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硬石膏对自应力硫铝酸盐水泥影响

发布日期:2010-12-06 字号: [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]
1 引言  自应力硫铝酸盐水泥主要用于生产自应力输水管等。它的稳定期对制管影响较大,水泥稳定期长必然导致水泥后期自应力值增长较大,制管厂难以控制水泥自应力值,给水泥压力管生产带来后期爆管的隐患。近年来的研究结果表明,自应力水泥的稳定期应严格控制,并进行量化,即控制水泥最终自应力值。由于国家建材行业标准ZBQ11006-87对水泥的稳定期没有明确规定,因此中国建材院对原水泥标准重新进行修改。  在新水泥标准中,最终自应力值评定方法和指标是一个至关重要的指标,若水泥最终自应力值评定不合格,判为不合格品。影响水泥稳定期的因素是诸多的,如原材料化学成分、生料配比、熟料烧成、熟料化学成分、R2O、石膏等。自应力硫铝酸盐水泥二水石膏掺量较大,占水泥掺量30%~50%,若二水石膏不纯,含有一定量的硬石膏,那么会对水泥稳定期造成较大的影响。笔者从硬石膏这方面进行了试验研究。 2 原料及实验方法 2.1 原料  硫铝酸盐水泥熟料、二水石膏和天然硬石膏的化学成分见表1。 表1 原料化学成分(%)
名称 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 SO3
熟料
二水石膏
硬石膏
0.08
20.72
2.46
6.38
0.58
0.22
35.74
0.42
0.17
2.47
0.59
0.24
40.90
31.45
40.13
1.08
1.08
0.72
2.22
-
-
9.21
43.88
55.98
98.08
98.72
99.92
  2.2 水泥配比方案及水泥化学成分   水泥配比方案及水泥化学成分见表2。 2.3 实验方法   水泥按国家建材行业标准JC453-92〈自应力水泥物理检验方法〉进行检验。 3 结果与讨论 3.1 检验结果 检验结果见表3。   表2 水泥配比方案及化学成分(%)
名 称 熟料 二水石膏 硬石膏 Loss SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 SO3
GA-1 67 33 0 7.47 4.56 24.02 2.65 37.98 0.66 1.67 20.49 99.50
GA-2 67 31 2 6.83 4.45 23.99 2.58 38.51 0.76 1.66 20.75 99.53
GA-3 67.5 27.5 5 5.55 4.31 24.33 2.54 39.54 0.82 1.66 20.86 99.61
GA-4 68.5 23.5 8 5.31 4.54 24.11 2.09 39.92 0.70 1.74 20.89 99.30
表3 水泥检验结果
名称 比表面积 (cm2/g) 凝结时间(h∶min〕 水灰比 自应力值(MPa〕
初凝 终凝 3d 7d 14d 21d 28d 35d 60d 120d
GA-1 4580 1∶19 1∶42 0.39 2.64 3.41 3.61 3.67 3.74 3.76 3.98 4.09
GA-2 4390 1∶22 1∶32 0.39 2.66 3.76 4.09 4.15 4.23 4.34 4.81 5.14
GA-3 4530 1∶13 1∶30 0.39 2.31 3.13 3.47 3.52 6.61 3.93 3.98 4.53
GA-4 4240 1∶15 1∶23 0.39 2.06 2.77 2.95 3.02 3.08 3.57 3.63 4.15
  3.2 按新标准最终自应力值评定方法评定   根据表4检验结果GA-1水泥数据,以龄期为横坐标,自应力值为纵坐标作图,见下图。   GA-1 自应力水泥龄期与自应力值曲线图   根据图1曲线,以25、31d龄期找出自应力值分别为3.71MPa、3.75MPa,代入公式求GA-1水泥28d自应力值增进率     3.75-3.17   K1=——————=0.0067(MPa/d)<0.0070MPa/d,判GA-1水泥合格。      6   同样方法求得GA-2自应力水泥28d自应力值增进率:K2=0.015(MPa/d)>0.0070MPa/d,不合格,判GA-2水泥为不合格品。   GA-3自应力水泥28d自应力值增进率:K3=0.02(MPa/d)>0.0070MPa/d,不合格,判GA-3水泥为不合格品。   GA-4自应力水泥28d自应力增进率:K4=0.0283(MPa/d)>0.0070MPa/d,不合格,判GA-4水泥为不合格品。 3.3  硬石膏对自应力硫铝酸盐水泥稳定期影响分析   在自应力水泥SO3含量基本不变的情况下(详见表3水泥化学成分),随着硬石膏掺量增加,水泥的稳定期越来越长,水泥28d自应力值增进率越来越大,即K1234。水泥GA-1在没有掺硬石膏的情况下,K1=0.0067MPa/d<0.0070MPa/d,根据水泥新标准(讨论稿)),水泥最终自应力值评定合格,其余水泥K2、K3、K4均大于0.0070MPa/d,水泥最终自应力值评定不合格,判水泥为不合格品。更值得注意的是掺硬石膏的自应力水泥后期(2~3个月)自应力值增进率较大,仍没有稳定,详见表4中GA-2、GA-3、GA-4水泥。因此硬石膏对自应力硫铝酸盐水泥稳定期影响较大,主要原因是二水石膏与硬石膏溶解度不同。 3.4 二水石膏夹杂硬石膏的判别方法   可通过检测二水石膏结晶水(H)判断是否夹杂磷石膏。二水石膏分子式CaSO4·2H2O,通过换算,纯二水石膏结晶水计算值为:     (1)式SO3为二水石膏SO3检测值。   若检测二水石膏结晶水小于理论计算值,说明二水石膏中含有一定量的硬石膏。根据我厂多年生产经验,控制二水石膏结晶水H计算-H实测≤0.5%,否则不能用于生产自应力水泥。 4 结论   (1)硬石膏对自应力硫铝酸盐水泥稳定期影响较大,在一定范围内其含量越高水泥稳定期越长。   (2)用于生产自应力硫铝酸盐水泥的二水石膏不能夹杂硬石膏。其判别方法为:根据纯二水石膏结晶水(H)为0.45×SO3%,若检测二水石膏结晶水小于理论计算值,说明二水石膏含有一定量的硬石膏。因此,二水石膏的质量除SO3含量达到要求外,还应控制其结晶水H计算-H实测≤0.5%。 来源:水泥

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