使用各种量热计的水泥系统质量控制系统.docx

使用各种量热计的水泥系统质量控制系统EtsuoSakai,HiroshiSato,SeiichiHagiwara,EijiMaruya,MasakiDaimon1.东京工业大学工程研究生院冶金陶瓷科学系〔2-12-1Ookayama，MeguroWard,东京152-8552〕2.东京Riko〔3-2-16，Kitamachi,Nishitokyo-shi,东京202-0003〕3.UBE实业，水泥和建筑材料公司，技术开发中心〔1-6，Okinoyama,Ube-shi,Yamaguchi,755-8633〕摘要：本文提出使用各种量热计的系统质量操纵系统。该系统与早期水化放热量测量仪器、水泥早期水化作用热导式量热计、用于少量试样的多层热导式量热计和绝热量热计配合使用。水泥的早期水化与水泥浆的流淌性有关。随着时刻的推移，其流淌性的变化与水泥与水接触60分钟后的早期水化有关，也与C3A含量有关。我们已研制出测量水泥早期水化的新型仪器。广泛使用热导式量热计来检查水泥的缓凝或不规那么凝聚。研制出多层热导式量热计来测量多个试样的时刻间隔。仅靠混凝土绝热温升评判试验来进行日常质量操纵是不够的，因为这需要大量人手。为了确定一种简便的、只使用大约30cm3泥浆试样就能评判绝热温升的方法，我们依照试验生产出一种绝热量热计。这种使用各种量热计进行系统操纵的系统关于使用各种副产品作为生产原料的水泥业的质量操纵专门有用。关键词：量热计，质量操纵，早期水化作用，多层热导式量热计，绝热量热计1.介绍最近，废料制成的原材料差不多成为水泥的组成成分。通常使用的废料内含有的Al2O3〔铝酸盐〕比例比一般硅酸盐水泥〔OPC〕高。考虑到以后传统水泥的产量可不能大幅增加，水泥业也面临着可连续进展的压力，我们可能必须要使用含有更多铝酸盐的水泥。铝酸三钙〔C3A〕在水泥内快速水化，大幅降低了水泥浆的流淌性，开释出大量的水化热[1]。考虑到在以后水泥生产中废料用量有可能增大，必须定量评判C3A含量对水泥浆流淌性的阻碍[2]。专门是还需要研制出在水泥厂进行质量操纵和验收试验的简便方法。水泥生产线上应用XRD和荧光X射线分析法对诸如Rietveld等水泥进行了分析。然而，不能使用这些方法直截了当对水泥的性能做出判定。水泥的反应率与水泥的水化热没有直截了当关系。然而，能够通过量热计测得的放热量猎取水泥水化性能的综合信息。本文提出了使用各种量热计的水泥质量操纵系统。2.早期水化的测量水和水泥比例为0.40的水泥水化在最初60分钟内产生的热量用热导式量热计测量。为了能在加水后赶忙混合水-水泥比例较低的水泥浆，如图1所示，用固定式不锈钢铲形搅拌器代替了传统的塑料旋桨式搅拌器，皮带传动转变成链传动。如此就能够对水-水泥比例低至0.40的泥浆进行充分搅拌。加入聚羧酸盐基超增塑剂〔PC34〕。使用了一般硅酸盐水泥〔OPC〕和Eco水泥〔EC〕。用Bouge方程式运算出的矿物成分如表1[3]所示。图1热导式量热计的混合系统图2最初60分钟内热导式量热计测量的早期水泥水化〔Eco水泥；OPC〕表1OPC和EC的矿物成分图2显示了60分钟后早期水泥水化放热量与超增塑剂用量之间的关系。60分钟后EC与水接触后的放热量比OPC大。水泥内的C3A含量与60分钟后水泥的放热量有关。这些数值在估量水泥C3A含量的时候专门有用。另外，作者曾提出水泥的早期水化受到碱和游离CaO的阻碍。该数值可能还与随着时刻的推移水泥浆流淌性发生的变化有关[4]。水泥内的C3A与水发生快速反应。因此，要测量C3A含量较高的水泥的初始放热量，需要专门的设备，其响应速度要超过传统的热导式量热计。因此，我们将温度传感器从热电微型组件改成了热电偶，对传统的热导式量热计进行了改进，如图3所示。混合系统与图1所示的相同。用这种设备测量了具有不同C3A含量的、含有或不含有诸如石灰粉〔LS〕、高炉矿渣〔BFS〕、粉煤灰〔FA〕等各种矿物混合物的水泥的早期水化放热率。表2显示了水泥的矿图3原型设备图4水泥浆的最大放热率与表观粘度之间的关系〔添加0.048%超增塑剂〕物成分。最大放热率与水泥内的C3A含量有关。图4显示了含有或者不含有矿物混合物的水泥在20摄氏度时早期水化时期的最大放热率与水泥浆表观粘度之间的关系。未添加矿物混合物时，正如我们所料，C3A含量较高的水泥〔C3A12%〕的最大放热率比OPC高〔C3A9%〕。加10%质量的石灰粉后，放热率下降到对比试样以下，表观粘度也是如此。这些结果说明C3A含量高的水泥的早期水化受到石灰粉加入量的抑制，同时水化物大量减少。表2水泥内的矿物成分和SO3含量石灰粉能抑制C3A的水化，因为它能形成含有碳酸盐离子的凝胶状水化物，这种水化物在C3A表面形成了厚厚的一层[4]。同样，在本试验中，C3A含量高的水