水泥质量控制基础知识

1、水泥质量控制基础知识水泥质量控制基础知识 二二一四年七月一四年七月一、基本定义 1 1、什么叫水泥、什么叫水泥 水硬性凝材料在拌水后既能在空气中以能在水中硬化，通常称为水泥（广义）。如硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等 非水硬性的胶凝材料不能在水中硬化，而只能在空气中硬化，故称为气硬性胶凝材料。如石灰、石膏等。硅酸盐水泥熟料：凡含SIO2、AL2O3、Fe2O3、CaO原料按一定配比磨成细粉，烧至部分熔融，所得以硅酸钙为主要成份的水硬性胶凝矿物质。普通硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料+5%-20%混合材+适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。复合硅酸盐水泥：由硅酸盐水泥熟料+20%-50%混合材+

2、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 2、水泥的定义和分类 凡细磨成粉未状，加入适量水后可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料。 按用途分：通用水泥、专用水泥、油井水泥、特性水泥（抗硫酸盐水泥） 按矿物组成分：硅酸盐水泥、铝酸盐水泥，硫铝酸盐水泥氟铝酸盐水泥等（一百多种）。 3、硅酸盐系列水泥 我们公司目前生产的水泥均属硅酸盐系列水泥，其主要成份为硅酸盐水泥矿物。4 4、硅酸盐水泥熟料的矿物组成、硅酸盐水泥熟料的矿物组成 硅酸盐水泥熟料中的主要矿物有以下四种：C3S、C2S、C3A、C4AF，另外还有少量的f-CaO、方镁石、含碱矿物

3、、玻璃体。通常，熟料中C3S+C2S含量75%左右，C3A+C4AF含量22%左右。 1、C3S含量通常占熟料的50%以上，其特点：水化较快，早期强度高，强度增进就率大，干缩性、抗冻性较好，但水化热较高，抗水性差，抗硫酸盐浸蚀能力较差。C3S形成需要较高的烧成温度和较长的烧成时间，含量过高，烧成困难，易导致f-CaO增多，熟料质量下降。 2、C2S含量通常分熟料的20%左右，其特点：水化较慢，早期强度低，水化热低，体积干缩小，抗水性和抗硫盐日浸蚀能力好，后期强度增进快。 3、C3A C3A水化速度、凝结硬化很快，放热多，硬化快，早期强度较高，但绝对值不高，后期几乎不再增长，甚至倒缩，C3A干缩

4、变形大，抗硫酸盐性能差，脆性大，耐磨性差。 4、C4AF C4AF水化速度早期介于C3A与C3S之间，早期强度类似于C3A但后期还能不断增长，水化热低，干缩变形小，耐磨、抗冲击、抗硫酸盐浸蚀能力强。 5、f-CaO、MgO f-CaO在高温下死烧形成，水化很慢，一般加水3天后才反应有尽有，反应体积膨胀97.9%产生应力，造成水泥石破坏。 MgO少量可与熟料矿物固溶，对降低烧成温度、增加液相数量，改善熟料色泽有好处，但超过一定量后，未固溶部分水化很慢，要几个月甚至几年才与水反应，生产Mg（OH）2，体积膨胀148%，导致水泥安定性不良。（二）熟料质量控制 1、控制项目：熟料化学成份（包括：KH、

5、SM、IM）立升重、f-CaO、MgO及其它物理性能等。 2、影响熟料质量波动的原因。 生料成份波动 煤质波动 窑热工制度不稳定，包括掉窑皮、跑生料、结大蛋、黄心料等，窑内还原气氛浓，煤料配比波动等。 3、熟料的管理 熟料的储存：专用水泥熟料专门存放，不同质量熟料专门存放。 熟料均化使用，搭配入磨，对于某些物理化学性严重超国家标准熟料必须采取措施，严格控制掺入比例再入磨，熟料的出入库应做好原始记录。（三）水泥制成质量控制 水泥制成的控制项目，一般有水泥的细度、三氧化硫、烧失量、物料的配合比（混合材料、石膏的掺加量）、凝结时间、安定性、强度等。一、控制项目一、控制项目 1.入磨物料的配比： 目前

6、生产的水泥品种中除硅酸盐水泥外，其余各种水泥均由硅酸盐水泥熟料、石膏和混合材料组成，它们之间的配比关系着生产水泥的品种、标号和物理性能。水泥生产中，入磨物料的配比一般是根据物料的性能（包括熟料的化学成份、强度，混合材料的活性，石膏的性质及成份）和它们在水泥水化、硬化过程中对强度的影响，以及计划生产的品种、标号，水泥的其它特殊物理性能而确定的。在实际生产过程中，多数是根据熟料质量情况，混合材料的品种、质量，通过试验的方法确定其经济合理的配合比例。 2.出磨水泥细度： 在熟料、混合材料质量和配合比相对稳定的条件下，水泥的粉磨细度，对水泥性能影响很大。在一定程度上，水泥粉磨得愈细，其比表面积愈大，水

7、泥粉末与水拌合时，它们的接触面积也就愈大，故有利于加速水泥的水化、凝结和硬化过程，对提高水泥强度，特别是早期强度有良好的效果。此外，在生产过程中，当熟料中游离氧化钙较高时，水泥磨细些，游离氧化钙就可较快地吸收水份而消解，因而可减少它的破坏作用，改善水泥安定性能。 但是，不适当地提高水泥粉磨细度，会使磨机产量降低，电耗增高。另外，当水泥细度过细时，需水量增加，水泥石结构的致密性降低，反而会影响水泥的强度。 3 .出磨水泥中的三氧化硫： 适量石膏的另一作用能在一定程度上提高水泥的强度。这是因为它在水泥水化过程中与C3A可生成一定数量的硫铝酸钙针状晶体，交错地填充于水泥石的空隙中，从而增加了结构的致

8、密性。在矿渣水泥中，石膏还起硫酸盐激发剂的作用，可加速矿渣水泥的硬化过程。 具体的石膏掺量应根据工厂的实际情况制订石膏曲线得到。 4.混合材料掺入量： 水泥中掺加混合材不但可以增加水泥产量，降低水泥成本，而还可以改善水泥的某些物理性能。对于游离氧化钙较高的熟料，掺入活性混合材料，不但可降低水泥中f-CaO的相对浓度，还可吸收部分f-CaO，起到改善水泥安定性的作用。 但是，由于混合材料的加入，水泥中熟料组分就相应减少，因此使水泥强度有不同程度的降低，掺加量愈大，强度降低愈显著。不同品种的混合材料对水泥的物理性能影响是不同的，因此，合理的混合材掺入量应在国家标准规定的范围内，根据熟料的质量和混合

9、材的品种、质量来确定。 5.出磨水泥的凝结时间、安定性、强度： 水泥的凝结时间、安定性、强度也是国家标准中规定的必须达到的重要质量指标。如果出磨水泥的这些质量指标均符合标准要求，出厂水泥就有了保证。如有的性能不符合要求，就要采取多库搭配等相应措施，保证出厂水泥质量。 6.烧失量： 定义：高温下灼烧时产生的一系列化学反应而引起的质量增加和减少的代数和。 水泥标准中烧失量的规定，主要是控制水泥中各混合材的掺量及劣质熟料的使用。近年来，许多企业使用的石膏品位下降，所以对水泥的烧失量要进行必要的限制。 水泥烧失量应列为控制项目，在磨头除定期抽查混合材的掺量外，至少每四小时应测定一次水泥的烧失量，必要时

10、可增加检测频次。（四）制定水泥质量控制指标的依据（四）制定水泥质量控制指标的依据 水泥质量控制指标的制定，要根据水泥质量控制指标的制定，要根据各厂的具体情况，首先应根据本厂所要各厂的具体情况，首先应根据本厂所要求生产的水泥品种、等级，以及熟料和求生产的水泥品种、等级，以及熟料和混合材料的质量。通过试验，摸清各种混合材料的质量。通过试验，摸清各种工艺因素之间的相互关系，从质量、经工艺因素之间的相互关系，从质量、经济等各方面进行综合考虑，权衡利弊后济等各方面进行综合考虑，权衡利弊后确定。质量控制指标的制定应根据以下确定。质量控制指标的制定应根据以下几个方面：几个方面：1.1.水泥的品种、等级：水泥

11、的品种、等级： 水泥的品种，应根据计划并结合水泥产量，混合材料的品种、来源、数量，各种材料的价格和市场的需要通盘考虑。 水泥的等级，应根据用户的需要，并考虑本厂的工艺条件和技术管理水平来确定。 当水泥品种、等级确定之后，据此即可制订出各项质量控制指标。2.2.熟料强度：熟料强度： 水泥的强度主要是由熟料的强度决定的。在水泥的品种、等级确定之后，熟料强度主要是确定熟料混合材等配合比的主要依据。3.3.混合材的活性：混合材的活性： （1）混合材的分类及作用 为了增加水泥产量，降低成本，改善和调节水泥的某些性质，综合利用工业废渣，减少环境污染，在磨制水泥时，可以掺加数量不超过国家标准规定的混合材料。

12、 混合材按其性质可分为两面大类：活性混合材料和非活性混合材料。 5. 5.石膏掺入量与强度的关系：石膏掺入量与强度的关系： 石膏可以延缓凝结时间，一般只要掺加3-6%的石膏，就能使水泥凝结时间正常。对于C3A含量较高的熟料，应多加一些石膏药，对于矿渣打硝酸盐水泥来说，石膏又是促进水泥强度增长的激发剂。但石膏过多会影响水泥长期安定性，这是因为石膏中的SO3水化铝酸钙作用而形成硫铝酸钙赊使体积显著增加，从而引起建设物的崩裂。 任何一种水泥都有使其强度达到最高值的石膏最佳掺入量。石膏最佳掺入量的范围，可通过石膏与水泥强度关系的试验来确定。6.6.大磨小磨强度关系：大磨小磨强度关系： 上面所说的水泥各

13、物料适宜的配合比、细度、石膏掺加量等指标，大部分在化验室中通过小磨试验确定的，它与生产实际总有一定的差别。大小磨磨制的水泥，虽然细度相同，但往往因大小磨机规格、研磨体的级配及粉磨方式等各方面的差异，样品的颗粒级配就不相同。因此单纯用小磨的数据作为生产控制的指标，往往会出现偏差。因而，从小磨得出的数据只能作为生产控制指标的参考数据，应进一步找出大小磨之间的关系，对试验数据进行符合生产实际的修正后，才能正式成为实际生产中水泥的控制指标。 7 7、工艺条件对粉磨效率的影响、工艺条件对粉磨效率的影响 （1）入磨物料的粒度； （2）入磨物料的易磨性； （3）入磨物料温度； （4）入磨物料水分； （5）产

14、品细度与喂料的均匀性； （6）助磨剂； （7）磨机通风； （8）选粉效率与循环负荷； （9）料球比及磨内物料流速。（五）出磨水泥的管理（五）出磨水泥的管理 加强出磨水泥的管理，是为了确保出厂水泥质量的稳定，出磨水泥的管理主要抓好以下几项工作： 1.严格控制出磨水泥的各项质量指标，对于生产工艺条件较差，质量波动较大的厂，应尽量缩小出磨水泥的取样时间和检验吨位，增加检验次数，以掌握质量的波动情况，以便在出厂时进行合理的调配。 2.严格出磨水泥入库制度。出磨水泥应由化验室指定的库号入库，并做好入库记录。 3.出磨水泥要有一定的库存量（不低于磨机5天的产量），这样便于根据出磨水泥的快速或三天强度和其它

15、质量指标来确定出厂水泥质量，同时也可根据出磨水泥的质量情况在库内进行必要的均化或在出厂前进行合理调配，以稳定出厂水泥质量。（六）出厂水泥质量控制 出厂水泥的管理是水泥厂质量控制中最后的也是最重要的一关。生产厂对出厂水泥的要求是：(1)出厂合格率100%；(2)确保28天抗压强度富裕2.0兆帕（2002年4月1日起执行）以上，即富裕强度合格率100%。另外，出厂水泥28天抗压强度目标值按下式控制：目标值水泥国家标准规定值2.0兆帕3S，标准偏差S1.62兆帕。为此，必须加强对出厂水泥的管理，严格把好出厂关。 1 1、决定水泥出厂的依据、决定水泥出厂的依据 根据出磨水泥的质量：在生产中，为了有效地

16、控制出厂水泥质量，采取对出厂水泥进行预先检验，用以指导出库管理工作，如果各库中的水泥质量有差别，甚至有的不符合标准规定时，就应根据检验结果，进行必要的存放或搭配，以使出厂水泥合格，并达到要求的等级。 根据出磨水泥与出厂水泥的强度关系： 出磨水泥与出厂水泥强度之间往往存在一定偏差,掌握出磨水泥与出厂水泥之间的强度关系是非常必要的，通常可根据出磨水泥的强度推算出出厂水泥的强度，控制出厂。它们之间的关系，因厂而异，它与水泥的性能、试样的取样方法及水泥均匀性等有关，各厂可在生产实践中，通过大量的数据统计分析，找出出磨水泥与出厂水泥强度之间的对应关系是必要的。当根据出磨水泥预测出厂水泥三天强度较低时,至

17、少应保留一个标准偏差的强度富裕才可出库。 根据出厂水泥的检验结果： 水泥出厂前必须按国家标准规定的编号、吨位取样，进行全套物理、化学性能的检验，确认全部符合国家标准时，方可由化验室通知出厂。出厂水泥的检验样一般可在包装机旁留样，也可在成品库中按规定方法从水泥袋中抽样。 水泥出厂的强度等级一般应根据实测的天或天强度规律推算出天强度后确定。在控制中要以确切地掌握水泥强度的发展规律，掌握快速强度与、天强度之间的关系，否则就难以保证出厂水泥的100合格和富裕强度100。 4. 4.水泥细度与强度的关系：水泥细度与强度的关系： 选择合理的细度指标，可以获得较好的水泥强度。同样的水泥物料配比，在一定范围内

18、改变其粉磨细度，水泥的强度有时可提高近一个等级。由于各厂情况不同，水泥细度与强度的关系也不一致，一般情况下，应结合生产中的实际情况，通过试验的方法测定细度与强度的关系，确定适宜的粉磨细度指标。 在日常生产中，通过掌握细度与强度间的相互关系，可及时根据原料的半成品的质量波动情况调整细度控制指标，即当发现熟料、混合材料质量下降，使水泥强度没有保证时，可将水泥磨细一些，以达到稳定水泥质量的目的。七、水泥企业质量管理规程七、水泥企业质量管理规程总则总则第一条第一条 为加强水泥企业管理，提高水泥及熟料产品质量，根据中华人民共和国产品质量法和相关水泥、硅酸盐水泥熟料产品标准，特制定本规程。第二条第二条 本

19、规程适用于中华人民共和国境内所有水泥企业(含水泥熟料生产企业和水泥粉磨站)。第三条第三条 水泥企业应严格执行国家有关法规和标准，参考采用GB/T19000-ISO9000族标准，建立健全质量管理体系，并结合企业实际制定质量管理体系文件，确保有效性和符合性。第四条第四条 企业法人是本企业产品质量的第一责任者。企业法人可以任命管理者代表全权负责质量管理，化验室主任在企业法人或管理者代表直接领导下对产品质量具体负责。第五条第五条 国家和省级建材行业协会应在工业和信息化部及各省行业主管部门的领导下，加强对水泥企业产品质量管理的监督检查，督促企业认真执行本规程，保证出厂水泥（熟料）产品质量。质量管理机构

20、的职责 1负责和监督企业质量管理体系的有效运行。2组织制定企业的质量方针和质量目标。3编制适合本企业实际的质量管理体系文件。4制定质量奖惩制度，负责协调各部门的质量责任，并考核工作质量。5组织企业内部质量审核。6负责重大质量事故的分析处理。7监督企业质量基金的使用与管理。化验室的职责1质量检验 按照有关标准和规定，对原燃材料、半成品、成品进行检验。按规定做好质量记录和标识，及时提供准确可靠的检验数据，掌握质量动态，保证必要的可追溯性。2质量控制 根据产品质量要求，制定原燃材料、半成品和成品的企业内控质量指标，强化过程控制，运用科学的统计方法掌握质量波动规律，不断提高预见性与预防能力，并及时采取

21、纠正、预防措施，使生产全过程处于受控状态。3出厂水泥（熟料）的确认、检验、交货和验收3.1严格按照相关产品标准和供需双方合同的规定对出厂水泥（熟料）的质量进行确认，编写出厂水泥（熟料）的质量确认程序文件。3.2按相关标准和供需双方合同的规定进行出厂检验、交货和验收，杜绝不合格水泥（熟料）出厂。4质量统计 用正确、科学的数理统计方法，及时进行质量统计并做好分析，为出厂产品质量提供预警分析。5试验研究根据用户需求进行产品试验研究，提高产品的使用性能。 化验室的职责化验室的权限1监督、检查生产过程受控状态，有权制止各种违章行为，采取纠正、预防措施，及时扭转质量失控状态。2参与制定质量方针、质量目标、

22、质量责任制及考核办法。评价各车间（部门）的过程质量，为质量奖惩提供依据，行使质量否决权。3有权越级汇报企业质量情况，提出并坚持正确的管理措施。4有水泥出厂决定权企业领导不得无理干预化验室的职权，更不能借故打击报复，违者追究责任，严肃处理。 化验室应建立健全内部管理与检验制度，主要包括： 1各组职责范围、岗位责任制和作业指导书。2质量事故报告制度。3检验质量控制检验质量控制制度（包括与国家级、省级对比验证；内部抽查对比验证；使用国家有证标使用国家有证标准样品准样品/ /标准物质对比验证标准物质对比验证）。4检验和试验仪器设备、化学试剂的管理制度。5标准溶液配制和专人管理制度。6标准砂管理制度。7

23、文件管理制度。8样品管理制度。9人员培训和考核制度。10检验原始记录、台帐和检验报告的填写、编制、审批制度。11月报、年报的填写和上报制度。月报、年报的填写和上报制度。12统计内容和统计管理制度。统计内容和统计管理制度。1313出厂水泥（熟料）的合格确认制度出厂水泥（熟料）的合格确认制度质量记录、档案、资料、报表管理及上报质量记录、档案、资料、报表管理及上报的要求的要求1按照按照档案法档案法的要求，做好质量技术文件的要求，做好质量技术文件的档案管理工作。原始记录和台帐使用统一的的档案管理工作。原始记录和台帐使用统一的表格，各项检验要有完整的原始记录和分类台表格，各项检验要有完整的原始记录和分类

24、台帐，并按月装订成册，由专人保管，按期存技帐，并按月装订成册，由专人保管，按期存技术档案室。原始记录保存期为三年。台帐应长术档案室。原始记录保存期为三年。台帐应长期保存。期保存。2 2各项检验原始记录和分类台帐的填写，必须各项检验原始记录和分类台帐的填写，必须清晰、完整，不得任意涂改。当笔误时，须在清晰、完整，不得任意涂改。当笔误时，须在笔误数据中央划两横杠，在其上方书写更正后笔误数据中央划两横杠，在其上方书写更正后的数据并加盖修改人印章，涉及出厂水泥（熟的数据并加盖修改人印章，涉及出厂水泥（熟料）的检验记录的更正应有化验室主任签字。料）的检验记录的更正应有化验室主任签字。3对质量检验数据要及

25、时整理和统计，每月有对质量检验数据要及时整理和统计，每月有月统计报表和月统计分析总结，全年应有年统月统计报表和月统计分析总结，全年应有年统计报表和年统计质量总结。计报表和年统计质量总结。4 4质量月报、年报要按统一表格填报齐全，月质量月报、年报要按统一表格填报齐全，月报于每月报于每月1010日前，年报于次年日前，年报于次年2 2月月1010日前报日前报有关相应的管理部门，同时抄报与之进行对比有关相应的管理部门，同时抄报与之进行对比验证检验的质检机构。验证检验的质检机构。5 5企业应创造条件，建立计算机质量管理数据企业应创造条件，建立计算机质量管理数据库，利用互联网在企业内部和省级建材行业主库，

26、利用互联网在企业内部和省级建材行业主管部门或建材行业质检机构建立质量信息交流管部门或建材行业质检机构建立质量信息交流平台。平台。人员培训和考核人员培训和考核1每年年初应制定企业内部培训和考核计划，并按计划实施和总结。2参加国家和省级建材行业组织的产品标准、方法标准等专业培训和考核。3建立人员培训档案和考核奖惩制度。水泥磨1水泥磨喂料设备应配备计量装置，精度符合配料需求，并建立定期维护和校准制度。发生断料或不能保证物料配比时应立即采取有效措施予以纠正。2熟料、石膏、水泥混合材和水泥助磨剂等入磨物料的配比应有化验室书面通知，操作岗位应按化验室下达的书面通知进行操作，并有相应的操作记录。3入磨熟料温

27、度控制在100以下。4出磨水泥温度不大于110（135）。超过此温度应停磨或采取降温措施，防止石膏脱水而影响水泥的性能。 出磨水泥出磨水泥1 1出磨水泥的质量控制要求规定。出磨水泥的质量控制要求规定。2 2水泥库应有明显标识，出磨水泥应按化验室指定的库号入水泥库应有明显标识，出磨水泥应按化验室指定的库号入库，每班应准确测量各水泥库的库存量并做好记录，按化验库，每班应准确测量各水泥库的库存量并做好记录，按化验室要求做好入库管理。室要求做好入库管理。3 3同一库不得混装不同品种、强度等级的水泥。生产中改品同一库不得混装不同品种、强度等级的水泥。生产中改品种、强度等级时，应选取合理物料清洗磨、输送设

28、备和包装种、强度等级时，应选取合理物料清洗磨、输送设备和包装设备，入库前需清库，确保改后水泥品种、强度等级水泥的设备，入库前需清库，确保改后水泥品种、强度等级水泥的质量。质量。4 4专用水泥或特性水泥应用专用库贮存。专用水泥或特性水泥应用专用库贮存。5 5出磨水泥要保持出磨水泥要保持3 3天天5 5天的贮存量。天的贮存量。6 6出磨水泥应按相关产品标准的规定进行检验，检验数据经出磨水泥应按相关产品标准的规定进行检验，检验数据经验证可以作为出厂水泥相关指标的确认依据，但不能作为出验证可以作为出厂水泥相关指标的确认依据，但不能作为出厂水泥的质量检验数据。检验项目、频次应符合表厂水泥的质量检验数据。

29、检验项目、频次应符合表3 3的规定。的规定。 在生产过程中质量指标连续二次检测不合格时，属于过在生产过程中质量指标连续二次检测不合格时，属于过程质量事故，化验室应及时向责任部门警告，责任部门应及程质量事故，化验室应及时向责任部门警告，责任部门应及时采取纠正措施，做好记录并报有关部门。时采取纠正措施，做好记录并报有关部门。 出厂水泥（熟料）的质量管理出厂水泥（熟料）的质量管理 出厂水泥（熟料）的质量管理工作由化验室负责。化验室应配备专业技术人员负责出厂水泥的检验和过程管理，水泥（熟料）出厂应有化验室书面通知方可出厂。 出厂水泥（熟料）质量必须按相关的水泥产品标准严格检验和控制，同时由于出厂水泥（

30、熟料）检验结果滞后，必须按产品标准要求制定出厂水泥（熟料）确认程序文件，确认程序内容要求：1 1水泥（熟料）各项技术指标的确认水泥（熟料）各项技术指标的确认 产品标准中所有物理和化学要求均应规定产品标准中所有物理和化学要求均应规定确认程序和确认方法（出厂前已有检验结果的确认程序和确认方法（出厂前已有检验结果的项目除外）。确认方法可以利用过程产品的快项目除外）。确认方法可以利用过程产品的快速检验数据或科学的统计，建立与出厂产品的速检验数据或科学的统计，建立与出厂产品的实物检验数据的关系式，经验证符合可信度要实物检验数据的关系式，经验证符合可信度要求，并经相关技术人员评定后，形成书面文件。求，并经相关技术人员评定后，形成书面文件。2包装质量的确认，选择包装袋定点生产企业，使用前应目测包装袋的外观、印刷内容，并查看供货方提供的包装袋的出厂检验报告和型式检验报告，每月或按包装袋的批次在包装车间进行验收检验，不同袋型每年至少一次委托省级或省级以上建材质检机构进行型式检验。出厂水泥质量控制 均化 企业应加强