引言

在《通用硅酸鹽水泥》GB175-2020中，水泥組分的定量測定將按GB/T12960-2019《水泥組分的定量測定》要求成為強制性檢測項目。目前，各水泥生產企業均已按國標要求進行組分分析儀的購置，但由于檢驗過程中涉及的不確定因素較多，大多數公司還未真正開展組分定量測定的工作。新版《通用硅酸鹽水泥》標準即將發布，為確保質量紅線，生產企業必須提前對水泥組分定量測定的方法進行系統研究，并對測定方法的精確度進行確認，以保證出廠產品的組分符合產品標準規定，且在第三方驗證和監管時不出現質量爭議。因此需要對GB/T 12960-2019《水泥組分的定量測定》中提出的組分檢測方法進行深度試驗室研究和生產驗證。

粉煤灰、礦渣、石膏組分的含量依據GB/T12960 -2019《水泥組分的定量測定》方法進行測試，石灰石組分的含量依據GB/T12960-2019《水泥組分的定量測定》方法一堿石棉吸收稱量法進行測試。

2.1 玻璃砂芯漏斗的要求和處理

(1)玻璃砂芯漏斗：直徑35~60mm，型號G4(平均孔徑3~4μm)。

(2)恒量的玻璃砂芯漏斗是預先處理好的，即每次使用前先用毛刷和水洗滌干凈，并分別用熱的鹽酸(1+5)和水抽濾洗滌干凈。然后在105℃±5℃干燥箱中烘干至恒量，在干燥器中冷卻至室溫并稱量。

(3)用硝酸溶液選擇溶解后不溶渣含量后的砂芯漏斗和用EDTA溶液選擇溶解不溶渣含量后的砂芯漏斗，一定要分開使用。因為硝酸溶液選擇溶解時會溶解未洗凈的EDTA溶液選擇溶解不溶渣殘渣，導致硝酸溶液選擇溶解后不溶渣含量結果偏低。

(4)過濾不溶渣速度慢，洗滌不溶渣不干凈，使測定結果偏高。

過濾速度慢的原因：1)洗滌玻璃砂芯漏斗不干凈。2)抽氣泵的抽力不夠，可能漏氣。

(5)過濾不溶渣速度較快，導致部分不溶渣溶解，使測定結果偏低。

(6)玻璃砂芯漏斗在干燥器中冷卻至室溫，稱量。應注意玻璃砂芯漏斗的冷卻時間和在天平上的放置位置。

2.2 用硝酸溶液選擇溶解后不溶渣含量的測定

(1)加入50mL20℃±2℃硝酸(1+5)前，加人80mL，水，攪拌5min，使試料完全分散，以防止試樣結塊。

(2)加入50mL20℃±2℃硝酸(1+5)前，試樣水溶液中不得帶人任何酸，以防止試樣結塊或析出硅酸。所以去離子水和硝酸(1+5)的量筒(杯)要分開使用，不得混用。

(3)試樣用水分散完全后加酸分解，加酸時從儀器水槽中取出燒杯。

(4)選擇溶解時試驗溶液溫度控制在20℃±2℃。高于20℃土2℃，使不溶渣的溶解量偏大；低于20℃士2℃，選擇溶解不完全。

(5)將不溶渣全部轉移至玻璃砂芯漏斗上，用水洗滌不溶渣6~7次，再用乙醇洗滌2次(每次洗滌液10mL左右，洗絳液總量80~100mL)。過濾時等上次洗滌液漏完后再洗滌下次。過濾必須迅速，如果過濾時間超過20min(包括洗滌)，應重做該試驗。

(6)攪拌子的選用。應用水泥組分專用攪拌子，不能用帶磁力攪拌子，過濾時用鑷子取出攪拌子，洗滌至不溶渣轉移完全。

(7)對于摻加了粉煤灰細度較細的水泥，應在玻璃砂芯漏斗內墊入一張濾紙片，防止不溶渣太細，通過玻璃砂芯漏斗直接滲入到溶液中，造成水泥中粉煤灰的測定成分偏低。

2.3 用EDTA溶液選擇溶解后不溶渣含量的測定

(1)測定前按照筆試酸度計的使用規程，分別用磷酸鹽pH標準緩沖溶液(pH6.86)與硼酸鹽pH標準緩沖溶液(PH9.18)校準酸度計。

(2)溶液的起始pH為11.60±0.05。在酸度計指示下用氫氧化鈉溶液調整溶液的pH至11.60±0.05。溶液的起始pH 值低于11.60士0.05，熟料、石膏等組分溶解不完全，使測定結果偏高；溶液的起始pH值高于11.60士0.05，使礦渣的溶解量偏大，使測定結果偏低。調好pH值后不應久放，應立即實驗，防止實驗室酸度對溶液pH值產生影響。

(3)用水洗滌不溶渣7~8次，用乙醇洗滌2次(每次洗滌液10mL左右，洗滌液總量100~120mL)。過濾時等上次洗滌液漏完后再洗滌下次。過濾必須迅速，如果過濾時間超過30min(包括洗滌)，應重做該試驗。

(4)在105℃±5℃干燥箱中烘干不溶渣時，烘干溫度或烘干時間不夠，沒有將水分完全除去，導致結果偏高。

2.4 堿石棉吸收稱量法二氧化碳的測定

堿石棉吸收稱量法測定水泥試樣中二氧化碳含量，用磷酸分解試樣，碳酸鹽分解釋放出的二氧化碳由不含二氧化碳的氣流帶入一系列的吸收管(瓶)，首先用濃硫酸除去氣流中的水分，再用吸附有硫酸銅的固體顆粒除去氣流中的硫化氫。經過凈化的氣流通過兩個可以稱量的U形管11和12，內各裝3/4二氧化碳吸收劑和1/4水分吸收劑。對氣體流向而言，二氧化碳吸收劑裝在水分吸收劑之前。氣流中的二氧化碳用堿石棉定量吸收后稱量。

(1)冷凝管：分液漏斗上方硅膠管內有水珠，可在實驗完畢后，用手彈管壁，防止水分積聚太多，影響下一個實驗。實驗中應注意防止水珠流入反應瓶，引起倒吸，造成結果偏低。

(2)U形管及干燥塔磨口處應用濾紙擦干凈，涂以少量薄層凡士林，保證密封效果。凡士林不要漏在U形管表面上，避免U形管的質量發生變化。U11、U12管上方不應放脫脂棉(必要時放一薄層)，以防堵塞C02氣體流入，造成結果不穩定。

(3)電爐切勿劇烈加熱。加熱調節至30%~50%即可，切勿調節加熱至100%，一般控制在4~6min加熱至液體至沸。

1)防止因劇烈加熱，導致溶液產生倒吸現象；

2)防止溫度控制太低，在此規定時間內未加熱至沸，導致試樣分解不完全，造成測定結果偏低。

(4)磷酸切勿全部注入反應瓶中，應留少許磷酸在漏斗中起液封作用，關閉活塞。切勿將磷酸或反應瓶內的溶液灑入電爐中，防止電爐絲損壞，造成反應瓶內溶液受熱不均勻。

(5)實驗中若無氣泡或者達不到每秒3~5個氣泡，應檢查是否漏氣。先將U13管與U9管連接，若氣泡正常則繼續檢查U13管與U10管、U13管與U11管、U13管與U12管，直至氣泡正常為止，并按要求更換相應U型管內藥品。

3.1 標樣驗證

試驗前按照上述試驗方法對GSB08-2044-2016普通水泥混合材料含量標準樣品進行試驗，計算結果統計在表1中。

3.2 試驗設備和原材料

(1)試驗設備：SMφ500mm×500mm試驗小磨；

(2)試驗原材料：唐山冀東水泥股份有限公司唐山分公司熟料庫內存儲熟料(入磨熟料)、水泥磨用石灰石、外購礦粉(九江)、水泥磨用脫硫石膏。各化學成分見表2。

3.3 試驗配比

根據目前公司水泥產品實際生產情況，調整熟料和礦粉配比(其他物料配比不變)進行1#、2#、3#、4#小磨試驗。各原材料實際摻量見表3。

3.4 試驗指標要求

將磨制出的每組水泥樣品，采用縮分器將試樣縮分至約100g，經150μm方孔篩篩析后，將篩余物經過研磨后使其全部通過孔徑為150μm方孔篩，充分混勻，裝入干凈、干燥的試樣瓶中，密封。

3.5 試驗對比

按照上述試驗方法對1#、2#、3#、4#樣品進行測試，其測試結果與實際摻量對比見表4。

(1)從表1中看出，與GSB08-2044-2016普通水泥混合材料含量標準樣品認定值比較，我們的測定結果都在GB/T 12960-2019《水泥組分的定量測定》規定的重復性限范圍內。

(2)從表4中看出，粉煤灰、礦粉、石灰石含量檢測結果均在誤差范圍內，說明我公司水泥混合材摻量滿足新的GB175《普通硅酸鹽水泥》(報批稿)各種水泥組分含量的限值要求，能保證出廠產品的組分符合產品標準規定。

(3)從企業的角度，水泥組分的測定是必要且一定要開展的。首先，水泥組分測定可以是企業的生產控制行為，通過組分的測定來調節混合材料的品種和質量、混合材料之間的搭配以及摻加量等控制參數。其次，組分測定是質量保證和證明行為，根據《中華人民共和國產品質量法》的規定，產品或者其包裝上的標識必須真實，并有產品質量檢驗合格證明。水泥組分測定可以證明水泥企業是否保證了產品質量以及產品質量是否符合所采用的標準。

最后，水泥組分的測定也有利于混凝土強度耐久性，由于水泥企業為了控制成本會出現混合材不合格和超標現象。在攪拌站未知情的情況下，繼續摻入20%~30%的磨細摻合料，將會因混合材的疊加效應而導致混凝土工程質量低劣，造成混凝土的耐久性隱患。因此對水泥組分定量測定是十分必要的。

作者：殷翠玲1，鄭偉2，王文淑1，吳丹1

所屬：1唐山冀東水泥股份有限公司；2唐山冀東水泥股份有限公司唐山分公司

來源：《中國水泥》

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