第二章　原材料的質量要求及其檢驗與控制

第一節　水泥

一、概述

水泥是混凝土不可缺少的重要組分之一,其與水拌合后成為的塑性漿體,既可在空氣中硬化,又可在水中更好地硬化。《水泥的命名、定義和術語》(GB/T 4131—2014)定義水泥是一種細磨材料,是與水混合形成塑性漿體后,能在空氣中水化硬化,并能在水中繼續硬化保持強度和體積穩定性的無機水硬性膠凝材料。以硅酸鹽水泥熟料、適量的石膏以及規定的混合材料制成的通用硅酸鹽水泥,適用于大多數工業與民用建筑。

1.我國水泥標準的制訂

水泥標準的制訂、變化及其特點見表2-1。

表2-1中三種不同強度檢驗方法即硬練法、GB 177法(俗稱軟練法)、ISO法的膠砂組成對比見表2-2。

水泥標號尾數數字的變化是因強度檢驗方法改變后,為確立新老強度對應關系和避免過渡時期二者混淆而采取的一種辦法,但每一次強度檢驗方法的改變都使我國水泥強度提高了約一個等級。表2-3是1999年采用ISO強度檢驗方法后,水泥的強度等級與我國原水泥標號的對應關系。

2.分類

1984年制定了《水泥命名原則》(GB 4131—80),1997年修訂為《水泥的命名、定義和術語》(GB/T 4131—1997),2014年再次進行修訂。在《水泥的命名、定義和術語》(GB/T 4131—2014)中,水泥按用途和性能分為如下兩類。

① 通用水泥　一般土木建筑工程通常采用的水泥,如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥等。

② 特種水泥　具有特殊性能或用途的水泥,如鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥、低熱水泥、砌筑水泥、油井水泥等。

依據《通用硅酸鹽水泥》GB 175—2007,通用硅酸鹽水泥按混合材料的品種和摻量分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥。各品種水泥的組分和代號及強度等級見表2-4。

二、質量要求

依據標準《通用硅酸鹽水泥》(GB 175),對水泥質量要求如下。

1.化學指標

通用硅酸鹽水泥的化學性能應符合表2-5的規定(以質量分數計)。

2.物理指標

(1)強度

不同品種、不同強度等級的通用硅酸鹽水泥,其不同齡期的強度應符合表2-6的規定。

(2)細度

硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細度以比表面積表示,其比表面積不小于300m2/kg;礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥的細度以篩余表示,其80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。

(3)凝結時間

硅酸鹽水泥初凝時間不小于45min,終凝時間不大于390min。

普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥初凝時間不小于45min,終凝時間不大于600min。

(4)安定性

沸煮法合格。

3.堿含量

水泥中堿含量按Na2O+0.658K2O計算值表示。若使用活性骨料,用戶要求提供低堿水泥時,水泥中的堿含量應不大于0.60%或由買賣雙方協商確定。

4.放射性

依據標準《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566),水泥的內、外照射指數限量均不超過1.0。

三、檢驗方法

(一) 執行標準

1.物理指標

(1)強度按《水泥膠砂強度檢驗方法》(GB/T 17671)進行。

(2)細度:比表面積按《水泥比表面積測定方法》(GB/T 8074)進行;篩余按《水泥細度檢驗方法 篩析法》(GB/T 1345)進行。

(3)水泥標準稠度用水量、凝結時間和安定性按《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》(GB/T 1346)進行,壓蒸安定性按《水泥壓蒸安定性試驗方法》(GB/T 750)進行。

2.化學指標

不溶物、燒失量、氧化鎂、三氧化硫、氯離子按《水泥化學分析方法》(GB/T 176)進行。

3.堿含量

堿含量按《水泥化學分析方法》(GB/T 176)進行。

4.放射性

內、外照射指數限量按《建筑材料放射性核素限量》(GB 6566)進行。

(二) 試驗條件及材料

1.試驗條件

試驗時試驗室環境溫度應為(20±2)℃,相對濕度不低于50%;

水泥試樣、標準砂、拌合水及試模溫度應為(20±2)℃;

水泥養護箱溫度應為(20±1)℃,相對濕度不低于90%;

水泥養護池水溫應為(20±1)℃。

2.試驗材料

試驗用水必須是潔凈的飲用水,有爭議時應以蒸餾水為準。砂用ISO標準砂。試驗用水泥從取樣至試驗要在其試驗環境保持24h以上。

(三) 標準稠度用水量測定

水泥標準稠度用水量的測定方法見表2-7。

(四) 凝結時間測定

水泥凝結時間的測定方法見表2-8。

(五) 安定性測定

水泥沸煮安定性測定方法見表2-9,壓蒸安定性測定方法見表2-10。

(六) 水泥膠砂強度測定

水泥膠砂強度測定方法見表2-11。

(七) 細度測定

水泥細度篩余量的測定方法見表2-12,比表面積測定方法見表2-13。

(八) 燒失量測定

水泥燒失量的測定方法見表2-14。

(九) 不溶物測定

水泥中不溶物含量的測定方法(鹽酸-氫氧化鈉處理法)見表2-15。

(十) 三氧化硫測定

三氧化硫含量的測定方法分為基準法(硫酸鋇重量法)和代用法,代用法又分為碘量法、離子交換法、鉻酸鋇分光光度法和庫侖滴定法。表2-16所示為基準法。

(十一) 氧化鎂測定

氧化鎂含量的測定方法分為基準法(原子吸收光譜法)和代用法(EDTA滴定差減法)。表2-17所示為基準法。

(十二) 堿含量測定

水泥的堿含量以Na2O+0.658K2O計算值表示,氧化鉀和氧化鈉的測定方法分為基準法(火焰光度法)和代用法(原子吸收光譜法)。表2-18所示為基準法。

(十三) 氯離子測定

水泥氯離子含量測定方法分為基準法(硫氰酸銨容量法)和代用法(磷酸蒸餾-汞鹽滴定法),見表2-19。因《水泥原料中氯離子的化學分析方法》(JC/T 420)已廢止,凡是按此標準檢驗氯離子含量的均改為按《水泥化學分析方法》(GB/T 176)執行。

(十四) 放射性測定

水泥放射性的測定方法表2-20。

四、質量控制

1.驗收

(1)水泥進場時應具有產品質量證明文件,并按規定取樣復驗。質量證明文件內容應包括出廠檢驗項目(水泥的化學指標、凝結時間、安定性及強度)、細度、混合材料品種和摻加量、石膏和助磨劑的品種及摻加量、屬旋窯或立窯生產及合同約定的其他技術要求。

(2)水泥進場時應對其品種、級別、包裝或散裝倉號、出廠日期等進行檢查,并按批對其強度、安定性、凝結時間及其他必要的性能指標進行驗收復驗。

(3)驗收批次的確定

① 按同一生產廠家、同一品種、同一等級、同一批號且連續進場的水泥,袋裝不超過200t為一批,散裝不超過500t為一批,每批抽樣不少于一次。對來源穩定,連續多次檢驗合格或經認證機構認證合格的水泥,可根據相關規定和合同約定適當減少檢驗批次和抽樣次數。

② 當在使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月(快硬水泥出廠超過一個月)時,應進行復驗,并按復驗結果使用。

2.適用范圍

通用水泥的特點及適用范圍見表2-21。