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常用硅酸盐水泥

2020-06-26 13:42 作者:pokerking club 点击:

  常用硅酸盐水泥_能源/化工_工程科技_专业资料。标准修订编制说明 自1953年我国第一个统一的水泥标 准诞生至今,我国通用硅酸盐水泥标准 已经历了4次修订。1996年我国开始了强 度检验方法等同采用ISO标准的研究, 1999年颁布了以新强度检验方

  标准修订编制说明 自1953年我国第一个统一的水泥标 准诞生至今,我国通用硅酸盐水泥标准 已经历了4次修订。1996年我国开始了强 度检验方法等同采用ISO标准的研究, 1999年颁布了以新强度检验方法标准为 核心的六大通用水泥标准,这标志着我 国水泥标准已完全与国际接轨。 在1998~1999年修订GB175、GB1344、 GB12958三项标准时,主要是配合我国水 泥强度检验方法与国际接轨,在原92版标 准的基础上只对水泥强度检验方法和强度 标号进行了修订,大部分内容维持了92版 标准。这样现行标准在实施中一些问题就 显现出来,针对这些问题,中国建材院水 泥新材所于2004年开始修订水泥标准,现 已完成报批稿。 现行标准在使用中出现的问题 1、关于三项标准的整合 GB175-1999\GB1344-1999\GB12958-1999 按照国家标准化管理委员会对国家标准进 行清理整顿的要求,同时参考欧洲水泥标准 EN197-1:2000《通用波特兰水泥》,此次修 订将三项标准合并为一个标准,统称为通用硅 酸盐水泥。 2、关于定义和组成 按照GB/T1.1-2000《标准化工作导则》的 要求,定义中不能包含要求,水泥组分的含量 不能在定义中体现。 3、关于普通硅酸盐水泥的名称及取消普通 32.5水泥的理由 我国普通硅酸盐水泥是五十年代初 学习苏联标准而得名的。由于普通硅酸 盐水泥性能是硅酸盐熟料起主导作用, 混合材起辅助作用,而少量的混合材对 于节能、环保等方面有明显的社会经济 效益,其使用量约占70%。 近几年来,新型水泥生产工艺不断 发展,水泥熟料质量的不断提高,粉磨 技术的不断进步,为水泥中多掺混合材 创造了条件,因此水泥品种设置和强度 等级不匹配的问题愈来愈突出,绝大部 分水泥企业按标准规定加入混合材实际 是无法生产出32.5等级的普通水泥,如果 不突破混合材掺量就肯定是富裕强度很 大,甚至超出二个强度等级,由于水泥 产品附加值很低,这样一来水泥企业损 失很大。 根据调查结果分析,生产P.O42.5水 泥,最大混合材掺加量可以达到26%, 平均水平20%;生产P.O32.5水泥,最大 混合材掺量可以达到48%,平均28%。 因此强度等级与混合材掺量不匹配 也是我国普通水泥混合材使用混乱的主 要原因。 同时,生产水泥熟料需要消耗大量 资源、能源,还排放大量有害气体,因 此我们希望水泥企业能生产出高品质的 水泥熟料,再依据不同工程的需要生产 不同品种的水泥。 4、关于混合材种类及允许掺量 确定通用硅酸盐水泥允许使用混合材 的原则: 1)保证水泥质量; 2)有利于水泥产品质量的管理; 3)混合材量大、面广; 4)对人体无害。 部分水泥的混合材掺量进行了调整, 具体见标准。 5、关于石膏种类 增加了混合石膏。 6、关于助磨剂用量 1%改为0.5% 7、关于技术指标的一些调整。 标准的内容 1 本标准与欧洲水泥标准ENV1971:2000《通用波特兰水泥》的一致性为 非等效。 2 标准的全文强制改为条文强制。 如:碱含量、细度作为选择性指标。 3 增加了通用硅酸盐水泥的定义。 定义:以硅酸盐水泥熟料、适量的石膏、 或/和混合材料制成的水硬性胶凝材料。 4 将组分与材料合并为一章 原版GB175-1999、GB1344-1999、 GB12958-1999第4章,本版第4章。 4.1 普通硅酸盐水泥中“掺活性混合材 料时,最大掺量不超过15%。其中允许用 不超过水泥质量5%的窑灰或不超过水泥质 量10%的非活性混合材料来代替”改为 “活性混合材料掺加量为>5%且≤20%”, 其中允许用不超过水泥质量5%且符合本标 准4.2.5条的窑灰或不超过水泥质量8%且符 合本标准4.2.3条的非活性混合材料代 替。” 4.2 将矿渣硅酸盐水泥中矿渣掺加量由 “20%~70%”改为“>20%且≤70%”,并分 为A型和B型。A型矿渣掺量>20%且≤50%。 代号P.S.A;B型矿渣掺量>50%且≤70%, 代号P.S.B; 4.3 将火山灰质硅酸盐水泥中火山灰质 混合材料掺量由“20%~50%”改为“>20% 且≤40%”; 4.4 将复合硅酸盐水泥中混合材料总掺 加量由“应大于15%,但不超过50%”改为 “>20%且≤50%” 4.5 材料中增加了粒化高炉矿渣粉; 4.6 取消了复合硅酸盐水泥中允许掺加 粒化精炼铬铁渣、粒化增钙液态渣、粒化 碳素铬铁渣、粒化高炉钛矿渣等混合材料 及符合附录A新开辟的混合材料,并将附录 A取消; 说 明: 1 我国现行标准中规定了不同品种水 泥混合材料的掺加量超过允许掺量为不合 格品,但标准中没有明确混合材料掺加量 的测定方法,从而引起了广泛的争议。 2 混合材掺量作为合格判定项目产生 的历史背景 在GB175-1999和GB1345-1999标准中, 不合格品判定条款中规定“凡水泥细 度……或混合材掺加量超过最大限量 时……为不合格品”。这一条款产生于 1984年。当时我国刚刚进行改革开放,水 泥年产量接近14000万吨,严重供不应求。 为了满足经济建设的需要小水泥工业得到 了很大的发展,但多数立窑熟料质量差, 生产水泥时大都需要依靠掺混合材来改善 水泥的安定性,针对这一情况为了防止水 泥中混合材的超标,1984年修订时将混合 材超量作为水泥不合格判定依据之一。 当时既没有可供全国统一使用的混合材 测定方法标准,也没有在产品标准中规定的 试验方法,然而标准实施后并没有出现如今 的问题,主要是当时政府对企业具有无可代 替的管束力,只要标准规定,行业主管部门 就可以通过行政手段、或制定条例、规程对 企业进行干预,所以这一规定对保证我国水 泥质量,促进水泥质量提高起到了重要作用。 在今天行业主管职能只限于宏观调空 的情况下来执行这一规定,确实存在没有统 一方法的困难,虽然各地技术监督部门为了 查处水泥中混合材掺量超标问题,采取自选 测试方法、指定检测机构的测定结果作 为合格判定、甚至处罚的依据。但由于 缺乏执法的依据,受罚水泥企业并不服 气,而且抱怨很多。因此这一规定已经 不在适应我国当前的实际情况,应该进 行修订。 3 混合材对水泥性能的影响 世界各国对通用水泥品种的划分都 是以水泥中混合材品种变化和掺加量多 少来规定的。这是由于混合材品种和掺 加量的变化,会对水泥的性能产生影响。 同一种混合材,掺量对水泥性能的影响是 渐变的,相同种类的混合材对水泥性能的 影响在品质内涵或影响程度上存在较大的 差别,正因为可以掺入不同特性的混合材 来调整硅酸盐水泥的性能,使得硅酸盐水 泥具有更广泛的性能特点和更广泛的适用 范围。为了合理使用具有不同性能特点的 水泥,世界各国标准都把混合材引起性能 变化范围基本相同的水泥划分为一个品种。 我国现行标准的品种划分,基本上是建立 在上世纪六十年代和七十年代的试验基础 上. 3.1 矿渣掺量与强度的关系 掺加矿渣混合材料对于混合粉磨和 分别粉磨的变化规律一致。对于3天、7 天抗压强度,随掺量增加呈明显下降趋 势,只是在掺量大于50%后,强度下降 幅度略微缓和;而对于28天抗压强度, 随掺量增加呈下降趋势,但掺量大于 35%后强度下降幅度更为明显。 矿渣掺量大于50%后性能变化加剧。 矿渣硅酸盐 水泥 代号 P·S·A P·S·B 熟料+石膏 ≥50且<80 ≥30且<50 矿渣 20且≤50b 50且≤70b 3.2 粉煤灰掺量与水泥性能关系 强度试验结果,当掺量小于15%时, 强度略呈下降趋势,掺量大于20%后, 强度随掺量的增加呈明显下降趋势。 20%是一个转换区间,3天特别明显。 标准稠度用水量试验结果基本为随 掺量的增加而线性增大。 水泥性能随着粉煤灰掺量的增加会 发生持续的变化; 当粉煤灰掺量小于20%时,水泥性 能随粉煤灰不同变化规律不尽相同,但 绝大多数性能变化相对属于小副波动; 当粉煤灰掺量在20%~40%时,水泥性 能开始呈现有规律的变化,变化幅度随粉 煤灰不同有明显差别。 粉煤灰掺量大于40%后性能变化加剧。 代号 熟料+石膏 粉煤灰 粉煤灰硅酸 盐水泥 P·F ≥60且<80 20且≤40 3.3 火山灰掺量与性能关系 强度随火山灰掺量的增加而呈明显下降 趋势。 标准稠度用水量随掺量的增加而呈线性 增大。 当火山灰掺量小于20%时,水泥性能随 火 山灰不同变化规律不尽相同,但绝大多数性 能变化相对属于小副波动; 当火山灰掺量在20%~40%时,水泥性能 开始呈现有规律的变化,变化幅度随火山不 同有明显差别。 火山灰掺量大于40%后性能变化加剧。 代号 熟料+石膏 火山灰质 混合材料 火山灰硅酸 盐水泥 P·P ≥60且<80 20且≤40 水泥熟料质量的提高影响水泥性能 的变化,而混合材品种与掺量的不同对 水泥性能又有很大的影响,但水泥性能 随混合材掺量的变化规律与上世纪60~70 年代的试验研究结果基本一致。 5 增加了M类混合石膏,取消了A类 硬石膏(原版GB175-1999、GB1344-1999、 GB12958-1999中第3章,本版第4.2.2.1条) 4.2.2.1 天然石膏:应符合GB/T 5483 中规定的G类或M类二级(含)以上的石膏或 混合石膏。 4.2.2.2 工业副产石膏:工业生产中以 硫酸钙为主要成分的副产物。采用工业副 产石膏时,应经过试验验证,证明对水泥 性能无害。 说明: 现行标准中规定水泥可以使用符合相 关标准要求的二水石膏和硬石膏。但在 水泥实际生产中,为了改善硬石膏与外 加剂的适应性,一般多和二水石膏混合 用,形成实际上使用的混合石膏;同时 以混合石膏形态存在的脱硫石膏也开始 广泛用于水泥生产。因此本标准增加允 许“混合石膏”种类用于水泥生产。 同时,单独使用硬石膏会引起水泥 与部分减水剂的不适应,造成急凝、瞬 凝现象,因此本标准取消了水泥中允许 使用硬石膏的规定。 6 助磨剂允许掺量由“不超过水泥质量的 1%”改为“不超过水泥质量的0.5%”; 7 普通水泥强度等级中取消了32.5和 32.5R; 说明: 普通32.5水泥混合材掺量超标的客观原 因是:水泥熟料质量的提高及粉磨技术的不 断进步,为水泥中多掺混合材料创造了条件, 因此水泥品种设置和强度等级不匹配的问题 越来越突出,绝大部分水泥企业按标准规定 加入混合材料实际是无法生产出32.5等级的 普通硅酸盐水泥,如不突破混合材掺量就肯 定是富裕强度很大,甚至超出二个等级,由 于水泥附加值很低,这样一来水泥企业损失 很大。同时生产水泥熟料需要消耗大量资源、 能源,还排放大量有害气体。 取消普通硅酸盐水泥32.5强度等级,将 水泥品种划分为两个层次,如果用户需要高 强度等级的水泥主要选择P.Ⅰ、P.Ⅱ、P.O; 需要低强度等级水泥主要选择P.S、P.C、P.F、 P.P等。 8 将矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐 水泥、粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水 泥中“熟料中的氧化镁含量”改为“水泥 中的 氧化镁含量”,其中要求P.S.A型、P.F型、 P.P型、P.C型水泥中的氧化镁含量不大于 6.0%,并加注b说明“如果水泥中氧化镁含 量大于6.0%时,应进行水泥压蒸试验并合 格”;P.S.B型无要求。 氧化镁含量超标造成的破坏 XRD实验结果 压蒸实验前后 9 增加了氯离子限量的要求,即水泥中 氯离子含量不大于0.06% 说明:由于水泥混凝土中氯离子含量会 引起钢筋锈蚀,从而导致混凝土开裂破坏。 欧洲所有品种小于0.1%。对予应力应 严格控制;日本:普通水泥小于0.035%, 早强、超早强、中热、低热、抗硫酸盐 等小于0.02%,其它品种没有规定。 其他国家没有规定。 钢筋的腐蚀――电化学反应过程 钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀主要是电化 学腐蚀,这是由于混凝土空隙中的水分通常以 饱和的氢氧化钙的溶液形式存在,其中还含有 一些氢氧化钠和氢氧化钙,pH值为12.5。在这 样的强碱性的环境中,钢筋表面形成钝化膜, 它是厚度为2×10-9- 6×10-9m 的水化氧化物 (nFe203·mH2O),阻止钢筋进一步腐蚀。但是, 当钢筋表面的钝化膜受到破坏,成为活化态时, 钢筋就容易腐蚀。呈活化态的钢筋表面所发生 的腐蚀反应的电化学机理是,当钢筋表面有水 分存在时,就发生铁电离的阳极反应和溶液中 氧还原的阴极反应,相互以等速度进行, 其反应式如下: 阳极反应 2Fe-4e-→2Fe2+ 阴极反应 O2+2H2O+4e-→4OH腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合,在钢筋 表面析出氢氧化亚铁,其反应式为 2Fe+02+2H20→2Fe2++4OH-→2Fe(0H)2 4Fe(OH)2+02+2H2O→4Fe(OH)3 该化合物被溶解氧化后生成氢氧化铁Fe(OH)3,并进 一步生成nFe2O3·mH2O (红锈),一部分氧化不完全的变 成Fe304(黑锈),在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到 原来体积的4倍,黑锈体积可大到原来的两倍。铁锈体 积膨胀,对周围混凝土产生压力,将使混凝土沿钢筋方 向开裂,进而使保护层成片脱落,而裂缝及保护层的剥 落又进一步导致钢筋更剧烈的腐蚀。 氯离子很容易引起钢筋锈蚀,有三种理论解释氯 离子锈蚀的电化学作用。 (1)氧化膜理论――钢筋在碱性介质中生成氧化膜, 可以保护钢筋不受侵蚀,氯离子比其它离子 (例如硫酸根离子)更容易通过膜的缺陷或孔 隙穿透氧化膜。另一种意见认为氯离子能分散 氧化膜使之更宜穿透,引起锈蚀。 (2)吸附理论――氯离子吸附于钢筋表面,促进金 属离子的水化,因而使金属更容易溶解。 (3)过渡络合物理论――按照这个理论,氯离子生 成氯化铁,氯化铁自阳极扩散从而破坏 F电e极(0H不)2远保处护转层化,为使氢腐氧蚀化继铁续沉进淀行,。氯氯离化子铁自在阳 极传导更多的铁离子。 现场的经验及研究表明,对于受氯离子 污染的已建结构,0.026%的氯离子浓度足 以破坏钝化膜而引起钢筋的破坏。其主要 反应式如下,反应最终产物氢氧化铁 Fe(0H)3即是铁锈。 2Fe-4e-→2Fe2+ Fe2+ +2C1-+4H20→FeC12·4H20 FeC12·4H20→2Fe(OH)2↓+2C1-+2H++2H20 4Fe(OH)2+02+2H2O→4Fe(OH)3↓ 10 将各强度等级的普通硅酸盐水泥的强度 指标改为和硅酸盐水泥一致,将各强度等 级复合硅酸盐水泥的强度指标改为和矿渣 硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤 灰硅酸盐水泥一致; 11 增加了45μm方孔筛筛余不大于30% 作为选择性指标; 6.3.4细度(选择性指标) 硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥以比表面 积表示,不小于300m2/kg;矿渣硅酸盐水 泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐 水泥和复合硅酸盐水泥以筛余表示,80μm 方孔筛筛余不大于10%或45μm方孔筛筛 余不大于30%。 说明: 水泥磨得越细,水泥水化速度越快,强 度越高。但与此对应的是水泥需水量增大、 干缩增大、施工性能变差等负面影响。在 熟料矿物组成、水泥组成固定的情况下, 这些就只有通过水泥细度在一定范围内调 整。 细度的作用由产品质量保证向性能调 控作用转变。 12 增加了选择水泥组分试验方法的原则和定期 校核要求。 7.1 组分 由生产者按GB/T12960或选择准确度更高的 方法进行。在正常生产情况下,生产者应至少 每月对水泥组分进行校核,年平均值应符合本 标准第4.1条的规定,单次检验值应不超过本 标准规定最大限量的2%。 为保证组分测定结果的准确性,生产者应采 用适当的生产程序和适宜的方法对所选方法的 可靠性进行验证,并将经验证的方法形成文件。 13 将“按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来 确 定用水量”的规定的适用水泥品种扩大为火山灰质硅酸 盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火灰 质混合材料的普通硅酸盐水泥 。 7.5 强度 按GB/T17671进行。但火山灰质硅酸盐水泥、粉煤 灰硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥和掺火山灰质混合材料 的普通硅酸盐水泥在进行胶砂强度检验时,其用水量按 0.50水灰比和胶砂流动度不小于180mm来确定。当流动 度小于180mm时,须以0.01的整倍数递增的方法将水灰 比调整至胶砂流动度不小于180mm。 胶砂流动度试验按GB/T2419进行,其中胶砂制备 按GB/T17671进行。 14 编号与取样中增加了年生产能力 “200万吨以上”的级别。 200万吨以上,不超过4000吨为一编号; 120万吨~200万吨,不超过2400吨为一 编号; 说明:上述对于生产企业的约束,工 程依然按照验收规程进行检验,即袋装 200吨,散装500吨为一个批号。 15 将“出厂水泥应保证出厂强度等级, 其余技术要求应符合本标准有关要求” 改为“经确认水泥各项技术指标及包装质量 符合要求时方可出厂。 ” 16 增加了出厂检验项目。 出厂检验项目为6.1、6.3.1、6.3.2、6.3.3 条。 17 取消了废品判定。 18 不合格判定中取消了细度和混合材 料掺加量的规定,将判定规则改为“检 验结果符合本标准6.1、6.3.1、6.3.2、 6.3.3条技术要求为合格品。检验结果不 符合本标准6.1、6.3.1、6.3.2、6.3.3 条中任何一项技术要求为不合格品。 ” 19 检验报告中增加了“合同约定的 其他技术要求 ”。 20 交货与验收中增加了“水泥安定性仲裁 检验时,从水泥取样之日起10天以内完成。如 超过10天进行安定性检验不合格,则为不合 格。” 21 包装标志中将“且应不少于标志质量的 98% ”改为“且应不少于标志质量的99% ”。 22 包装标志中将“火山灰质硅酸盐水泥、 粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的两侧印 刷采用黑色。”改为“火山灰质硅酸盐水泥、 粉煤灰硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥的两侧印 刷采用黑色或蓝色。”

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