水泥中石膏掺量评估方法

GB/T45777-20251水泥中石膏掺量评估方法1范围本文件给出了水泥中石膏掺量评估方法的原理，规定了仪器设备、试验样本、试验方法、评估过程、生产调控、评估报告。本文件适用于通用硅酸盐水泥中石膏掺量的评估，其他品种水泥参考使用。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T176水泥化学分析方法GB/T1346水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法GB/T5484石膏化学分析方法GB/T8074水泥比表面积测定方法勃氏法GB/T12959水泥水化热测定方法GB/T17671水泥胶砂强度检验方法（ISO法）GB/T21372硅酸盐水泥熟料JC/T603水泥胶砂干缩试验方法JC/T1083水泥与减水剂相容性试验方法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。4原理本方法是利用企业提供的固定原材料（水泥熟料、石膏、混合材料等）生产某一品种的水泥时，按不同石膏掺量进行小磨试验，通过测试水泥凝结时间、水化热、强度、胶砂干缩率、与减水剂相容性等性能参数并建立与该石膏掺量的关系，通过图像评估法或数学拟合评估法，评估水泥中最佳石膏掺量。通过调整石膏掺量、石膏种类、出磨水泥温度、水泥细度等使大磨试验水泥水化放热曲线与最佳石膏掺量下小磨试验水泥水化热放热曲线趋于一致，调控水泥生产过程，优化大磨水泥性能。5仪器设备5.1标准试验小磨符合GB/T21372中的规定。GB/T45777-202526试验样本6.1样本设计设计试验样本数量不低于5个，通过调整石膏的掺量使相邻试验样本之间三氧化硫的含量差值控制在0.20%~0.50%，试验样本三氧化硫含量极差不小于2.0%，试验样本比表面积极差不大于20m试验样本组分除石膏掺量不同外其余基本相同。6.2样本制备通过标准试验小磨将水泥熟料、石膏、混合材料按设计比例一起粉磨制备符合6.1要求的试验样本。7试验方法7.1试验样本、熟料、混合材料中三氧化硫按GB/T176进行。7.2石膏中三氧化硫按GB/T5484进行。7.3比表面积按GB/T8074进行。7.4凝结时间按GB/T1346进行。7.5强度按GB/T17671进行。7.6胶砂干缩率按JC/T603进行。7.7水化热按GB/T12959中等温传导量热法进行。7.8与减水剂相容性按JC/T1083进行。GB/T45777-202538评估过程8.1评估参数8.1.1凝结时间试验样本按照7.4进行试验，记录每个试验样本对应的初凝时间和终凝时间。8.1.2强度试验样本按照7.5进行试验，根据需求记录每个试验样本对应的抗折强度和抗压强度。8.1.3胶砂干缩率试验样本按照7.6进行试验，根据需求记录每个试验样本对应的胶砂干缩率。8.1.4水化热试验样本按照7.7进行试验，根据需求记录每个试验样本对应的水化热。8.1.5与减水剂相容性试验样本按照7.8进行试验，根据需求记录每个试验样本对应的初始Marsh时间、60minMarsh时间、初始流动度、60min流动度、饱和掺量点、经时损失率。8.2结果评估8.2.1图像评估法确定凝结时间满足需求时对应的石膏掺量的范围，在该范围内以石膏掺量为横坐标，以物理性能值为纵坐标，做石膏掺量与物理性能值的折线图。在图中确定物理性能最大值或最小值对应的石膏掺量，作为水泥中最佳石膏掺量。参照不同物理性能参数评估出的水泥中最佳石膏掺量可能不同。同一物理性能参数不同龄期评估出的水泥中最佳石膏掺量可能不同。需要根据水泥主要物理性能参数对评估结果进行选择或综合考虑各项水泥物理性能参数进行选择。如果折线图中没有出现拐点应增大试验样本三氧化硫含量极差，重新进行试验，如果折线图中出现近似水平线的情况应增加试验样本数量，重新进行试验。评估出的最佳石膏掺量对应的水泥中三氧化硫含量应满足相应水泥产品标准的要求。8.2.2数学拟合评估法按式（1）拟合物理性能值（P）和水泥中石膏掺量（w)，物理性能值（P）为强度、水化热、胶砂干缩率、初始流动度、初始Marsh时间、60minMarsh时间、初始流动度、60min流动度、饱和掺量点或经时损失率等。数学拟合时应剔除异常值，剩余数学拟合样本数量不少于5个且剔除样本数量不大于样本总数量的四分之一，R2不小于0.8P=aw式中：P —物理性能值；a、b、c-拟合系数；w-—水泥中石膏掺量（质量分数）,％。通过式（1）拟合出a和b，水泥中最佳石膏掺量按式（2）进行计算：GB/T45777-20254w'式中：w'-水泥中最佳石膏掺量（质量分数）,％。R2按式（3）进行计算：R2式中：P'-样本物理性能值；P”-拟合物理性能值；P-样本物理性能平均值。以3d抗压强度评估水泥中最佳石膏掺量示例见附录A。9生产调控按第8章评估出水泥中最佳石膏掺量，该石膏掺量对应的试验样本按7.7进行水化热试验并作水泥水化放热曲线。取与试验样本相同品种的大磨试验水泥，按7.7进行水化热试验并作水泥水化放热曲线，比较大磨试验水泥水化放热曲线与小磨试验水泥水化热放热曲线一致性。当一致性较差时，宜对水泥生产过程中石膏掺量、石膏种类、出磨水泥温度、水泥细度等一项或多项调整，使大磨试验水泥水化放热曲线与小磨试验水泥水化热放热曲线趋于一致。10评估报告评估报告内容应包含：—石膏种类及来源；-水泥熟料、石膏、混合材料中三氧化硫含量；—试验样本数量及对应的三氧化硫含量和石膏掺量；—评估参数及龄期；—评估方法；——水泥中最佳石膏掺量；—试验获得的物理性能值。GB/T45777-20255附录A（资料性）水泥中石膏掺量评估方法示例A.1概述本示例以熟料、石膏、矿粉、石灰石为原料配制普通硅酸盐水泥42.5，以3d抗压强度评估水泥中最佳石膏掺量。A.2样本设计设计试验样本数量8个，设计试验样本三氧化硫含量为1.1％、1.5％、1.9％、2.3％、2.7％、3.1％、3.5％、3.9％对应的石膏掺量分别为0.81％、1.80％、2.68％、3.55％、4.42％、5.29％、6.17％、7.04％。A.3样本制备按6.2制备试验样本。A.4试验方法试验样本三氧化硫含量按7.1进行、比表面积按7.3进行、凝结时间按7.4进行、3d抗压强度按7.5进行，试验数据见表A.1。表A.1试验数据序号样本SO%石膏掺量%比表面积m初凝时间min终凝时间min3d抗压强度MPa11.060.813687010020.821.481.8037412617927.732.042.6836014519228.242.403.5537014118928.452.834.4236213818327.863.245.2937215920827.473.696.1735915019326.884.047.0436315219723.2A.5结果评估A.5.1图像评估按表A.1中数据，做石膏掺量与3d抗压强度的折线图，见图A.1。图A.13d抗压强度随石膏掺量变化折线图图A.1中M点为3d抗压强度最大值，对应石膏掺量为3.55％。以3d抗压强度为评估参数时，图像评估法得出