水泥基础知识培训教程

水泥企业质量控制

基础知识介绍

---质控处尹玉宝1一、胶凝材料

在物理化学作用下，能从浆体变成坚固的石状体，并能胶结其它物料而有一定机械强度的物质，统称为胶凝材料。它分为无机和有机两大类。无机胶凝材料又按照硬化条件，又可分为水硬性和非水硬性两种。水硬性胶凝材料指在拌水后既能在空气中又能在水中硬化的材料，如水泥。非水硬性胶凝材料不能在水中硬化，而只能在空气中硬化，故称为气硬性胶凝材料，如石灰、石膏等。二、水泥

广义上说，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材料。第一节基本概念2三、水泥的品种和分类

对水泥的分类通常有两种方法：一是按用途及性能分类，二是按其主要水硬性物质名称分类。

1、按水泥用途分为：通用水泥、专用水泥、特性水泥三大类。

通用水泥：是指适用于大多数工业、民用建筑工程的硅酸盐系列品种水泥。主要有硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥以及复合硅酸盐水泥。

专用水泥:是指有专门用途的水泥，如油井水泥、中热硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥等。特性水泥：是指某种性能较突出的一类水泥。如：快硬水泥系列、膨胀水泥系列、抗硫酸盐硅酸盐水泥等。第一节基本概念3第一节基本概念四、六种通用水泥定义及代号1、硅酸盐水泥：分为Ⅰ型、Ⅱ型两种

Ⅰ型硅酸盐水泥：不掺混合材料。代号P.ⅠⅡ型硅酸盐水泥：掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材料。代号P.Ⅱ2、普通硅酸盐水泥凡有硅酸盐水泥熟料、>5%且≤20%混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料，加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。称为普通硅酸盐水泥。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。非活性混合材料的最大掺量不得超过水泥质量10%。代号P∙O3、矿渣硅酸盐水泥水泥中粒化高炉矿渣掺入量按质量百分比计为20%~70%。代号P∙S

4第一节基本概念4、火山灰质硅酸盐水泥水泥中火山灰质混合材料掺入量按质量百分比计为20%~40%。代号P∙P5、粉煤灰硅酸盐水泥水泥中粉煤灰掺入量按质量百分比计为20%~40%。代号P∙F6、复合硅酸盐水泥水泥中混合材料总掺入量按质量百分比计为20%~50%。代号P∙C5

水泥的质量主要决定熟料的质量。优质的熟料应该具有合适的矿物组成和岩相结构。因此控制熟料的化学成分，是水泥生产的中心环节之一。

一、熟料的化学组成

硅酸盐水泥熟料的主要化学组成为氧化钙（CaO），一般范围为62-67%；二氧化硅（SiO2），一般范围为20-24%；三氧化二铝（Al2O3）一般范围为4-7%；三氧化二铁（Fe2O3），一般范围为2.5-6%。这四种氧化物组成通常在熟料中占95%以上，同时含有5%以下的少数氧化物，如氧化镁（MgO）、三氧化硫（SO3）、氧化钛（TiO2）、氧化磷（P2O5）以及碱（K20、Na20）等。这四种氧化物构成水泥熟料的最主要的化学成分，它们在水泥熟料生产中是按一定含量和一定比例进行配比生产的。配比不恰当，都会直接影响到熟料的质量进而影响到水泥的质量。

第二节硅酸盐水泥熟料的化学成分与矿物组成6二、硅酸盐水泥熟料中的主要矿物组成

硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物、玻璃体。通常，熟料中C3S+C2S含量75%左右，C3A+C4AF含量22%左右。

1、C3S含量通常占熟料的50%以上，其特点：水化较快，早期强度高，强度增进就率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐浸蚀能力较差。C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间，含量过高，烧成困难，易导致f-CaO增多，熟料质量下降。

2、C2S含量通常占熟料的20%左右，其特点：水化较慢，早期强度低，水化热低，体积干缩小，抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好，后期强度增进快。第二节硅酸盐水泥熟料的化学成分与矿物组成7

3、C3A

C3A水化速度、凝结硬化很快，放热多，硬化快，早期强度较高，但绝对值不高，后期几乎不再增长，甚至倒缩，C3A干缩变形大，抗硫酸盐性能差，脆性大，耐磨性差。

4、C4AF

C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间，早期强度类似于C3A但后期还能不断增长，水化热低，干缩变形小，耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。

5、f-CaO、MgO

f-CaO在高温下死烧形成，水化很慢，一般加水3天后才反应有尽有，反应体积膨胀97.9%产生应力，造成水泥石破坏。

MgO少量可与熟料矿物固溶，对降低烧成温度、增加液相数量，改善熟料色泽有好处，但超过一定量后，未固溶部分水化很慢，要几个月甚至几年才与水反应，生产Mg（OH）2，体积膨胀148%，导致水泥安定性不良。第二节硅酸盐水泥熟料的化学成分与矿物组成8第三节水泥质量控制粉磨站的水泥生产粉磨站水泥的生产也就是水泥生产的最后一个阶段即水泥的粉磨。我们集团内的粉磨站，主要是通过购买基地的熟料，和公司自购的混合材资源，加上适量石膏,磨制成符合市场需求的水泥产品。

9第三节水泥质量控制一、原材料的一般质量要求

优质的原材料才能生产出优质的水泥，因此原材料的质量控制是生产水泥的重要环节，即抓源头。首先是各种原材料不能受潮，受潮的原材料不仅影响质量，而且对磨机的台产有很大的影响，尤其是熟料受潮，使强度下降，不仅影响水泥的质量，还会造成水泥的成本上升，主要表现混合材掺入量降低。具体控制指标如下：1、碎屑：CaCO3≥86.0%、水分≤2.0%、MgO≤1.5%、Al2O3≤2.5%2、火山灰：水分≤5.0％、Loss≤8%、活性指数≥65%（28天抗压比）、SO3≤3.0％、粒度≤30mm3、粉煤灰：水分≤1.0%、SO3≤3.0%、f-CaO≤1.0%、烧失量≤8.0%、cl-≤0.06%、活性指数≥70%（28天抗压比）；4、磷石膏水分≤15%、SO3≥38.0%、PH值≥7、结晶水≥15.0%脱硫石膏水分≤14.0％、SO3≥38.0%、结晶水≥12.0%5、熟料：f-CaO≤1.5%、抗压强度3天≥28MPa、28天≥55MPa10第三节水泥质量控制二、原材料入库管理所有进厂原材料必须先检验后使用。原材料进入公司，生产部门（磅房）应及时通知质控处相关岗位人员，通知其取样检验。质控处及时进行检验,在规定的时间内将检验结果反馈给相关部门。生产部门接到质控处的《原材料入库通知单》后，才能组织卸货，并按指定的库号或地点存放，不得混杂。

在卸货过程中如发现原材料外观有明显波动时，相关人员要及时与质控处联系，做好记录并停止卸货；质控处安排人员进行重新取样检测，对不符合质量要求的按合同规定进行处理，以确保入磨物料质量的稳定。11第三节水泥质量控制三、配料管理1、保全工段必须保证各配料秤准确可靠，定期校验、维护至完好状态；2、质控处（控制组）值班人员及时开具《入磨物料配比通知单》，送达中控操作岗位，并记录入磨配比及开始时间与结束时间。中控操作员应严格按入磨物料配比通知单上所指定的物料、库号和比例下料，不得随意更改，熟料实际配比与下达配比相对误差不能超过±0.5%；3、中控操作人员、磨机及配料秤巡检人员必须经常检查各配料秤的下料是否正常，石膏或混合材（石灰石、火山岩、粉煤灰）断料处理并使之恢复正常的时间不得超过5分钟，否则全部停料处理；熟料配料秤严禁断料，一旦发现断料必须立即全部停料后再进行处理；4、质控处值班人员应经常检查磨头配料秤的运转情况。12第三节水泥质量控制

四、水泥制成的质量控制

水泥制成是水泥生产的最后一道工艺过程，所以对水泥制成的质量控制是确保出厂水泥符合国家标准的重要环节，即重过程。水泥制成的控制项目，一般有水泥的细度、三氧化硫、烧失量、物料的配合比（混合材料、石膏的掺加量）、凝结时间、安定性、强度等。目前公司生产水泥品种有普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥，强度等级分为42.5和32.5。

1.入磨物料的配比：

目前生产的水泥品种中，各种水泥均由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料组成，它们之间的配比关系着生产水泥的品种、标号和物理性能。在实际生产过程中，多数是根据熟料质量情况，混合材料的品种、质量，通过试验的方法确定其经济合理的配合比例。

2.出磨水泥细度：

在熟料、混合材料质量和配合比相对稳定的条件下，水泥的粉磨细度，对水泥性能影响很大。在一定程度上，水泥粉磨得愈细，其比表面积愈大，水泥粉末与水拌合时，它们的接触面积也就愈大，故有利于加速水泥的水化、凝结和硬化过程，对提高水泥强度，特别是早期强度有良好的效果。13第三节水泥质量控制3.出磨水泥中的三氧化硫：

适量石膏的另一作用能在一定程度上提高水泥的强度。这是因为它在水泥水化过程中与C3A可生成一定量的硫铝酸钙针状晶体，交错地填充于水泥石的空中，从而增加了结构的致密性。在矿渣水泥中，石膏起硫酸盐激发剂的作用，可加速矿渣水泥的硬化过程。4.混合材料掺入量：

水泥中掺加混合材不但可以增加水泥产量，降低水泥成本，而还可以改善水泥的某些物理性能。对于游离氧化钙较高的熟料，掺入活性混合材料，不但可降低水泥中f-CaO的相对浓度，还可吸收部分f-CaO，起到改善水泥安定性的作用。但是，由于混合材料的加入，水泥中熟料组分就相应减少，因此使水泥强度有不同程度的降低，掺加量愈大，强度降低愈显著。不同品种的混合材料对水泥的物理性能影响是不同的，因此，合理的混合材掺入量应在国家标准规定的范围内，根据熟料的质量和混合材的品种、质量来确定。14第三节水泥质量控制5.烧失量：

水泥标准中烧失量的规定，主要是控制水泥中各混合材的掺量及劣质熟料的使用。近年来，许多企业使用的石膏品位下降，所以对水泥的烧失量要进行必要的限制。6.出磨水泥的凝结时间、安定性、强度：

水泥的凝结时间、安定性、强度也是国家标准中规定的必须达到的重要质量指标。如果出磨水泥的这些质量指标均符合标准要求，出厂水泥就有了保证。如有的性能不符合要求，就要采取多库搭配等相应措施，保证出厂水泥质量。15第三节水泥质量控制五、出磨水泥的管理

加强出磨水泥的管理，是为了确保出厂水泥的质量稳定，出磨水泥的管理主要抓好以下几个工作：1、严格控制出磨水泥的各项质量控制指标，对于生产工艺条件较差、质量波动较大的厂，应尽量缩小出磨水泥的取样时间和检验吨位，增加检验次数，以掌握质量波动的情况，以便在出厂时进行合理的搭配。2、严格出磨水泥入库制度。出磨水泥应由化验室指定的库号入库，并做好入库记录。3、出磨水泥要有一定的库存量（不低于磨机3天的产量），这样便于根据出磨水泥的快速或三天强度和其他质量指标来确定出厂水泥质量，同时也可根据出磨水泥的质量情况在库内进行必要的均化或在出厂前进行合理调配，以稳定出厂水泥质量。16第三节水泥质量控制六、出厂水泥质量管理出厂水泥管理是水泥厂质量控制中最后的也是最重要的一关，即保结果。决定水泥出厂的依据：（1）根据出磨水泥的质量（2）根据出磨水泥与出厂水泥的强度关系（3）根据出厂水泥的检验结果水泥出厂应有化验室书面通知方可出厂。出厂水泥质量必须按相关的水泥产品标准严格检验和控制，同时由于出厂水泥检验结果滞后，必须按产品标准要求制定出厂水泥确认程序文件，确认程序内容要求：17第三节水泥质量控制1．水泥（熟料）各项技术指标的确认产品标准中所有物理和化学要求均应规定确认程序和确认方法（出厂前已有检验结果的项目除外）。确认方法可以利用过程产品的快速检验数据或科学的统计，建立与出厂产品的实物检验数据的关系式，经验证符合可信度要求，并经相关技术人员评定后，形成书面文件。

2．包装质量的确认，选择包装袋定点生产企业，使用前应目测包装袋的外观、印刷内容，并查看供货方提供的包装袋的出厂检验报告和型式检验报告，每月或按包装袋的批次在包装车间进行验收检验，不同袋型每年至少一次委托省级或省级以上建材质检机构进行型式检验。18第四节质量风险点管理水泥粉磨企业在生产过程中的质量风险点主要包含在以下几个过程中：

1、原材料验收与出库

2、水泥粉磨过程管理

3、水泥出入库管理

4、水泥发运管理

5、售后服务等以北固海螺公司为例，分工序从原材料进厂到售后服务共梳理出了质量风险点8大项40小点，制定防范保障措施45条，并不断进行优化。对梳理出来的质量风险点，每月由质控处牵头，各部门共同参与，进行逐一检查。对检查情况进行通报，对不足的地方提出整改和考核建议，做得好的地方提出奖励建议，并对整改完成情况进行验证，形成闭环管理。

19第四节质量风险点管理以水泥发运管理为例共制定风险源7项，防范保障措施9项风险源：1、袋重及喷码不合格；2、雨天出厂水泥受潮；3、低等级水泥改包高等级水泥不严格执行洗仓程序；4、包装回灰不规范；5、小包破包装车；6、散装水泥罐车含有杂物；7、包装袋管理混乱。防范保障措施：1、质控处每班至少分包装机抽查袋重1次，发运每班必须自检喷码2次，抽查不合格严格按«质量事故报告制度»执行。20第四节质量风险点管理2、包装发货员在雨季袋装水泥出厂时，督促驾驶员必须按要求遮盖雨布，对不执行车辆通知磅房和门卫不予出厂。3、低等级水泥改包高等级水泥时，发运工段必须通知质控处下达洗仓通知单严格执行洗仓程序，洗仓结束后要及时修改喷码编号，质量控制岗对过程进行监督。4、包装回灰必须在包装机开启时回，不得将受潮结块水泥回进去，落地散灰全部按低等级水泥处理，并且回灰时必须通过过滤网防止杂物混入包装机中间仓。5、小包破包不得直接上输送皮带，若装车时发现有小包破包必须要求劳务队卸下重装。发运工段加强对包装机和喷码器的维护保养，杜绝白包和小包、破包的出厂。6、发运工段加强对发运系统的维护，定期对包装计量设备和地磅进行检查和校验，确保袋重的稳定合格。21第四节质量风险点管理7、加强劳务队的管理，避免恶性装车行为。加强对发货员、司磅员质量意识的教育，发现过磅验证量异常时通知质量部门、销售部门和生产部门，及时组织检查和处理。8、做好各散装水泥库的标识，在发货过程中，对提货单的品种和发货水泥的品种要进行核对，确保水泥发货品种无误。9、供应、质控、发运应定期对包装袋进行盘点，以防止袋装多发或少发。同时为防止雨雪天发运产品受潮，导致质量下降而引起用户投诉或水泥损失无法进行责任界定，还专门制定了《雨雪天产品发运操作流程（试行）》。主要内容如下：22第四节质量风险点管理《雨雪天产品发运操作流程（试行）》1、销售处负责同客户及承运车辆（船）在产品销售合同（运输合同、或产品质量保证协议等）中约定防潮、防混入杂物措施，明确质量损失责任界定方式。要求所有进厂敞篷运输车辆（船）均要配备雨布、罐装车量货罐及输送系统应清理干净、不留杂物，若因运输及仓储保存不善导致产品受潮或混入杂物，应由客户或承运单位承担相关责任。2、在下雨、降雪时，敞篷运输车辆进厂前，由门卫对车辆雨布等进行检查，未配备雨布的车辆应暂停进厂。天气多变不易判断情况下，承运人员需填写雨雪天气水泥承运承诺表（见附表一），承诺若水泥装载完成后产生湿损，由承运人员承担相关责任，方可允许车辆进厂。3、雨雪天气产品装车前，敞篷车辆要将车厢升起，排除车厢内积水。现场发货人员在确认车辆配备完整雨布、车厢中无积水和杂物后，要求承运人员在水泥敞篷车辆检查表上签字（见附表二），方可允许产品装车。23第四节质量风险点管理《雨雪天产品发运操作流程（试行）》4、若进厂车辆（船）运载粉煤灰、矿渣粉等粉状物料、或由低等级改装高等级水泥，承运车辆（船）需提前告知销售处与发运工段，车辆进厂（船靠港）后，发运工段要对车（船）货罐进行检查，确认承运单位对车辆（船）货罐及输送系统已完成清扫，并要求承运人员在水泥罐装车辆（船）检查表上签字（见附表三），承诺其装车（船）的为该单一品种水泥，若水泥中混入杂物导致损失的，由承运人员承担相关责任，方可允许装车（船）。5、产品装车完毕后，现场发运人员要督促承运人员及时盖好雨布，并要求承运人员在水泥装车确认表（见附表四）中签字，确认装车的水泥没有受潮、结块、混入杂物。司磅员在确认车辆覆盖雨布的情况下方可允许过重磅。6、质控处要重点做好雨雪天气发运车辆（船）防雨、防杂物措施落实情况检查，并形成相关记录，若发现未按要求落实防范措施就给予出厂的，要立即制止，并对相关部门和责任人进行质量管理考核。24第四节质量风险点管理《雨雪天产品发运操作流程（试行）》7门卫、发运工段负责出厂车辆、销售处负责船只检查，在雨雪天气未覆盖完整雨布的产品运输车辆暂不予出厂（船暂不予离港），需对承运车辆（船）书面承诺情况进行核实，并对车辆（船）防护措施落实情况进行拍照存档，存档期不低于半年。8质控处负责雨雪天气产品发运档案的管理，各部门形成的档案资料（包括电子照片）每半年移交质控处统一归档，建立资料交接目录并签字确认。25第五节产品的特性及应用普通硅酸盐水泥特性：早期强度增长快、水化热略低、在低温情况下强度进展很快，耐冻性好、抗渗性好；和易性好。适用于桥梁、码头、道路、高层建筑等各种建筑工程，一般工业与民用建筑，可配C30-C80不同标号混凝土。是应用最广的水泥26第五节产品的特性及应用复合硅酸盐水泥特性：耐腐蚀性耐热性好、水化热低、干缩性小、抗渗性较好；由于掺入了二种以上的混合材料，起到了互相取长补短的作用，其效