粉煤灰硅酸盐水泥国家标准

    粉煤灰作为工业废渣侵占土地，污染环境，使得粉煤灰综合利用成一个重要问题。长期以来，人们使用粉煤灰作混合材生产的粉煤灰水泥早期强度低，因此不受用户欢迎。武汉工业大学开发的高活性粉煤灰混合材技术，处理后的高活性粉煤灰混合材（以下简称HFA）其性能大大优于矿渣。在矿渣紧缺，价格上扬的今天，用HFA代替矿渣作为水泥混合材，不仅可提高水泥强度，改善水泥性能，还可大幅度提高水泥产量，具有极大的经济效益。

    高活性粉煤灰(HFA)混合材性能：

    1、用HFA配制的水泥与相同掺量矿渣配制的水泥相比，水泥可提高一个标号，如表1所示。
    表1 
 

编号	抗压强度(MPa)			抗折强度(MPa)
	3天/增强	7天/增强	28天/增强	3天/增强	7天/增强	28天/增强
a1	160	237	461	400	527	696
a2	232/45%	335/41%	547/17%	520/30%	634/20%	858/23%

    注：a1--矿渣水泥（矿渣掺量25%）。
    a2--用HFA配制的粉煤灰水泥(HFA掺量25%)。

    由表1可知，掺25%矿渣仅能生产425#水泥，而掺25%HFA可生产525#水泥。

    2、维持原标号，可使HFA掺量提高，从而水泥产量增加。如表2所示。
    由表2可知，用掺40%的HFA配制的325#水泥比用掺25%矿渣配制的325#矿渣水泥的强度仍高出较大幅度，此时更为可观的是，因混合材掺量增加，水泥产量提高25%。

    表2 
 

编号	抗压强度(MPa)			抗折强度(MPa)
	3天	7天	28天	3天	7天	28天
a3	117	161	362	252	371	620
a4	156	198	405	372	425	684

    注：a3--325#水泥矿渣掺量25%。
    a4--用HFA配制的粉煤灰水泥(HFA掺量40%)。

    从上述结果，我们可以看出HFA的性能要明显优于矿渣，是替代矿渣作高质量混合材的理想产品。

    根据国标有关规定，其最大掺入量为40%，使用该种混合材生产出的水泥，彻底摆脱了粉煤灰水泥的弱点，不仅具有很高的早期强度，且对砼的有关性能有很大改善。

    生产工艺流程投资估算该混合材生产线投资估算如下所示：
    厂房面积：600m2，另加堆场4000~8000m2
    工作人员：40~70人（包括管理人员、化验人员和车间工人）

    效益分析：活化每吨混合材费用根据规模不同，大约在30~40元之间，烘干后，在40~50元之间，作为性能高于矿渣的水泥混合材，其售价可以在80元/吨以上，包括建设期在内，两年可以收回全部投资。 
 

湿排原状灰	辅助材料
	活化设备	搅拌机
	活化剂	湿排原状灰
成　品←—烘	干←—养护反应设备←

 

生产规模（万吨）	设备投资（万元）	土建投资（万元）	总投资（万元）
25	55	25	100
50	115	50	220
100	190	75	350
200	320	110	600

　 
    生产规模25~200万吨生产线，年产值为200~1600万元，年利税100~800万元。

    附：矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥国家标准
    中华人民共和国国家标准
    GB 1344-1999
    代替 GB 1344-1992 
    矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥 
    国家质量技术监督局 1999-07-30 批准 1999-12-01 实施

    1、范围
    本标准规定了矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥的定义与代号、材料要求、强度等级、技术要求、实验方法、检验规则、包装、标志、运输与贮存。

    本标准适用于矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。

    2、 引用标准

    下列标准所包装的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，适用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
    GB/T 176-1996 水泥化学分析方法（eqv ISO 680：1990）
    GB/T 203-1994 用于水泥中的粒化高矿渣（neq rOCT 3476：1974）
    GB/T 750-1992 水泥压蒸安定性试验方法
    GB/T 1345-1991 水泥细度检验方法（80um筛筛析法）
    GB/T 1345-1989 水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法（neq ISO /DIS 9597）
    GB/T 1596-1991 用于水泥和混凝土中的粉煤灰
    GB/T 2419-1994 水泥胶砂流动度测定方法
    GB/T 2847-1996 用于水泥中的火山灰质混合材料（neq ISO 863：1990）
    GB/T 5483-1996 石膏和硬石膏（neq ISO 1587：1975）
    GB 9774-1996 水泥包装袋
    GB 12573-1996 水泥取样方法
    GB/T 17671-1999 水泥胶砂强度检验方法（ISO法）（idt ISO 679：1989）
    JC/T 667-1997 水泥粉磨用工艺外加剂
    JC/T 742-1984(1996)掺入水泥中的回转窑窑灰 
            
    3 定义与代号

    3.1 矿渣硅酸盐水泥
    凡由硅酸盐水泥熟料和粒化高炉矿渣、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为矿渣硅酸盐水泥（简称矿渣灰水泥），代号P·S。水泥中粒化高炉矿渣掺入量按百分比计为20～70%。允许用石灰石、窑灰、粉煤灰和火山灰质混合材料中的一种材料代替矿渣，代替数量不得超过水泥质量的8%，代替后水泥粒化高炉矿渣不得少于20%。
            
    3.2 火山灰质硅酸盐水泥
    凡由硅酸盐水泥熟料和火山灰质混合材料、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为火山灰质硅酸盐水泥（简称火山灰水泥），代号P·P。水泥中火山灰质混合材料掺量按质量百分比计为20%~50%。
            
    3.3 粉煤灰硅酸盐水泥
    凡由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料称为粉煤灰硅酸盐水泥（简称粉煤灰水泥），代号P·F。水泥中粉煤灰掺量按质量百分比计为20%～40%。
            
    4 材料要求

    4.1 石膏
    天然石膏：应符合GB/T 5483中规定的G类或A类二级（含）以上的石膏或硬石膏。
    工业副产石膏：工业生产中以硫酸钙为主要成分的副产品。采用工业副产石膏时，必须经过试验，证明对水性能无害。

    4.2 粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料、粉煤灰
    符合GB/T203的粒化高炉矿渣，符合GB/T 2847 的火山灰质混合材料和符合GB/T 1596的粉煤灰。

    4.3 石灰石
    石灰石中的三氧化二铝含量不得超过2.5%。

    4.4 窑灰
    应符合JC/T 742 的规定。

    4.5 助磨剂
    水泥粉磨时允许加入助磨剂，其加入量不得超过水泥质量的1%，助磨剂须符合JC/T 667的规定。

    5 强度等级
    矿渣水泥、火山灰水泥、粉煤灰水泥强度等级分为32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。

    6 技术要求

    6.1 氧化镁
    熟料中氧化镁的含量不宜超过5.0%。如水泥经压蒸安定性试验合格，则熟料中氧化镁的含量允许放宽到6.0%。  
              
    注：熟料中氧化镁的含量为5.0%～6.0%时，如矿渣水泥中混合材料总掺量大于40%活火山灰水泥和粉煤灰硅水泥中混合材料掺加量大于30%，制成的水泥可不做蒸压试验。

    6.2 三氧化硫
    矿渣水泥中三氧化硫的含量不得超过40%。
    火山灰水泥和粉煤灰水泥中三氧化硫的含量不得超过3.5%。

    6.3 细度
    80um方孔筛筛与不得超过10.0%。

    6.4 凝结时间
    初凝不得早于45min，终凝不得迟于10h。

    6.5 安定性
    用沸煮法检验必须合格。

    6.6 强度
    水泥强度等级按规定龄期的抗压强度和抗这强度来划分，各强度等级水泥的各领期强度不得低于下表数值。     
 

强度等级	抗压强度		抗折强度
	3天	28天	3天	28天
32.5	10.0	32.5	2.5	5.5
32.5R	15.0	32.5	3.5	5.5
42.5	15.0	42.5	3.5	6.5
42.5R	19.0	42.5	4.0	6.5
52.5	21.0	52.5	4.0	7.0
52.5R	23.0	52.5	4.0	7.0

    6.7 碱
    水泥中碱含量按Na2O+0.658K2O计算值来表示。若使用活性骨料要限制水泥中得碱含量时，由供需双方商定。 

    7 试验方法

    7.1 氧化镁、三氧化硫和碱
    按GB/T 176进行。

    7.2 细度
    按GB/T 1345进行。

    7.3 凝结时间和安定性
    按GB/T 1346进行。

    7.4 压蒸安定性 
    按GB/T 750进行

    7.5 强度
    按GB/T 1767进行。但火山灰水泥进行胶砂强度检验的用水量按0.50水灰比和胶砂流动度不小于180㎜来确定。当流动度小于180㎜时，须以0.01的整倍数递增的方法将水灰比调整至胶砂流动度不小于180㎜。

    胶砂流动度试验，除胶砂制备按GB/T17671外，操作方法按GB/T2419进行。

    8 检验规则

    8.1 编号及取样 
    水泥出厂前按同品种、同强度等级编号和取样。袋装水泥和散装水泥应分别进行编号和取样。每一编号为一取样单位。水泥出厂编号按水泥厂年生产能力规定：
    120万t以上，不超过1200t为一编号；
    60万t以上至120万t，不超过1000t为一编号；
    30万t以上至60万t，不超过600t为一编号；
    10万t以上至30万t，不超过400t为一编号；
    10万t以下，不超过200t为一编号。

    取样方法按GB12573进行。当散装水泥运输工具的容量超过该厂规定出厂编号吨数时，允许该编号的数量超过取样规定吨数。

    取样应有代表性，可连续取，亦可从20个以上不同部位取等量样品，总量至少12㎏。
    所取样品按本标准第7章规定的方法进行出厂检验，检验项目包括需要对产品进行考核的全部技术要求。

    8.2 出厂水泥 
    出厂水泥应保证出厂强度等级，其余技术要求应符合本标准有关要求。

    8.3 废品与不合格品

    8.3.1 废品
    凡氧化镁、三氧化硫、除凝时间、安定性中任一项不符合本标准规定时，均为废品。

    8.3.2 不合格品
    凡细度、终凝时间中的任一项不符合标准规定或混合材料掺加量超过最大限度和强度低于商品强度等级的指标时为不合格品。水泥包装标志中水泥品种、强度等级、生产者名称和出厂编号不全的也属于不合格品。

    8.4 实验报告
    实验报告内容应包括本标准规定的各项技术要求及试验结果，助磨剂、工业副产石膏、混合材料的名称和掺加量，属旋窑和立窑生产。当用户需要时，水泥厂应在水泥发出之日起7天内寄发除28天强度以外的各项试验结果。28天强度数值，应在水泥出发之日起32天内补报。

    8.5 交货与验收

    8.5.1 
    交货时水泥的质量验收应可抽取实物试样以其检验结果为依据，也可以水泥厂同编号水泥的检验报告为依据。采取何种方法验收由买卖双方商定，应在合同或协议中注明。

    8.5.2 以抽取实物试样的检验结果为验收依据时，买卖双方应在发货前或交货地共同取样和签封。取样方法按GB12573进行，取样数量为20㎏，缩分为二等份。一份由卖方保存40天，一份由买方按标准规定的项目和方法进行检验。

    在40天以内，买方检验认为产品质量不符合本标准要求，而买方又有异议时，则双方应将卖方保存的另一份试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

    8.5.3 
    以水泥厂同编号水泥的检验报告验收为依据时，在发货前或交货时卖方在同编号水泥中抽取试样，双方共同签封后保存三个月；或委托卖方在同编号水泥抽取试样，签封后保存三个月。

    在三个月内，买方对水泥质量有疑问时，则买卖双方应将签封的试样送省级或省级以上国家认可的水泥质量监督检验机构进行仲裁检验。

    9 包装、标志、运输与贮存

    9.1 包装
    水泥可以袋装或散装，袋装水泥每袋净含量50㎏，但不得少于标志质量的98%；随机抽取20袋总质量不得少于1000㎏。其他包装形式由供需双方协商确定，但有关袋装质量要求，必须符合上述原则规定。

    水泥包装袋应符合GB 9774的规定。

    9.2 标志
    水泥袋上应清楚标明：产品名称，代号，净含量，强度等级，生产许可证编号，生产者名称和地址，出厂编号，执行和标准号，包括年、月、日。掺火山灰质混合材料的矿渣水泥还应标上"掺火山灰"的字样，包装袋两侧应印有水泥名称和强度等级。矿渣水泥的印刷采用绿色；火山灰和粉煤灰水泥采用黑色。

    散装运输适应提交与袋装标志相同内容的卡片。

    9.3 运输与贮存
    水泥在运输与贮存中不得受潮和混入杂物，不同品种和强度等级的水泥应分别贮运，不得混杂。