水泥的技术标准课件.ppt
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1、水泥的技术标准,本课的主要内容及目标,熟悉国内及国外水泥的技术标准。了解国内和国外的水泥技术标准的差异。通过对比找到我国技术标准的不足,预测我国水泥技术标准改进的空间和发展前景。,世界各国水泥标准的发展过程,我国水泥的发展历程:1、我国统一的水泥标准诞生于1953年。2、1956年进行第一次修订,产生了以苏联“硬练法”为基础的我国三大水泥标准,即普通硅酸盐水泥、矿渣水泥和火山灰水泥标准。3、1977年组织了第二次修改,制定了我国水泥强度检验方法“软练法”,以此为基础产生了我国五大水泥标准,此次标准修订有效地促进了我国水泥质量提高,使全国水泥质量普遍提高了一个标号。4、从上世纪八十年代末九十年代
2、初开始进行检验方法等同、等效采用ISO方法的工作,如1989年颁布实施的GB1346水泥净浆稠度、凝结时间、安定,性检验方法等效采用了ISO9597;1991年颁布实施的水泥细度检验方法参照采用ISODIS10749。5、1991年对水泥标准进行了修订,将硅酸盐水泥分为型和型,型水泥的各项指标参照ASTM标准,型水泥指标参照BS标准,这标志着我国水泥标准已基本与国际接轨。6、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,此次标准修订使我国通用水泥产品标准达到国际先进水平。7、2007年颁布了GB175-2007通用硅酸盐水泥标准,对原来的标准修订。,欧洲水泥标准发展状况 欧洲标
3、准是由欧共体(EEC)于1969年发起的。1973年将此任务交给欧洲标准化委员会(CEN),并委托CENTC51(水泥与建筑石灰)负责制定西欧国家包括EEC的成员国的水泥标准。在上世纪年代中期进行了第一次调查,结果表明:在西欧各国采用不同来源的原料,在不同气候条件、不同社会文化背景条件下,使用了许多种类的水泥,修建了风格各异的典型建筑。在一般和特殊场合使用者对已有的许多品种水泥都较满意。于是八十年代初期,CENTC51决定把在绝大多,数西欧国家已生产和使用多年的水泥品种都包括在水泥标准中,并于1989年提出了草案,但未获得必要的多数通过,原因是还有些国家认为应包括他们已有国家标准的、传统的、所
4、有好用的水泥品种,以消除贸易壁垒。1990年CENTC51进行了第二次调查,当时有50多种水泥已有国家标准。其中有的已生产和使用几十年,证实了他们的耐久性,有的水泥仅生产几年,制定国标也仅12年,因此提出了形成标准的原则:,1.将通用水泥和特种水泥分开,EN1971只包括通用水泥。2.已被国家标准化机构确认的、传统的和使用广泛的所有通用水泥(不包括仅生产几年和制定国标仅12年的水泥)。3.这些水泥的硬化主要是依靠硅酸钙的水化。4.标准的内容包括:水泥的组成、技术要求和合格评定准则。CENCENELEC内部规定,下列国家的国家标准化组织必须执行欧洲标准:奥地利、比利时、捷克、丹麦、荷兰、法国、德
5、国、希腊、冰岛、爱尔兰、意大利、卢森堡、芬兰、挪威、葡萄牙、西班牙、瑞典、英国、瑞士等19个欧洲国家。不久前又有十个国家加入了欧盟。由此可以看出欧洲标准是欧洲各国标准协商的产物。,美国水泥标准发展状况 美国标准一直自成体系,水泥标准也不例外,从水泥产品分类、技术指标及性能检验方法与欧洲标准体系及ISO标准有较大差别。随着世界各国“采标”步伐的加快,美国也采取了相应的应对措施,除积极参与ISO、IEC组织的活动,承担秘书处工作外,一方面努力将美国标准转化为ISO标准,力图改变欧洲在ISO标准中的主导地位,美国的工作是卓有成效的,如ANSIAPI 10A已转化为ANSIAPI 10AISO1042
6、612001;另一方面则在标准体系中溶入ISO标准,如美国水泥标准一直是不允许加入任何外掺物的,但水泥中掺加混合材料不仅可以利用工业废弃物并且调节性能,因此在水泥生,产技术发展的推动下,美国制定了允许掺加高炉矿渣、火山灰为混合材料的ASTMC595混合水 硬性水泥。特别需要说明的是,在2004年最新颁布实施的ASTMC150中允许加入5.0%的石灰石,这对于ASTMC150来说是较大突破。不仅如此,ASTMC117503水硬性水泥标准性能规范中将水泥分为六类:GU(普通)、HE(高早强)、MS(中抗硫)、HS(高抗硫)、MH(中热)、LH(低热)。根据不同用途的水泥规定了细度、压蒸安定性、凝结
7、时间、含气量、强度、水化热、砂浆膨胀、抗硫酸盐膨胀和强度值的上下限等技术指标及相应的试验方法,而没有按ASTMC150及ASTMC595对水泥熟料的组成、混合材的品种和掺量进行规定。完全以水泥性能进行验收。,日本水泥标准发展状况 基于对国际标准的重新认识,日本水泥标准也在原ASTM标准体系的基础上向欧洲标准体系靠拢,并从1995年制定了促进JIS和ISO标准的整合的标准修订计划,此次修订工作包括物理方法标准及水泥产品标准,工作重点就是水泥胶砂强度采用ISO标准,对于凝结时间测定方法,由于JIS与ISO测定结果差异小,所以标准正文仍用JIS法,ISO法列入附件。安定性检验方法JIS规定为试饼法,
8、而ISO规定是雷氏法,决定仍以试饼法为主体,雷氏法则作为标准附件。修订后的日本水泥标准特点是:(1)水泥强度检验方法等同采用了ISO标准,为此日本要从澳大利亚进口原砂制备日本ISO标,准砂(2)水泥品种分类既参照了ASTM标准,又参照了EN标准。如JISR5210波特兰水泥就参照ASTMC150将水泥分为5类:普通、早强、超早强、中热、低热、抗硫波特兰水泥;而JISR5211高炉矿渣水泥、JISR5212火山灰水泥、JISR5213粉煤灰水泥则是参照EN197,根据各种混合材料的掺加量将水泥分为A类、B类、C类,矿渣最大允许掺量为70%,火山灰和粉煤灰最大允许掺量为30%;(3)允许掺05%外
9、加物。由于水泥工业能够利用其他产业不能利用的、对环境造成大负荷的废弃物,因此日本高度重视水泥工业为构筑循环型社会发挥的作用,于2003年颁布实施了可增加废弃物使用量的JISR5214生态水泥,世界各国水泥标准差异,中国的水泥标准 我国自1953年开始第一次制订统一的水泥标准以来,已经过很多次修改。每次标准的修改使水泥质量都得到进一步提高。水泥标准经历40年的发展已形成了我国自己的特点。由于我国水泥生产具有三大特点即:立窑生产水泥多,水泥中掺加混合材料多和特性水泥品种多,使我国水泥标准具有与国外标准不同的特点。1独特的水泥标准体系我国目前已有水泥标准包括国家标准和行业标准共100余个.为了更好地
10、完善和发展我国水泥标准,已制订了水泥标准体系表(见下图)。,一个标准中至少要具有的几个基础性标准,门类标准,产品标准,该体系表分为三个层次。第一层为基础性标准,包括水泥行业通用的原材料标准、方法标准、安全、环保、能源、包装等标准;第二层为门类标准,将水泥分成通用水泥、专用水泥和特性水泥三大门类,所有适用于各门类的方法标准均放在这一层次中;第三层为产品标准,包括所有的品种水泥.这个体系表使水泥标准构成系统性的体系,层次分明,结构合理,具有完整的配套性和协调性.国外目前尚无类似的标准体系表.水泥标准体系表的制定可以比较直观和系统地提供水泥专业标准的概况,明确尚需制定的标准,是促进标准组成和结构达到
11、更科学化、更合理化地有效途径。,中国通用水泥标准,基本是按用途来设置,通用水泥又分为三个国家标准,而特殊用途的 硅酸盐水泥按其用途分为:GB200中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、GB748抗硫硅酸盐水泥等。美国通用水泥标准 基本按是否掺混合材进行设置,ASTMC150波特兰水泥包含了不掺任何混合材料的五型水泥:I型(普通)、II型(中抗硫、中热)、型(高早强)、型(低热)、型(高抗硫);ASTMC596混合水硬性水泥包含允许掺加小于25%矿渣的矿渣改性波特兰水泥和矿渣掺量为25%-70%的,的波特兰高炉矿渣水泥,以及允许掺加小于15%火山灰的火山灰改性波特兰水泥和火山灰掺量
12、为15%-40%的波特兰火山灰水泥。欧洲标准 EN197-通用水泥的组成、规格要求和合格评定准则包含了五大类27种水泥,混合材涵盖了矿渣、硅灰、粉煤灰、火山灰、烧页岩、石灰石等,这些混合材的最高掺量分别为95%(高炉矿渣)、55%(火山灰)、35%。(粉煤灰、石灰石、烧页岩)、10%(硅灰);其中英国通用水泥标准直接采用了EN197;德国DIN1164P1水泥标准第一部分:成分、要求则结合国情引用了欧洲标准中三大类12个品种水泥。,日本水泥标准 是按掺不同混合材分别设置.其中JIS R5210波特兰水泥包含允许掺0-5%外加物的六种水泥:普通、早强、超早强、中热、低热、抗硫波特兰水泥;JISR
13、5211矿渣水泥中矿渣最高允许掺量为70%,JIS R5212火山灰水泥中火山灰最高允许掺量为30%,JIS R5213粉煤灰水泥中粉煤灰最高允许掺量为30%。,水泥分类:虽然各国对硅酸盐系列水泥的品种的划分有所不同,但对硅酸盐系列水泥的基本性能和应用范围的理解是一致的。而且我们可以从通用水泥标准的命名和组成、波特兰水泥中允许掺加5%以下的混合材、不同品种水泥允许加入不同掺量的矿渣、粉煤灰等工业废渣以及强度检验方法采用ISO标准等方面看出各国水泥标准逐渐趋于一体化。但由于水泥生产、销售、使用都受地域限制,因此各国在水泥标准中依据本国资源、工业废渣等情况对掺加混合材的种类和最高掺量的规定是不同的
14、。,相比较欧洲水泥标准中混合材的最高允许掺量最大,如矿渣掺量可高达95%,德国规定为85%,而中国、日本、美国均70%;粉煤灰和火山灰的允许掺量各国较接近(在德国粉煤灰只允许掺到20%,美国不允许掺加),但欧洲、德国、日本对掺混合材水泥依据掺量又进行了细分,这样非常利于水泥使用部门根据工程需要进行选择。欧洲 水泥标准中复合水泥的混合材总量高 达80%,而中国规定为50%,德国仅为20%。对允许掺加的混合材种类而言,由于中国地大物博、各种矿产资源丰富,相应排放的工业废渣,种类较多,因此在不影响水泥性能的前提下,我国水泥标准规定在复合水泥中允许掺加新开辟的混合材料,但必须经过充分试验和鉴定。而其他
15、国家则对混合材种类进行了明确的界定。技术要求:3.1物理性能(1)力学性能 欧、美、日等国家水泥标准中对强度的要求见表3。因其他各国水泥标准中对抗折强度未作规定,因此表3中仅列入抗压强度。,关于强度龄期 除日本水泥标准中设置3-4个龄期(1天、3天、7天、28天),其余各国均设置2-3个龄期,其中中国标准只设置3天和28天,欧洲标准除32.5等级设置为7天、28天,其余等级均为2天、28天,而美国标准则是根据五种类型水泥的不同特性设置龄期。关于强度指标 我国水泥标准中规定的3天强度指标对于不同等级、不同品种的水泥是不同的,而且还分“早强型”和“非早强型”;28天强度指标则与强度等级一致,没有再
16、考虑品种;欧洲水泥标准同一等级的早期强度指标对每一种水泥都一样,28天强度指标与强度等级一致,与其他国家标准不同的是欧,洲标准规定了强度值上限,这对于保证水泥的均匀性,从而保证混凝土质量非常有益;日本标准没有规定强度等级,而按不同类型、不同品种的水泥规定各龄期强度指标。美国标准与日本标准一样也没有规定强度等级,按不同类型、不同品种的水泥规定各龄期强度指标,但由于ASTM强度试验方法与其他几个国家不同,因而强度指标没有可比性。,日本和美国的强度等级相同,都是只针对不同的水泥规定强度指标,2)其他性能 各国水泥标准中物理性能指标见表4。欧洲、日本、中国等国家标准规定的物理性能指标非常接近,相比较我
17、国规定的安定性指标还严格些,而美国标准体系因检验方法不同,因此物理性能指标没有可比性但我国在实施水泥新标准后,水泥用户普遍反映水泥细度有所增加,提出会对外加剂适应性和干裂性能不利,因此此次标准修订时是否可以考虑将细度指标作为选择性指标和规定上限。,由表5可知,各国水泥标准都对不溶物、烧失量、MgO、SO3等化学成分进行了限制,但不完全相同。关于不溶物 日本标准没有限制,我国对硅酸盐水泥规定了不溶物,而且P.I、P.II水泥不溶物指标分别参考美国和原英国标准,欧洲标准对I型和III型水泥作了规定,但限量比中国标准和美国标准高许多。关于MgO 欧洲标准中没有限制水泥中MgO含量,其他各国标准均作了
18、规定,相比较中国标准较为严格。关于烧失量 我国对硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥作了规定,欧洲标准对I型和III型水泥作了规定,美国和日本标准几乎对所有通用水泥中烧失量进行了限制,因此无论是规定的范围还是指标都是日本和美国标准较严格。,关于三氧化硫含量 各国标准对三氧化硫含量的规定比较一致,相差不大。关于碱含量 美国和中国标准中均规定小于0.60%为选择性指标,日本标准则列为技术要求,指标为小于0.75%,而欧洲标准中没有规定。关于氯离子 日本标准和欧洲标准对氯离子含量作了规定,但指标相差很大,日本最严格,原标准规定为小于0.02%,但2003年颁布的新标准对氯离子含量略放宽为小于0.035%,理由
19、是有利于在水泥生产时利用废弃物。,4.检验规则、合格评定 日本水泥标准和美国水泥标准对检验规则、合格评定等方面的条款描述非常简单。而我国由于长期以来水泥产品标准既用于生产企业组织生产,又作为不同行业的采购依据,而按中华人民共和国标准化法规定又可当作认证用标准,真正将各种功能集于一身,因此在标准对许多本应企业自行规定的以及买卖双方约定的原则都放在标准中作为强制性条款。,GB1751999通用硅酸盐水泥,1 范围 本标准规定了硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥的定义与代号、材料要求、强度等级、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志、运输与贮存。本标准适用于硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。,2 引用标准 下列
20、标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修改,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 176-1996 水泥化学分析方法(eqv ISO 680:1990)GB/T 203-1994 用于水泥中的粒化高炉矿渣(neq TOCT 3476:1974),GB/T 750-1992 水泥压蒸安定性试验方法 GB/T 1345 1991 水泥细度检验方法(80 m 筛筛析法)GB/T1346-1989 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法(neq ISO/DIS 9597)GB/T 1596-1991 用于水
21、泥和混凝土中的粉煤灰 GB/T 2847-1996 用于水泥中的火山灰质混合材料(neq ISO 863:1990)GB/T 5483-1996 石膏和硬石膏(neq ISO1587:1975)GB/T 8074-1987 水泥比表面积测定方法勃氏法(neq ASTM C204:1981)GB 9774-1996 水泥包装袋,GB 12573-1990 水泥取样方法 GB/T 17671-1999 水泥胶砂强度检验方法(ISO法)(idt ISO 679:1989)JC/T 667-1997 水泥粉磨用工艺外加剂 JC/T 742-1984(1996)掺入水泥中的回转窑窑灰3 定义和代号 3.
22、1 硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、05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,称为硅酸盐水泥(即国外通称的波特兰水泥)。硅酸盐水泥分两种类型,不掺加混合材料的称I类硅酸盐水泥,代号P.I。在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥,代号P.。,3.2 普通硅酸盐水泥 凡由硅酸盐水泥熟料、615%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料,称为普通硅酸盐水泥(简称普通水泥),代号P.O。掺活性混合材料时,最大掺量不得超过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。掺非活性混合材料时,最大掺量不得超过
23、水泥质量10。,4 材料要求 4.1 石膏 天然石膏:应符合GB/T 5483中规定的G类或A类二级(含)以上的石膏或硬石膏。工业副产石膏:工业生产中以硫酸钙为主要万分的副产品。采用工业副产石膏时,必须经过实验,证明对水泥性能无害。4.2 活性混合材料 符合GB/T203的粒化高炉矿渣,符合GB/T1596的粉煤灰,符合GB/T 2847的火山灰质混合材料。,4.3 非活性混合材料 活性指标低于GB/T 203、GB/T 1596、GB/T2847标准要求的粒化高炉矿渣、粉煤灰、火山灰质混合材料以及石灰石和砂岩。石灰石中的三氧化二铝含量不得超过2.5。4.4 窑灰 应符合JC/T 742 的规
24、定。4.5 助磨剂 水泥粉磨时允许加入助磨剂,其加入量不得超过水泥质量的1,助磨剂须符合JC/T 667的规定。,5 等级强度 硅酸盐水泥强度等级分为42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。普通水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。6 技术要求 6.1不溶物 I型硅酸盐水泥中不溶物不得超过0.75%。型硅酸盐水泥中不溶物不得超过1.50%。6.2 烧失量 I型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.0,型硅酸盐水泥中烧失量不得大于3.5。普通水泥中烧失量不得大于5.0。6.3 氧化镁 水泥中氧化镁的含量不宜超过5.0。如果水泥经压蒸安
25、定性试验合格,则水泥中氧化镁的含量允许放宽到6.0。6.4 三氧化硫 水泥中的三氧化硫的含量不得超过3.5。,6.5 细度 硅酸盐水泥比表面积大于300m2/kg,普通水泥80 m方孔筛筛余不得超过10.0%.6.6 凝结时间 硅酸盐水泥初凝不得早于45 min,终凝不得迟于6.5 h,普通水泥初凝不得早于45 min,终凝不得迟于 10 h。6.7 安定性 用沸煮法检验必须合格。6.8 强度 水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗折强度来划分,各强度等级水泥的各龄期强度不得低于下表数值:MPa 品种 强度等级 抗压强度 抗折强度 硅酸盐水泥 3天 28天 3天 28天 42.5 17.0 42
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