语言编写,可直接运行于WIN95或WIN98环境中,界面友好,操作简单。为了便于用户操作,软件的全部功能按钮放于屏幕底部,用户用鼠标单击左键,便可实现相应的功能。分别为:输入标准值、接收数据、计算配比、调整配比、修改配比、发送配比和退出。5 配料系统的建立和控制模式5.1分析系统与配料系统的连接 首先在X荧光光谱仪上,建立了普通水泥、特种水泥生料和熟料等品种的分析数据库。由于X荧光光谱仪不仅用于自动配料,还承担其它分析任务,为使X荧光光谱仪和配料系统在各自不中断运行下,充分发挥各自的作用,选用WIN95的对等网,在双方微机上各安装一块网卡,配置了网络适配器。这样连接充分利用了WIN95的多任务功能,并且成本低,性能可靠,配料系统可以随时到X荧光分析仪的数据库中读取分析数据,而不用中断X荧光的正常分析工作。 图1 配料专家系统原理框图
配料微机与失重秤的连接,因为相距达300m左右,信事情误差较大,需进行远程通讯。,我们采用远程通讯卡和四芯屏蔽电缆通过RS-232串口将二者相连。应用Visual Basic6的串行通信控件MSCOMM,通过对其某些属性的设定和编程,实现了配料数据的自动传送。5.2特种水泥分析配料系统的联网结构 特种水泥快速分析与自动配料联网结构图,如图2所示。 系统硬件由X荧光光谱仪、网卡、配料微机、远程通讯卡、球磨面和失重秤等组成。联网方式具有成本低、操作维护方便、效果好等特点。系统运行时,配料微机自动从X荧光分析读取有关分析数据,经运算处理后,计算出新的配比,通过RS-232串口远程传至失重秤,失重秤按指令下料。图2 联网结构图 5.3系统控制模式本系统控制模式分为2种。模式1:自动
方式;模式2:手动方式,配比由工艺员根据化验结果,手工调整。两种模式可以随时切换。5.4系统功能(1) X荧光光谱成分分析数据的自动传送。(2) 自动计算、调整配比。(3) 给定下料量,自动发出指令卸料。(4) 系统能自动累计显示每路的时产量、班产量、日产量、月产量、年产量,可能随时查询和打印。(5) 在线控制与离线控制随意切换。(6) 显示堵塞情况,同时报警。(7) 具有双通讯功能,利用2FS、3FS两个口,可以跟总控微机连接,也可以同时跟X荧光分仪等分析仪器相连。(8) 可以将时产、总产量等生产信息远传到管理部门。6 结束语 采用Visual Basic编写的WINDOWS下的串口通讯程序和水泥配料专家系统软件,界面友好、操作简单、功能齐全;FJ-2810G型X荧光光谱仪和失重秤联网后,实现了分析数据的自动传送、配料的自动计算和失重秤下料量的自动控制,提高了水泥生产物料成分分析和过程控制的自动化水平,特种水泥合格率由75>提高到86>,特种水泥625#品级率提高了10>,年经济效益可观。满足了水泥生产物料的控制分析和生产配料的需要。 据在国内水泥同行调研,完全用国产设备实现水泥生产过程物料快速分析和在线自动配料,国内尚不多见。该系统可不受路数和磨机台数限制,适合失重秤、皮带秤、调速秤等设备的控制,可以在建材行业推广,也可以应用于氧化铝生产过程分析和配料系统,有较高的推广应用价值。参考文献1 张浩楠主编.中国现代水泥技术及装备.天津科学技术出版社2 周轶峰等编.Visual Basic6.0实用编程技术.中国水利水电出版社
新型高效混凝土外加剂的应用与现状
摘要:
现代建设工程和工程建筑物及其施工技术对混凝土的要求越来越多也越来越高,不仅要求具有适当的抗压、抗折、抗拉、抗弯强度,而且要求其具有高抗冻性、抗渗性、耐腐蚀性、抗碱-骨料反应性、致密性和耐久性,以能抵抗各种来自内部或外部因素的破坏,并要有合适的流动性和成型及水化性能,以满足各种施工环境和施工条件的要求。因而在混凝土的制备过程中,通常要在其拌合物中或拌合前掺入不大于水泥重量一定比例(通常为5%)的外加剂,以期改变或改善混凝土性能诸如流动性、和易性、早期强度、抗冻性、抗渗性、水化进程等。尤其是在21世纪,高强、高性能及高耐久性混凝土的发展和应用更是离不开各种高效外加剂的使用。为满足和适应这些要求,世界各国混凝土材料专家进行了大量的研究、开发和应用,不断地研制各种外加剂及其复合应用,使混凝土的性能改善取得了明显成效。
1 新型高效减水剂
高效减水剂是上世纪60年代开发出来的减水剂。1963年,联邦德国研制成功三聚氰胺磺酸盐甲醛缩聚物,同时出现的还有多环芳烃磺酸盐甲醛缩合物。由于这三种外加剂对水泥有强的分散能力,减水率高达20%~30%,而不同于普通的塑化剂(减水剂),因而称为高效减水剂或超塑化剂。高效减水剂给混凝土带来了变革性的变化,促进了高强混凝土、流态混凝土和集中搅拌的商品混凝土的发展,已广泛用于制备自流平砂浆和混凝土、水下浇灌混凝土、宏观无缺陷混凝土和高性能混凝土等。伴随着高强度、高流动性混凝土的技术发展,混凝土外加剂有了很快地发展。最初发展起来的是萘系、密胺系高效减水剂,近年来聚羧酸系减水剂的优越性能已得到国际上广泛的认同和普遍使用。在混凝土中掺入高效减水剂后,许多性能如微观结构、孔隙率、吸附性、硬化速度、强度等都将发生改变,水泥矿物水化和水泥本身的一些性能也会受到影响。新型高性能减水剂是目前国内外高性能混凝土技术发展的一个重要方面。
1.1 聚羧酸系高效减水剂
多年来,科研和生产部门采用把减水剂与缓凝剂的复合物掺入混凝土以使坍落度损失有所减缓,但仍未根本上解决问题。聚羧酸系减水剂的问世,使高流动、低坍落度损失混凝土的制备得以实现。近年来,通过“分子设计”合成聚羧酸系高性能减水剂并探讨其结构与性能之间关系的研究非常活跃。聚羧酸系物质由于其分子结构特性具有很多优点,低掺量发挥高效塑化效果、坍落度保持性好、水泥适应性广、减水效率高、分子构造上自由度大、合成技术多,因而高性能化的余地很大。
在结构特征上,聚羧酸系减水剂完全不同于传统的萘磺酸甲醛缩合物或磺化三聚氰胺甲醛缩合物类高效减水剂,其亲水性的官能团主要为羧基,而憎水性的聚合物主链则主要是脂肪族结构单元,在线形主链上还带有许多一定长度的侧链,形成所谓的梳形结构。它的分散和分散保持性能与化合物的结构有密切关系,良好的结构特征可以使其在混凝土中作为减水剂使用时,在用量很小的情况下就会对水泥颗粒产生很强的分散作用,而且这种分散作用还不会随着时间的延长而明显降低,即表现出较好的坍落度保持性能。
聚羧酸系高性能减水剂是配制免振捣自密实高性能混凝土和高强超高强高性能混凝土的首选外加剂,混凝土配合比设计参
数变化较大,性能得到显著改善。聚羧酸系高效减水剂可以在保持混凝土的工作性和高流动性的条件下,使混凝土的水灰比降至最低。但并非所有的聚羧酸系高效减水剂都是高性能减水剂,分子结构不良的聚羧酸系高效减水剂很难适应现代水泥和混凝土技术的要求。如何从不同的结构出发,设计合适的合成途径和工艺条件,从而研究其结构和性能之间的关系,进而确定含羧基聚合物的最佳组成和结构是混凝土减水剂研究领域一个有重要意义且有待于突破的大课题。
1.2 高效减水剂在高强混凝土中的应用
抗压强度超过50~60MPa的混凝土通常被认为是高强混凝土,其重要特点是强度高、耐久性好、变形小。20世纪60~70年代,高效减水剂的应用使混凝土业出现了惊人的进展,突出地体现在水灰比从小于0.50大幅度地降低到可以小于0.30甚至更低,从而混凝土能够迅速地硬化,强度大大提高。以高强度混凝土建造的高层建筑物和大跨桥梁迅速获得应用,施工工期缩短和模板周转加快。
目前,获得高强混凝土的最基本途径是选择优质的胶凝材料、骨料与高效减水剂,然后优化这些材料的配比。其关键是减少基体中的孔隙率,微裂纹和脆弱晶体结构,还要促进集料界面过渡区的强度和质量。为了达到上述目的,降低水灰比是主要方法。实践表明,水灰比为0.3以下的混凝土材料比水灰比为0.4以上的具有明显优越的质量,且当水灰比降低到水泥浆体完全水化所需理论最低值时,强度仍然增加。因此,高效减水剂是制备高强混凝土必不可少的组分。1988年在美国西雅图Two U?鄄nion Square Building工程建设中,使用的133 MPa高强混凝土,采用了高效减水剂,水灰比都在0.4以下,不仅可以确保建筑物的大空间、降低工程的总造价,而且混凝土非常密实,能保持在严酷环境条件下提高其耐久性。
然而,随着混凝土制备强度进一步提高,水泥和高效减水剂之间的相容性问题已引起普遍关注,减水剂的饱和点掺量、流动度损失和强度常用来判定减水剂在混凝土拌合物中的相容性。减水剂的相容性研究能够进一步揭示其在混凝土中的物理化学作用。
1.3 高效减水剂在高性能混凝土中的应用
高性能混凝土的定义一般包括高流动性和长期使用的力学性能和耐久性能两方面。欧美国家注重于混凝土硬化后的高性能,如较高的强度、耐久性和耐腐蚀性等,而日本强调的是新拌混凝土的性质,认为高流态、免振自密实混凝土就是高性能混凝土。事实上,这两种性能是相互联系、不可分割的。混凝土要实现高性能化,解决问题的关键在于组成材料和工艺过程。首先,在组成材料和配合比方面,通常使用高性能减水剂和超细矿物掺和料。高性能减水剂应是性能更好、更能满足实际需要的高效减水剂,即除具有高效减水、改善混凝土孔结构和密实程度等性能外,还能控制混凝土的坍落度损失,更好地解决混凝土的引气、缓凝、泌水等问题。可以说,没有高性能减水剂就不可能实现高性能混凝土。
通常聚羧酸系减水剂较萘系减水剂的减水率高,与水泥的相容性更好,用聚羧酸系减水剂配制高性能混凝土,水胶比可以降至很低,混凝土的流动性很大。由于减水剂与不同水泥存在相容性问题,混凝土容易出现流动性损失;另外,高性能混凝土在硬化过程中容易出现裂缝,致使混凝土耐久性降低。通过高性能减水剂与大掺量活性细掺料两者的复合作用使混凝土的性能得到改善和提高,大大减少了水泥用量和水胶比,提高了工程质量,降低了工程造价。美国使用高效减水剂的高性能混凝土的一个典型实例是长12.9km的 Northumberland Strait 桥。混凝土的配合比是硅酸盐水泥450kg/m3,单位用水量153L/m3,高效减水剂3L/m3,AE剂0.16L/m3,坍落度20cm,引气量6%,其 1天、3天和28天龄期的抗压强度分别为 35MPa、52MPa和82MPa。在我国,高性能减水剂的质量与国外产品有一定差距,随着对高效减水剂的深入研究,差距将会缩小,免振捣自密实混凝土及高强超高强高性能混凝土也将得到进一步发展;因此,及时开展这方面的基础研究非常必要。
1.4 高效减水剂在高耐久混凝土中的应用
混凝土耐久性是指混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用,长期保持强度和外观完整性的能力。采用混凝土建造的工程大多是永久性的,提高混凝土的耐久性,就能延长建筑物的使用期限,减少维修,从而获得巨大的经济效益。外加剂成分不同对混凝土耐久性产生不同的影响作用,减水剂提高了混凝土密实度,则混凝土的抗渗、抗冻、耐侵蚀等耐久性提高;早强剂对混凝土的抗渗、抗冻等耐久性也是有利的,但由于引入混凝土中的Cl、Na+等可能会引起钢筋锈蚀和碱骨料反应,而降低混凝土的耐久性。现在通过掺加硝酸盐阻锈和粉煤灰抑制碱骨料反应等措施来避免混凝土耐久性降低。
对抗冻融性能要求高的混凝土,所用的外加剂最好是同时具有高效减水和引气性能的复合型产品。若混凝土在低温下施工,则选用的外加剂除有引气、减水成分外,还应有防冻和早强成分。但对钢筋混凝土不能选用含氯盐物质作外加剂原料,对水泥、混合材和拌和水含碱量高、骨料又有一定数量活性成分的混凝土,所用外加剂还应尽量降低碱含量。
对抗渗要求高的混凝土,应该用高效减水剂来减少混凝土用水量,提高密实度,同时加入引气成分,使混凝土中形成大量微小气泡,减少泌水通道,提高抗渗性能。掺入适量复合膨胀剂,也是配制高抗渗混凝土的一个有效途径。
混凝土的碳化与钢筋锈蚀会大大降低混凝土的耐久性。通过在混凝土中掺加高效减水剂,增加混凝土密实度,可明显减缓混凝土的碳化速度,混凝土PH值降低也缓慢,钢筋产生锈蚀的危害也明显减慢。若外加剂中含有大量氯离子,将加快钢筋锈蚀,所以,钢筋混凝土应严格控制外加剂中氯盐含量,同时可考虑复合某些钢筋阻锈剂。

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