国家标准计划《水泥中三氧化硫含量评估方法》由 TC184(全国水泥标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国建筑材料联合会。
主要起草单位 中国建材检验认证集团股份有限公司 。
| 91 建筑材料和建筑物 |
| 91.100 建筑材料 |
| 91.100.10 水泥、石膏、石灰、砂浆 |
企业生产水泥过程中依据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》来限制水泥中石膏即SO3的掺量。
但在实际生产过程中应进行SO3适宜掺加量的实验计算,一般水泥生产企业会选择凝结时间正常且能满足性能要求的SO3掺加量作为SO3最佳加量。
通常水泥中SO3的含量控制在1.5%~2.5%之间换算为二水石膏掺加量为3%~5%。
当水泥中SO3掺加量不足时,住住会加快水泥的凝结时间,造成通常所说的“快凝”、“急凝”、和“闪凝”等现象,使施工难以进行,这也是GB175-2007规定水泥的初凝时间不早于45分钟的原因。
当水泥中SO3超过一定的含量时,会使水泥石产生不均匀膨胀导致水泥的安定性不合格,从而造成重大工程质量事故。
SO3在水泥中调节凝结和产生膨胀的作用机理为:磨制水泥时加入适量石膏,石膏可与水化铝酸钙作用生成溶解度极低的水化硫铝酸钙。
生成的水化硫铝酸钙可覆着在水泥颗表面形成一层不宜透水的薄膜,这样可以延缓了C3A和C3S等熟料矿物的水化作用,从而延缓了水泥的凝结过程而起到缓凝作用。
同时,适量的石膏能改善水泥的物理性能,因为石膏中的SO3能与C3A和C4AF生成针状的含铁硫铝酸钙(AFt)。
这种产物强度高且含结晶水多,在同样水灰比的条件下可降低水泥的空隙率,从而提高水泥的强度和耐蚀性。
当水泥中SO3超过一定的限量后即石膏掺入量过多,多余的SO3在水泥硬化后继续与水和C3A形成钙矾石,产生膨胀应力,降低水泥强度,破坏结构。
因此,在GB175-2007规定其掺入水泥中SO3上限(见表1)。
表1 通用硅酸盐水泥中SO3掺量限值(质量分数) 品种 P·I P· I P·O P·S·A SO3 ≤3.5 ≤4.0 品种 P·S·B P·P P·F P·C SO3 ≤4.0 ≤3.5 由表1可知GB 175-2007中规定矿渣硅酸盐水泥中SO3掺量不大于4.0%,其他品种的通用硅酸盐水泥中SO3掺量不大于3.5%。
矿渣硅酸盐水泥中SO3不仅起到调节水泥凝结时间的作用,还有硫酸盐的激发作用,因此对该指标进行了适当方宽。
但在GB 175-2007对水泥中掺量SO3的下限并没有做要求。
对于水泥生产企业如何在水泥生产过程中确定SO3最佳掺量是一项重要的工作,这不仅关系到水泥的使用性能,还关系到水泥应用的安全性的问题。
《水泥中三氧化硫最佳含量评估方法》标准的制定,将为水泥企业提供一种水泥中SO3最佳含量的评估方法,指导水泥生产企业在水泥生产过程中掺入石膏的最佳量。
一方面可以提高我国的水泥和混凝土工程质量,另一方面可以避免过多掺入石膏带来的资源浪费。
不论是对环境资源保护方面,还是降低企业生产成本、提高产品质量方面都具有非常重要的意义。
《水泥中三氧化硫最佳含量评估方法》标准适用于采用石膏作为缓凝剂的水泥中SO3最佳含量的评估。 本标准解决的主要技术内容如下: 1) 水泥中SO3最佳含量评估技术指标:抗压强度、水化热、空气干缩率。 2) SO3含量不同的水泥样本:SO3含量不同的水泥样本数不低于5个;样本中最低SO3含量和最高三氧化硫含量差值应大于2.0%。 3) SO3含量不同的水泥样本制备:方法一采用粉磨好的水泥进行配比(SO3含量高的与SO3含量低的进行配比);方法二采用同一种水泥中加入不同量的石膏进行配比。 3)抗压强度评估水泥中SO3最佳含量过程。 4)采用水化热评估水泥中SO3最佳含量过程。 5)采用空气干缩率评估水泥中SO3最佳含量过程。 6)水泥中SO3最佳含量评估报告的内容。