浅谈溶解热法检测中热水泥水化热操作技巧

刘向黎张健

摘要：本文结合云南小湾水利水电工程水工混凝土所用中热硅酸盐水泥，着重讨论《溶解热》法检测中热水泥水化热的过程中的操作技巧。

关键词：中热硅酸盐水泥；水化热；操作技巧

Abstract: This paper combine with moderate heat Portland cement used in Yunnan Creek Water Conservancy and hydropower engineering hydraulic concrete, focuses on" heat of dissolution method" hot water slurry heat in the process of operation skills.

Key words: moderate heat Portland cement; hydration heat; operation skill

中图分类号：TQ172.73文献标识码：A 文章编号：

工程概况：

小湾水电站位于云南省西部南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段与支流黑惠江交汇后下游1.5km处，系澜沧江中下游河段规划八个梯级中的第二级。

小湾电站是国家重点工程和云南省实施国家西部大开发、“西电东送”战略的标志性工程，以发电为主，并兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合效益。该工程由混凝土双曲拱坝（坝高292m）、坝后水垫塘及二道坝、左岸两条泄洪洞及右岸地下引水发电站组成。大坝建成后将形成总库容151.32×108m3，有效库容98.95×108 m3，水库正常蓄水位1240m的多年调节水库,电站的装机容量420万KW。泄水建筑物由坝顶五个开敞式溢流表孔、六个有压深式泄水中孔和左岸两条泄洪洞及坝后水垫塘及二道坝等部分组成。引水发电系统布置在右岸，为地下厂房方案。由竖井式进水口、埋藏式压力管道、地下厂房（长326m×宽29.5m×高65.6m）、主变开关室(长257m×宽22m×高32m)、尾水调压室（长251m×宽19m×高69.17m）和两条尾水隧洞等建筑物组成。

小湾水利水电工程所用水泥为云南省大理白族自治州祥云县清华洞水泥厂提供的P.MH42.5中热硅酸盐水泥以及云南滇西红塔水泥股份有限公司提供的P.MH42.5中热硅酸盐水泥。

一、中热水泥的定义、技术指标、水化热和使用范围

１、中热水泥的定义

中热硅酸盐水泥：以适当的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的具有中等水化热的水硬性胶凝材料，称为中热硅酸盐水泥（简称中热水泥）代号P.MH。根据其3d和7d的水化放热水平及28d强度分为425和525两个等级。

２。中热水泥的技术指标

（１）强度

各龄期强度不得低于表中数值。单位MPa。

（２）水化热

各龄期水化热不得超过表中数值。单位KJ/kg

3。中热水泥的特点

中热水泥各项技术指标稳定性高，后期强度增进率高，自身具有微膨胀效应，保水性强，抗渗好，水化热低，低碱含量，抗硫酸盐性能强，干缩低，耐磨性能好与混凝土外加剂的适应性好。

４。中热水泥的适用范围

中热水泥适用于水利工程，大坝工程，大溢流面或者大体积建筑物的表面和水位变动区等部位。特别是对水泥早期水化热要求高和抑制碱骨科反应十分严格的工程。中热水泥是小湾工程水工混凝土的主要胶凝材料。

二、水化热的定义以及水泥水化放热特性对混凝土的影响

水泥在水化过程中所放出的热量，称为水化热。水泥的水化热的大部分是在水化初期7天内放出的，然后逐渐减少。水泥的水化热的大小以及放热的速度，主要决定于水泥熟料的矿物组成和细度等。通常强度高的水泥，水化热较大。水泥的这种放热特性，对大体积的混凝土建筑物是不利的。而影响混凝土发生裂缝的主要因素之一就是温度应力，在混凝土浇筑初期，水泥水化放热，使混凝土内部温度升高，产生内表温差，在混凝土的表面产生拉应力，导致表面裂缝，当温度骤降的时候更容易发生。

通过以上对中热水泥特性的了解，本人根据GB/T12959-2008《水泥水化热测定方法（溶解法）》着重探讨减少操作误差的操作技巧。

1、温度

规范对参与计算的温度数值，在实际的操作过程中都有明确的规定。这就要求我们在开展本次试验前必须对其温度进行人为的控制，确保室温和水槽温度分别为20±1°C和20±0.1°C。

工作间应该保持相对封闭状态，关闭好门窗，必要时要在门窗易透风的地方增设保温板材，然后按要求温度开空调制热或者降温。试验前先将水槽加满水，打开温度调节器，然后开循环水泵。在温控设备调节器不满足温控要求时，需人为的递加热水或者冰水，搅拌均匀后，用温度计在两个保温桶附近择点进行测试，使温度控制在要求范围内。

2、仪器设备

（1）、广口保温瓶

试验前应对广口保温瓶进行必要的自检,方法如下：

a：用25°C的蒸馏水将保温瓶内壁清洗三遍，使其受热均匀。

b：然后用高于室温5°C的热水倒入保温瓶，盖好盖子。

c：在插上温度计,用皮塞将左右两边的孔堵死。读出此时的温度，然后30 min后读出相应温度。用温差除以30 min，其计算方法为：下降的温度/30min×(水温-室温)，结果不得大于0.001°C / min。

(2)、 贝克曼温度计

GB/T12959-2008 第 3.1.4 规定： 贝克曼温度计插入酸液部分必须涂以石蜡或其他耐氢氟酸涂料； 第3.1.5 规定： 试验前保温瓶内壁用石蜡或其他耐氢氟酸腐蚀的涂料涂覆。实践中发现，保温瓶内壁和贝克曼温度计尾部涂上石蜡后， 操作 5～10 次就有部分石蜡涂层脱落， 尤其是保温瓶口和贝克曼温度计尾部，保温瓶口在塞入软木塞时以及贝克曼温度计尾部在插入时容易造成石蜡涂层脱落， 往往造成刚刚标定好热量计，还没有进行水泥溶解热测试， 所标定的热量计已经不准确了， 必须重新涂蜡并标定， 如果错过了设定的水泥水化龄期，还必须重新制作水泥试样，重新测定此时未水化水泥的溶解热。因为我们条件有限所以采用的是石蜡。

使用贝克曼温度计时，校正分为毛细孔径的校正、平均分度值得校正、基点温度的校正三个步骤。

校正方法如下：

a：标定前先将水银吸入水银存囊处。

b:用烧制一定温度的石蜡均匀连续的涂在温度计的感温处，不宜过厚以免影响感温处的灵敏度。

c：用手握住感温处使水银上升与水银囊处相连，将温度计挂在室内，使水银在室温下自然下降，将水银尽可能的吸入感温处，一般为0.1左右。

d:用14.5°C的水进行零点的标定，应将数值控制在0.4以下，读数。

e：标定时读数之间相差不超过0.015，连续读数5次，计算平均值，用水温减去平均值则为此温度计的零点。

注： 当使用量热温度计时无需进行零点的标定。

（3） 、酸液搅拌棒

根据溶解热的测定原理可知， 溶液系统的热量主要来自于水泥及胶凝材料组成矿物的溶解热，而外界传入的热量和搅拌装置摩擦产生的热量对最终的测定结果影响较大。我们曾经遇到最终 2 次（40min） 读取温度差高达 0.169℃的情况， 其搅拌装置已经连续运转 145min， 连续运转时间太长容易使搅拌装置摩擦生热量太大。GB/T12959-2008 第 5.1.2 规定： 移动酸液搅拌器悬臂夹头致使对准内筒中心孔，并将搅拌器夹紧。我们认为酸液搅拌棒应与法兰盘中心孔同轴， 而且宜涂抹耐磨润滑材料， 以免摩擦产生太多的热量传入溶液系统中，造成最终测试结果的偏差。并且每次插入酸液的部分搅拌棒长度保持一致， 以保证测量系统的热容量一致。