实验五     石膏最佳掺量的确定

一、             目的要求：

1、  了解石膏的的作用。

2、  学会确定石膏最佳掺量的方法。

二、             原理

1、  石膏的作用：

（1）       缓凝剂：一般水泥熟料中C₃A含量较高，若不加缓凝剂，在使用时加水拌和后，很快就会凝结而无法施工。掺加适量石膏就可以控制水泥的水化速度，调节凝结时间。

（2）       提高水泥的早期强度：石膏属于矿渣的硫酸盐激发剂，能加速矿渣水泥的硬化过程。如果在一定范围内提高石膏掺入量，有利于激发矿渣活性，生成较多的钙矾石，使水泥石结构致密，强度增加。（掺量过大时，将引起水泥的安定性不良。）

（3）       改善水泥的某些性能：如掺适量石膏可以降低干缩变形，改善水泥的耐久性。

2、  确定石膏掺量时应考虑：

（！）石膏掺量对凝结时间的影响：石膏掺量过多或过少都不得会导致不正常凝结。一般情况下，石膏还不至于多到造成快凝，但其掺量增大到一定程度时，对凝结时间的影响便会变得很小，如图所示：（见《水泥工艺学》P₂₂₄图9.3）

当SO₃掺量小于1.3%时，石膏掺量过小，水泥会产生快凝，进一步增加SO₃含量时，石膏才出现明显的缓凝作用，但SO₃掺量超过2.5%以后时，凝结时间增长很少。

（2）石膏掺量对不同龄期的强度、水泥安定性的影响。

3、  影响石膏掺量的因素：

（1）       石膏的种类：

表            各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用

石膏的溶解速度越慢，其掺量（以SO₃计）应越多。

（2）       熟料中SO₃含量：当熟料中SO₃含量较高时，要相应减少石膏掺量。

（3）       熟料中C₃A含量：C₃A含量高，石膏掺量应相应增加，反之则减少。

（4）       水泥细度：相同矿物组成的水泥，若增大细度，其比表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。

（5）       混合材料的品种和掺量：水泥中掺加不同种类和数量的混合材料时，其石膏掺入量也不一样。如采用矿渣作为混合材料时，可适当增加石膏掺量。

（6）       水泥中碱含量：水泥中碱含量较高时，其凝结时间加快，应适当增加石膏掺量。

4、  确定最佳石膏掺量的方法：做强度、凝结时间、安定性的试验。

三、             实验用材料和用具：

1、  材料：硅酸盐水泥熟料、石膏、粒化高炉矿渣、标准砂、水

2、  仪器：天平、试验小磨、0.9mm及0.08mm标准筛、负压筛析仪、凝结时间测定仪、净浆搅拌机、称量器皿、玻璃板（100mm×100mm）、沸煮箱、胶砂搅拌机、胶砂振动台、抗压试验机、抗折试验机、试模、刮平刀、水泥样桶

四、             实验步骤：

1、确定配比：

2、称量：按计算的结果用天平称量熟料、石膏、矿渣，倒入试验小磨中。

3、粉磨：用试验小磨磨45分钟。倒出后用0.9mm方孔筛筛析，再搅拌均匀，装入样品桶，贴上标签。

4、测定水泥的细度：干筛法、水筛法、负压筛法三种方法任选一种。

5、测定水泥中SO₃的含量：

6、测定水泥的安定性：用沸煮法检验。

7、测定标准稠度用水量：用固定水量法。

8、测定凝结时间：

9、测定水泥的强度：用ISO法。

以上实验步骤按水泥物理检验方法中的规定进行。

五、             实验记录：

实验记录表

绘制水泥的凝结时间、强度与SO₃含量之间的关系曲线图，确定石膏的最佳掺量

六、             思考题：

1、  石膏的作用？

2、  确定石膏掺量时，要考虑哪些因素？