4.水泥中石膏掺量的确定
水泥中石膏掺量的确定
（讲 稿）
所谓石膏适宜掺量，是指能使水泥凝结正常、强度高、安定性良好、比较经济的掺量。
水泥中的石膏组分，不仅是起缓凝作用，加入适量时，还起提高水泥强度、特别是早期强度的作用；但加入过多，则会引起安定性不良，造成水泥石体积膨胀、降低强度。
一、硅酸盐水泥的水化、硬化和水化性能：
水泥的水化过程很复杂，可用下图简单表示：
C 3S - C 2S C 3A 石膏 C 4AF
[次 快 C 3SH X （水化C 3S ） C-S-H 凝胶 （C/S ≈1.5） C C-S-H 凝胶 （C/S=1.5~1.8
[慢] [ C 水化硅酸钙363123123４（微 晶体 ） （水 化铝 酸钙 晶体 ） （水 化固 溶体 ） （水 化固 溶体 ） （水酸钙化铝固溶、铁
体）
图中缩写注：C m SH n － 水化硅酸钙，m 、n 为克分子数； C s －水化硫酸钙；
H w ―― 结合水，w 为水克分子数； CH － 氢氧化钙；
(A , F)－ 铁与铝间比例不定的固溶成分； 粗体－主要水化产物。
图1 水泥的水化过程示意图
水泥加水后，C 3A 立即发生反应，C 3S 和C 4AF 也很快水化，而C 2S 则水化较慢。
电镜观察，可见几分钟后在水泥颗粒表面生成钙矾石(AFt)针状晶体、无定形的水化硅酸钙（C-S-H ）
以及Ca(OH)2或水化铝酸钙等六方板状晶体。
由于钙矾石不断生长，使液相中SO 2－4 离子逐渐
减少并在耗尽后，就会有单硫型水化硫铝（铁）酸钙出现(AFm)。
如石膏不足，还有C 3A 和C 4AF 剩余，则会生成单硫型水化物、C 4 (A , F) H 13固溶体、甚至单独的C 4 A H 13，而后两者处于介稳状态，有逐渐转变成等轴晶体C 3(A , F) H 6、C 3A H 6的趋势。
水泥水化、硬化可分为三个阶段：
1．钙矾石形成期：C 3A 率先水化，在石膏存在的条件下，迅速形成钙矾石晶体；C 3S 迅速水化析出Ca(OH)2晶体。
第一次放热。
晶体开始相互连接、交织形成桥架，开始初凝。
２．水化加速期：水泥加速水化，生成大量C-S-H凝胶体和、Ca(OH)2晶体，覆盖了水泥颗粒；钙矾石晶体长大并初步连接成庞大的空间网架，凝胶体填入网架中孔隙，使水泥浆凝结，强度增加，达到终凝；大量放热（第二次放热）。
3．结构形成和发展期：石膏耗尽，三硫型钙矾石Aft向单硫型水化硫铝酸钙Afm转化，放热减缓、趋于稳定，生成一系列水化产物；水化产物不断増加并填入由水所占有的孔隙中，逐渐连接、相互交织、结构趋于致密，强度不断增长，发展成硬化的水泥浆体。
二、水泥凝结性能与石膏适宜掺量的确定：
1.水泥凝结：标志着水泥浆体失去流动性而具有一定的塑性强度。
(1)凝结时间：初凝时间与C3A、C4AF水化及 C3S 开始迅速水化（初步形成桥架）有关；终凝则由水泥颗粒被水化硅酸钙完全覆盖决定（形成庞大网架且网架内填充增多）。
凝结时间还因K2O、Na2O、加水量（水大慢凝但强度低）、温度、细度等而变化。
(2)石膏的作用及缓凝机理：
石膏的作用是：调节凝结时间，提高早期强度，还能降低水泥石干缩变形，改善耐蚀、抗冻、抗渗性等，在矿渣水泥中可作激发剂，起增强作用。
石膏的缓凝机理是：水化的C3A在石膏、饱和Ca(OH)2溶液中形成钙矾石,长在水泥颗粒表面上,成为一层薄膜，封闭了水泥颗粒，阻止水的进入，延缓了C3A的水化。
当表面结晶
压力达到一定值后，将薄膜局部胀裂，水又进入凝结时间
薄膜，与水泥颗粒继续水化，又封闭、胀裂，反复进行。
因此，缓凝是钙矾石薄膜阻水的结果。
缓凝时间与石膏掺量不成正比，如右图示：当水泥
中SO3＜1.3%时无缓凝作用，＞2 .5%时缓凝作用不再显
著，却会因水泥石结硬后尚存有石膏继续与C3A形成钙
矾石造成膨胀破坏。
我国一般取1.5%~2.5% 之间。
国标
规定通用硅酸盐水泥的SO3不超过3.5％（矿渣硅酸盐水图2 石膏适宜掺量
泥的SO3不超过4.0％）。
2.石膏适宜掺量：石膏适宜掺量难以精确计算，应以24小时石膏刚好SO3耗尽为宜。
通常用试验方法确定：即将同一熟料按不同石膏掺加量磨至相同细度，分别测凝结时间与强度,确定石膏适宜掺量(见图2)。
以初凝和终凝适宜、3d和28d强度最高为石膏最佳掺量。
石膏适宜掺量与熟料矿物组成、碱含量、混合材中Al2O3含量和细度有关。
熟料中C3A 高时石膏应多掺；混合材中Al2O3含量高时石膏应多掺；水泥细时石膏也应多掺；熟料中含碱高时，碱（Na2O、K2O）的水化物析出NaOH、KOH，然后再与石膏作用生成Na2SO4、K2SO4和Ca(OH)2，要消耗一部分石膏, 石膏也应多掺，还有人认为K2SO4还会进一步与石膏生成钾石膏（K2SO4⋅CaSO4⋅H2O），还要消耗一部分石膏,故石膏还应再多掺；熟料中SO3高时石膏应少掺，混合材中SO3高时一般情况下石膏也应少掺。
F⋅M李认为：普通硅酸盐水泥熟料中C3A＜7％时，水泥中SO3最大含量≯2.5％，C3A＞7％时，水泥中SO3最大含量≯3.0％；美国材料试验学会（ASTM）提出对普通波特兰水泥中SO3的最大限制值为：C3A≤8％时，水泥中SO3最大含量≯2.5％，C3A＞8％时，水泥中SO3最大含量≯3.0％。
近年来，许多厂为迎合一部分用户对早期强度的苛求，熟料片面追求过高的铝氧率即高C3A含量，C3A往往＞8％甚至高于10％，却忽视了水泥中SO3含量的问题，也是造成水泥28天强度偏低的原因之一。
当熟料C3A确实需要很高时，应该通过石膏适宜掺量这方面的试验工作，找出石膏最佳掺量，以使熟料发挥出最大强度潜力。
除二水石膏外，天然硬石膏和化工副产品石膏也可作缓凝剂。
尽管硬石膏溶解度比二水石膏大，不过它的溶解速度很慢，为满足缓凝要求，其加入量以SO3计，一般要比二水石膏
适当增加。
有些厂两种石膏混合使用效果也很好。
化工副产品石膏中含有少量游离酸，会使凝结时间过长，应纯化处理（洗涤或用碱性物质中和）才能很好利用。
三、用作混合材的粉煤灰及单独粉磨后掺磨细粉煤灰：
1.用作水泥混合材的粉煤灰的品质：
粉煤灰化学成分：SiO 235%~60%，Al 2O 313%~40%，CaO2%~5%，Fe 2O 32%~12%，未燃尽碳（以烧失量计）1％～24％。
矿物组成：玻璃体含量50％～70％，晶体部分主要是莫来石（3 Al 2O 3⋅2 SiO 2）、石英（α－ SiO 2），还有赤铁矿、磁铁矿。
粒度：R 0.08=1%~35%，＜30μm 的颗粒占30％～35％，比表面积200～390m 2/kg 。
真密度：1800～2400kg/m 3，视密度（容积密度）520～880 kg/m 3。
活性来源：游离SiO 2 和Al 2O 3，含量越高，活性越高。
实心球形玻璃体含量越高，活性越高。
不规则多孔玻璃体含量越高，需水量大，活性下降。
未燃尽碳轻质多孔，需水量大，降低强度。
由于高温熔融外壳致密，水化速度较慢，故粉煤灰硅酸盐水泥强度增进率最低。
2.用作水泥混合材的粉煤灰的技术要求：
100⨯试验样品28d抗压强度抗压强度比（％）＝％对比样品28d抗压强度
试验样品用30％粉煤灰和70％硅酸盐水泥配成，对比样品即硅酸盐水泥。
粉煤灰要求含水量＜1％，细度0.080mm 方孔筛筛余为5％～7%。
试验用硅酸盐水泥安定性必须合格，28d
抗压强度＞42.5MPa ，比表面积290～310m 2/kg ，石膏掺量（外掺）SO 3计为1.5％～2.5％。
3.粉煤灰的强度作用：粉煤灰中的活性SiO 2 和Al 2O 3，与熟料矿物的水化产物——碱性激发剂Ca(OH)2反应，生成水化铝酸钙（C 3AH 6）和水化铝硅酸钙组分；其非活性部分和尚未水化部分起填充作用，降低水泥石中水所占有的孔隙，提高水泥石的致密性，提高强度。
4.后掺磨细粉煤灰：单独磨细的粉煤灰可以比与熟料共同粉磨的粉煤灰获得更细的粒
度，其比表面积可以达到500～600m 2/kg 。
只要后掺量适宜，不仅比共同粉磨的粉煤灰提高
了反应速度，生成更多的水化组分，而且有更多、更细小的颗粒可填充水泥石孔隙，降低水泥标准稠度需水量，进一步提高水泥石的致密性，提高强度。
但掺入量不宜过多。
否则比表面积过大，水泥标准稠度需水量增高，反而降低强度。
5. 粉煤灰与石膏掺量的关系：矿渣中的Al 2O 3与CaO 在高温下已形成C 3A ，故应比硅酸盐水泥多掺石膏。
而粉煤灰中的Al 2O 3则因CaO 较低而未形成C 3A ，且其球形颗粒表面结构致密，尽管有Ca(OH)2和石膏的激发，水化速度还是很慢，水化7天后粉煤灰颗粒几乎无变化，28天表面才初步水化；而又因粉煤灰水泥中熟料比例相对较少，水化产物比硅酸盐水泥碱度低，故石膏不仅不需多掺，还可相应比硅酸盐水泥减少。
粉煤灰中的SO 3若以Na 2SO 4、K 2SO 4形式存在时，对水泥和混凝土无害，但要将其SO 3计入水泥SO 3总量。
当以硫化物存在而含量又较多时，会产生膨胀并锈蚀钢筋，必须加以限制。
……完…… 高而丰
2007年7月于兴隆水泥厂。
混凝土中石粉掺量标准
混凝土中石粉掺量标准一、前言混凝土作为一种常见的建筑材料，其性能的优劣直接影响着建筑物的质量和寿命。
石粉作为混凝土掺合料之一，能够有效改善混凝土的性能，提高其耐久性和耐腐蚀性。
因此，制定混凝土中石粉掺量标准具有重要意义。
二、石粉的定义和性质石粉是一种细粉末状的物质，主要由磨细的石灰石、石英、石膏等矿物质制成。
石粉的主要化学成分为SiO2、Al2O3、CaO等，具有较高的活性和较好的水化性能。
石粉的掺入可以改善混凝土的流动性、强度、耐久性和耐腐蚀性。
三、石粉掺量的影响因素1.石粉的品质：石粉的品质直接影响其掺入混凝土后的效果。
品质较差的石粉可能会导致混凝土强度下降、孔隙率增加等问题。
2.混凝土的配合比：不同的混凝土配合比对石粉掺量的影响不同。
一般来说，石粉掺量与水灰比成反比例关系。
3.施工环境条件：施工环境的温湿度等因素也会影响石粉掺量的选择。
四、石粉掺量标准根据我国现有标准，石粉掺量一般不超过混凝土配合比中水泥用量的20%。
具体标准如下：1.普通混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的10%-15%。
2.高性能混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的15%-20%。
3.自密实混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的10%-20%。
五、石粉掺量的实际应用1.普通混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的10%-15%。
在实际应用中，可根据砂石的粒径分布、水泥品种、混凝土强度等因素进行适当调整。
2.高性能混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的15%-20%。
在实际应用中，可根据混凝土的设计强度、施工环境等因素进行适当调整。
3.自密实混凝土：石粉掺量一般为水泥用量的10%-20%。
在实际应用中，可根据自密实混凝土的密实性要求、材料品种等因素进行适当调整。
六、注意事项1.石粉掺量应根据混凝土的设计要求和实际情况进行合理调整，不宜盲目追求石粉掺量的增加。
2.石粉应选用品质良好的产品，避免因石粉品质问题导致混凝土性能下降。
3.施工环境应保证适宜的温度和湿度，避免因环境条件不良导致石粉掺量选择错误。
材料工程技术专业《石膏适宜掺量的确定》
石膏的适宜掺量确实定影响石膏掺量的因素试验说明，石膏对水泥凝结时间的影响，并不与掺量成正比，并带有突变性，如图1所示。
石膏掺入量〔SO3计〕小于%缺乏以阻止快凝，当SO3含量继续增加，才有明显的缓凝作用，而掺量超过%，对凝结时间的影响不大。
因此石膏最正图1 石膏对水泥凝结时间的影响确掺量是决定水泥凝结时间的关键。
所谓石膏最正确掺入量是指使水泥凝结正常、强度高、安定性良好的掺量。
许多研究者指出，石膏的适宜掺量，应是加水后24h左右能够别耗尽的数量。
此量与熟料矿物成、碱含量和水泥细度等因素有关。
影响石膏掺量的因素主要有：①熟料中C3A含量熟料中C3A含量是石膏掺量最主要的影响因素。
C3A含量高，石膏掺量应相应增加，反之那么减少。
作为一般的规律，可以大致地说，C3A＜11%的普通硅酸盐水泥，SO3最正确掺量为%。
②熟料中SO3含量由于使用原燃料、配料的缘故，以及局部立窑采用石膏、重晶石等作为矿化剂，熟料中常含有少量SO3，当熟料中SO3含量较高时，那么要相应减少石膏掺量。
③水泥细度熟料中，在相同C3A含量的情况下，当水泥粉磨得较细时，其比外表积增大，水化加快，那么应适当增加石膏掺量。
④混合材的种类与掺量水泥中掺加不同品种和数量的混合材时，其石膏掺入量也不同。
如混合材采用粒化高炉矿渣，且含量较多时，应适当多掺入些石膏，这是因为石膏在水泥中除了起缓凝剂作用外，还对矿渣活性起到硫酸盐激发剂的作用，加速矿渣的硬化过程。
⑤石膏的种类石膏除了二水石膏外，还有硬石膏及工业副石膏,硬石膏在常温下的溶解度比二水石膏大，但其溶解速度很慢，故其掺入量应比二水石膏要适当增加。
由于掺量加大，易使水泥中SO3含量超过国家标准，所以将适量的天然无水石膏与二水石膏使用，缓凝效果更好。
硫酸盐的溶解度、溶解速度见下表。
各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用可溶性无水石膏CaSO4 ·～ 6 快很强烈天然无水石膏CaSO4最慢弱⑥碱含量水泥中碱含量较高时，其凝结速度加快，石膏掺量也应适当增加。
水泥工艺标准试题及其规范标准答案
一．名词解释(每题3分)1．硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，0－5％的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
石灰石或粒化高炉矿渣掺入为0称硅酸盐水泥Ⅰ型，石灰石或粒化高炉矿渣掺入不超过5％称硅酸盐水泥Ⅱ型。
2.安定性：硬化中体积变化的均匀性。
3.熟料粉化：熟料冷却速度慢，在小于5000C时β－C2S会转变γ－C2S,发生体积膨胀，使熟料颗粒膨胀成细粉。
4.熟料的SM：表示熟料中的SiO2与Ai2O3和Fe2O3之比。
5. 烧结范围：烧结所需最少液相量的温度与开始结大块时的温度之差。
7.理论热耗：烧制1Kg熟料，无任何物料和热量损失所需的热量。
8.废品：凡水泥的安定性，初凝结时间，MgO,SO3任一项不合格。
9.抗渗性：抵抗有害介质渗透的能力。
10.不合格品：除初凝时间，安定性，SO3，MgO不合格外，其它指标任一项不合格。
11.火山灰质混合材:以Si2O、Ai2O3为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后不硬化但与气性石灰加水混合后，能在空气中硬化和水中继续硬化。
12．熟料的KH：生成C3S，C2S需CaO与理上全部SiO2生成C3S需CaO之比。
13.化学减缩：硬化中总体积减少。
14. 急凝：纯熟料磨细拌水，很快出现不可逆的固化，同时放出大量水化热。
15.抗冻性：抵抗冻融循环的能力。
16.矿渣水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，20-70％的粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
17.游离氧化钙：未与酸性氧化物化合的CaO。
18.硅酸盐水泥熟料：由适当成份的生料烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要成份的烧结物。
19.石灰质原料：凡以CaCO3为主要成份的原料，统称石灰质原料。
20.原料预均化：在存取料的过程中，采取特殊堆取料方式，使成分波动减小的过程。
21．碱——集料反应：水泥中的碱（NaO,K2O）与砼集料中的活性物质反应，生成碱硅酸盐膨胀。
导致砼开裂。
23.水化程度：一定时间内，已水化的量与完全水化之比。
水泥中用的石膏知识
一、石膏作用及缓凝机理水泥生产的最后一道工序是水泥孰料与石膏一起粉磨，其中石膏（二水酸钙）一般添加5%左右（折合SO3为1~3%），是起缓凝作用的。
水泥中矿物铝酸三钙（C3A）水化速度非常快，如果不加石膏缓凝，水泥的凝结时间会非常短甚至发生闪凝。
石膏之所以能够缓凝，是因为二水硫酸钙能够快速溶解，并迅速与铝酸三钙水化产生的凝胶反应生成钙矾石，包裹在铝酸三钙矿物颗粒的表面，起到隔离水的作用，从而延缓铝酸三钙的进一步水化反应。
水泥拌合水后，四种主要熟料矿物与水反应。
分述如下：①硅酸三钙水化硅酸三钙在常温下的水化反应生成水化硅酸钙(C-S-H凝胶)和氢氧化钙。
3CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(3-x)Ca(OH)2 ②硅酸二钙的水化β-C2S的水化与C3S相似，只不过水化速度慢而已。
2CaO·SiO2+nH2O=xCaO·SiO2·yH2O+(2-x)Ca(OH)2 所形成的水化硅酸钙在C/S和形貌方面与C3S水化生成的都无大区别，故也称为C-S-H凝胶。
但CH生成量比C3S的少，结晶却粗大些。
③铝酸三钙的水化铝酸三钙的水化迅速，放热快，其水化产物组成和结构受液相CaO浓度和温度的影响很大，先生成介稳状态的水化铝酸钙，最终转化为水石榴石（C3AH6）。
在有石膏的情况下，C3A水化的最终产物与起石膏掺入量有关。
最初形成的三硫型水化硫铝酸钙，简称钙矾石，常用AFt表示。
若石膏在C3A完全水化前耗尽，则钙矾石与C3A作用转化为单硫型水化硫铝酸钙(AFm)。
④铁相固溶体的水化水泥熟料中铁相固溶体可用C4AF作为代表。
它的水化速率比C3A略慢，水化热较低，即使单独水化也不会引起快凝。
其水化反应及其产物与C3A很相似。
二、石膏的各种形态石膏有六种形态：1、二水石膏，CaS04 2H2 0，溶解性最好，缓凝效果也最好。
2、半水石膏CaS04 1/2H2 0，105~180℃。
水泥工艺试题及答案
一．名词解释(每题3分)1．硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，0－5％的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
石灰石或粒化高炉矿渣掺入为0称硅酸盐水泥Ⅰ型，石灰石或粒化高炉矿渣掺入不超过5％称硅酸盐水泥Ⅱ型。
2.安定性：硬化中体积变化的均匀性。
3.熟料粉化：熟料冷却速度慢，在小于5000C时β－C2S会转变γ－C2S,发生体积膨胀，使熟料颗粒膨胀成细粉。
4.熟料的SM：表示熟料中的SiO2与Ai2O3和Fe2O3之比。
5. 烧结范围：烧结所需最少液相量的温度与开始结大块时的温度之差。
7.理论热耗：烧制1Kg熟料，无任何物料和热量损失所需的热量。
8.废品：凡水泥的安定性，初凝结时间，MgO,SO3任一项不合格。
9.抗渗性：抵抗有害介质渗透的能力。
10.不合格品：除初凝时间，安定性，SO3，MgO不合格外，其它指标任一项不合格。
11.火山灰质混合材:以Si2O、Ai2O3为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后不硬化但与气性石灰加水混合后，能在空气中硬化和水中继续硬化。
12．熟料的KH：生成C3S，C2S需CaO与理上全部SiO2生成C3S需CaO之比。
13.化学减缩：硬化中总体积减少。
14. 急凝：纯熟料磨细拌水，很快出现不可逆的固化，同时放出大量水化热。
15.抗冻性：抵抗冻融循环的能力。
16.矿渣水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，20-70％的粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
17.游离氧化钙：未与酸性氧化物化合的CaO。
18.硅酸盐水泥熟料：由适当成份的生料烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要成份的烧结物。
19.石灰质原料：凡以CaCO3为主要成份的原料，统称石灰质原料。
20.原料预均化：在存取料的过程中，采取特殊堆取料方式，使成分波动减小的过程。
21．碱——集料反应：水泥中的碱（NaO,K2O）与砼集料中的活性物质反应，生成碱硅酸盐膨胀。
导致砼开裂。
23.水化程度：一定时间内，已水化的量与完全水化之比。
仿石头水泥配方
仿石头水泥配方石头水泥的介绍石头水泥是一种常见的建筑材料，用于制作混凝土、砂浆和其他建筑结构。
它由几种主要成分组成，包括水泥熟料、石膏和辅助材料。
石头水泥的配方对于最终的材料性能非常重要，不同的配方会产生不同的强度、耐久性和其他特性。
石头水泥配方的基本原理石头水泥的配方考虑了以下几个方面：1.水泥熟料：水泥熟料是石头水泥的主要成分，会影响到混凝土的强度和硬化速度。
常见的水泥熟料有硅酸盐水泥、铝酸盐水泥和硫酸盐水泥等。
2.石膏：石膏是一种常用的掺合料，用于调整水泥的凝结时间和增加水泥的流动性。
适量的石膏可以延长水泥的凝结时间，有利于工程的施工。
3.辅助材料：辅助材料包括细砂、粗骨料和混凝土外加剂等。
细砂用于调整混凝土的流动性，粗骨料用于提高混凝土的抗压强度和耐久性，混凝土外加剂可以增加混凝土的早期强度和延缓混凝土的凝结时间等。
基于以上原理，我们可以开始设计仿石头水泥的配方。
仿石头水泥配方设计1. 水泥熟料选择根据实际需要，我们可以选择硅酸盐水泥作为主要水泥熟料。
硅酸盐水泥具有较高的强度和耐久性，适用于大多数建筑结构。
2. 石膏掺量确定根据实际施工条件，我们可以掺入适量的石膏，一般掺量为水泥用量的2-6%。
石膏可以增加水泥的流动性和延长凝结时间，有利于施工操作。
3. 辅助材料选择和比例确定3.1 细砂选择和比例确定细砂应选择颗粒饱满、坚硬、无泥质、含水率适中的河沙或人工合成砂。
细砂的比例通常为水泥用量的30-40%。
3.2 粗骨料选择和比例确定粗骨料可以选择碎石、骨料等，颗粒形状应均匀、骨料应洁净、不含有害物质。
粗骨料的比例通常为水泥用量的40-60%。
3.3 混凝土外加剂选择和比例确定混凝土外加剂可以选择减水剂、增稠剂、减缩剂等。
根据混凝土的具体要求，选择适当的外加剂，并按照供应商提供的比例确定使用量。
仿石头水泥配方实验为了验证上述配方的有效性，我们可以进行一系列的实验。
1. 原材料准备准备好所需的水泥熟料、石膏、细砂、粗骨料和混凝土外加剂等原材料。
水泥工艺基础知识培训试题(十一)
水泥工艺基础知识培训试题（十一）一、单项选择题（每空1分，共30分）1．硅酸盐熟料的矿物有（C3S ）、（ C2S ）、（C3A ）、（ C4AF ），其中硅酸盐矿物有（ C3S ）、（C2S），溶剂矿物有( C3A) 、（ C4AF)2．确定硅酸盐水泥中的石膏掺量时首先应考虑（ C3A 的含量）3．熟料煅烧时液相粘度的大小与（IM）有关4．预分解窑的预热器系统的传热方式为（料气混合传热）、（料气分离传热）5．熟料中 C3S的水化特性，（早强高）、（后强高）、（凝结正常）6．生产熟料、选择设计配料方案时，应考虑的主要因素有（水泥品种及等级）、（原燃料品质）、（工厂具体条件）等7．生料在煅烧过程中发生物化反应，吸热最多的是（ CaCO3分解）反应8．通用水泥中掺加混合材的作用是(改善水泥性能 ) 、（调节强度等级）、（提高水泥产量) 9．原料预均化的原理是（平铺直取），预均化堆场的型式有（矩形）、（圆形）10．旋风预热器的旋风筒作用是（气料分离），连接管道的作用是（传热）11．硬化水泥浆体中水的存在形式, 按其与固相组分的结合情况，可分为（结晶水）、（吸附水）、（自由水）三种基本类型二、单项选择题（每小题1分，共10分）1．分解炉内加入燃料的主要目的是（B ）A.供物料升温需热B.供碳酸盐分解需热C.供固相反应所需D.供粘土矿物脱水所需2．国标规定矿渣硅酸盐水泥的初凝时间不得早于（A ）A.45 分钟B.50 分钟C.55 分钟D.60 分钟3．生料石灰饱和系数高，会使（ A）A.料难烧B.料好烧C.熟料游离氧化钙低 D.窑内结圈4．二次风温越高，则（ A）A.烧成温度越高B.窑尾温度越低C.熟料冷却越差D.出窑熟料温度越高5．新型干法水泥厂规模通常用（C ）来表示A.日产水泥量B.年产水泥量C.日产熟料量D.年产熟料量6．以下哪些措施有利于 C3S 的形成（A ）A.降低液相粘度B.减少液相量C.增加液相粘度D.增加液相粘度，减少液相量7．水泥产生假凝的主要原因是(C )A.铝酸三钙的含量过高B.石膏的掺入量太少C.磨水泥时石膏脱水D.铝酸三钙的含量过低8．生料的平均细度常用（B ）表示A.比表面积B.0.08mm 方孔筛筛余百分数C.0.02mm 方孔筛筛余百分数D.其他9．某熟料中有C3S，无C2S，则其KH 值可能（ C）A.=0.667B.＜0.667C.＞1D.其他10．普通配料的硅酸盐水泥熟料液相出现的温度大致是（ C）A.900℃B.1100℃C.1280℃D.14 50℃三、多项选择题（每小题 2 分，共10分）1．提高水泥粉磨产质量的措施有（ ABD ）A.降低熟料粒度，改善熟料易磨性B.增大研磨体和隔仓板蓖孔尺寸C.降低熟料和磨内温度D.加强磨内通风，选粉效率与循环负荷合理配合2．熟料中 C3S的特性：（ AC）。
水泥工艺试题与答案
一．名词解释(每题3分)1．硅酸盐水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，0－5％的石灰石或粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
石灰石或粒化高炉矿渣掺入为0称硅酸盐水泥Ⅰ型，石灰石或粒化高炉矿渣掺入不超过5％称硅酸盐水泥Ⅱ型。
2.安定性：硬化中体积变化的均匀性。
3.熟料粉化：熟料冷却速度慢，在小于5000C时β－C2S会转变γ－C2S,发生体积膨胀，使熟料颗粒膨胀成细粉。
4.熟料的SM：表示熟料中的SiO2与Ai2O3和Fe2O3之比。
5. 烧结围：烧结所需最少液相量的温度与开始结大块时的温度之差。
7.理论热耗：烧制1Kg熟料，无任何物料和热量损失所需的热量。
8.废品：凡水泥的安定性，初凝结时间，MgO,SO3任一项不合格。
9.抗渗性：抵抗有害介质渗透的能力。
10.不合格品：除初凝时间，安定性，SO3，MgO不合格外，其它指标任一项不合格。
11.火山灰质混合材:以Si2O、Ai2O3为主要成分的矿物质原料，磨成细粉和水后不硬化但与气性石灰加水混合后，能在空气中硬化和水中继续硬化。
12．熟料的KH：生成C3S，C2S需CaO与理上全部SiO2生成C3S需CaO之比。
13.化学减缩：硬化中总体积减少。
14. 急凝：纯熟料磨细拌水，很快出现不可逆的固化，同时放出大量水化热。
15.抗冻性：抵抗冻融循环的能力。
16.矿渣水泥：凡由硅酸盐水泥熟料，20-70％的粒化高炉矿渣，适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。
17.游离氧化钙：未与酸性氧化物化合的CaO。
18.硅酸盐水泥熟料：由适当成份的生料烧至部分熔融所得以硅酸钙为主要成份的烧结物。
19.石灰质原料：凡以CaCO3为主要成份的原料，统称石灰质原料。
20.原料预均化：在存取料的过程中，采取特殊堆取料方式，使成分波动减小的过程。
21．碱——集料反应：水泥中的碱（NaO,K2O）与砼集料中的活性物质反应，生成碱硅酸盐膨胀。
导致砼开裂。
23.水化程度：一定时间，已水化的量与完全水化之比。
选择适宜的石膏掺量 提高水泥的品质指标
０ １ ２ １ ６． ３．５ ６ １ １． ９ ７２ １８ ８ ０．８ ０５ ６ ５．７ ７９ ６． ．３
．
２ ２ ２ １ Ｏ ０ Ｏ ７ ８
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６ ７ ８ ６ ６
表 ２ 熟 料 的 物 理性 能
９ ９ ９
矿 物 组 成 质 量 分 数
ＣＡ ４Ｆ
１ ９１ ０． ｌ ．ｏ １０ １ ．Ｏ １１
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水淀工
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向 贤琦 ： 选择 适 宜的 石 膏掺 量 提 高 水 泥 的 品质 指 标 粤 。Ｉ 羹 ． ≥ ， 参 ｜ｌ ， ｊ ｉ＿ ｉ 童 ０ 争ｌ ｊ ｉ ｊ ｉ 。 ０ ｜ ｌ ｜ ； ｜ 一一 一 ． ，
２ 试验 情况 与 结果分 析
（） １ 水泥中石膏质量掺量从 ０ ％增加到 ２ ％． ． ５ ． ０ Ｗ（Ｏ） １ １ Ｓ ，从 ． ％提 高 到 ２３％的 过 程 中 。 泥 的凝 ９ ．８ 水
结 时 间变化 较大 ， 当石膏 掺量 继续 增 加 ． 泥 的凝 但 水 结 时 间就没 有 了太 明显 的变化 ，而 水泥 的 强度 却有 了 明 显 的 上 升 。这 说 明 根 据 我 公 司 的 实 际 情 况 ． ２０ ．％的石 膏掺 量 是 一个 临 界掺 量 ， 须将 石 膏 掺 量 控 制 在 ２０ ． ％以上 ， 能保证 水 泥凝结 时间 的稳定 。 、 才 （ ）当石 膏 掺 量 加 到 ３５ ４０ ， Ｓ 值 控 ２ ．％～ ． Ｗ（Ｏ ） ％ 制在 ２７ ％～ ． ％时不但 保证 了水泥凝 结 时 间 的正 ． ０ ３１ ０ 常， 而且 使水 泥抗 压强 度有 了很 大 幅度 的提 高 ， 我们 认 为该 范 围是 石膏 的最 佳掺 量范 围 。这一 范 围石 膏
水泥中石膏最佳掺量的研究
河南建材2018年第4期水泥中石膏最佳掺量的研究黄伟笑河南大学土木建筑学院（475004）摘要:通过对水泥水化机理的分析和收集相关文献，发现石膏掺量受石膏品种和水泥品种的影响。
采用定性分析的方法，对比水泥中不同石膏掺量的影响，提出水泥中的石膏存在绝对最佳掺量和相对最佳掺量。
关键词:水泥；石膏；最佳掺量石膏掺量显著影响水泥性能,但两者并不成正比关系[1]。
石膏掺量少于1.5%时,水泥水化难以得到控制,水泥产生急凝;只有将掺量增加到1.5%~2.5%之间时,石膏的缓凝作用明显;当掺量大于2.5%时,不但对增进缓凝效果作用不大,多余的石膏还会在水泥水化后期与水泥水化物继续反应,形成二次钙矾石,甚至影响水泥的稳定性。
在水泥工业生产中,在熟料中掺入石膏,在试验条件相同的情况下,改变石膏掺量,针对不同龄期的强度、水泥的凝结时间方面进行试验。
考虑不同龄期的情况,依照抗压强度和SO3含量的关系曲线,选择最高强度值下对应的SO3掺加量,作为最佳石膏掺量[2]。
1水泥水化原理水泥一旦加水搅拌,熟料中矿物含量最高的C3A会迅速参与反应,C3S也渐渐参与反应,初步水化的宏观表现为温度升高和水泥稠化。
如果在生产制备水泥时没有加入石膏或者石膏掺量不足以参与水化反应时,短时间内水泥会发生凝结硬化,导致施工困难,甚至无法施工,所以,需要加入适量的石膏,改善水泥的初凝终凝时间等性能,达到正常施工的标准。
考虑石膏掺量的影响,分析C3A水化的水化过程:①石膏掺量不足:当掺量为零,石膏未参与水化过程,未能与C4AH13发生反应,水泥加水后迅速稠化,甚至无法施工。
在石膏掺量为零时, C3A水化生成C2AH8和C4AH13,在水化热的促进作用下,C2AH8和C4AH13继续转化为稳定状态的C3AH6。
当T>80℃时,C3A直接转化为C3AH6。
另一方面,当石膏掺量不足,C3A仍有剩余时,水化物C4AH13与已经水化生成的钙矾石(AFt)反应,生成单硫型水化硫铝酸钙(AFm);②石膏掺量适量:首先反应生成C4AH13,然后与掺入的石膏发生反应,生成钙矾石(AFt),有效限制了水化速率,对水泥的凝结时间有明显的改善作用;③石膏掺量较多:石膏掺量较多时,当水泥水化结束,石膏仍有剩余,此时石膏对水泥的缓凝作用效果提升不明显,并且在水泥成品检验时会发现安定性不良的水泥。