水泥生产技术与设备实验教学大纲

《水泥生产技术与设备》实验教学大纲
实验课程编码：I0290114
学时：16
学分：1
适用专业：无机非金属材料工程
先修课程：大水泥工艺学，水泥与混凝土化学，复合材料概论，粉体工程，无机材料物理化学，混凝土生产技术与设备，水泥生产技术与设备，水泥与混凝土性能检测技术
考核方式：考查
一、实验课程的性质与任务
二、实验项目（这里面有17学时的水泥实验，你可以再加6学时的大型仪器仿真实验）
项目一、水泥实验
实验一水泥细度检验（1学时）
一. 实验的目的和要求
水泥的物理力学性质都与细度有关，因此进行水泥细度实验使同学们更好的了解水泥的性能和细度的关系。

二. 实验内容或原理
实验采用负压筛法测定。

首先称取水泥试样25g倒入符合GB1345-91要求的负压筛内；调节负压至4000-6000Pa范围内，开动筛析仪连续筛析2min；期间如有试样附在筛盖上，可轻轻敲击，使试样落下。

筛毕，用天平称量筛余物。

实验二水泥安定性检验（2学时）
一. 实验的目的和要求
检验水泥硬化后体积变化是否均匀，是否因体积变化而应起膨胀、裂缝或翘曲。

二. 实验内容或原理
雷氏夹试件的制备是将雷氏夹放在已稍擦油的玻璃板上，并立即将按标准稠度用水量拌和净浆装满试模，然后摸平，盖上少擦油的玻璃板，立即将试模移至湿气养护箱内养护24h±2h。

脱去玻璃板取下试件，先测试件指针尖端的距离A，精确到0.5mm,接着将试件放入沸煮箱在30min±5min内加热至沸,并恒沸3h±5min。

沸煮结束，测量针尖的距离C，当C-A的平均值不大于5mm时，即安定性合格。

实验三水泥水泥标准稠度用水量测定（2学时）
一. 实验的目的和要求
水泥的凝结时间和安定性都与用水量有关，为了消除实验条件的差异而有利于比较，水泥净浆必须有一个标准的稠度。

本实验的目的就是测定水泥净浆达到标准稠度时的用水量，以便为进行凝结时间和安定性试验做好准备。

二.实验内容或原理
实验前必须检验搅拌机是否正常用转。

水泥净浆搅拌机的搅拌叶片、搅拌锅必须用湿布先擦一遍。

实验时应先将水泥装入搅拌锅内，在搅拌机开始搅拌时再慢慢加水。

搅拌结束后，立即将搅拌好的水泥浆装入试模内，放到水泥标准稠度测定仪上测其试锥的沉入度。

沉入度在28±2范围内，其拌合用水量即为该水泥的标准稠度用水量。

实验六水泥与外加剂相容性试验（2学时）
一. 实验的目的和要求
掌握水泥各种技术性质定义，进一步了解外加剂对水泥强度和水泥与外加剂相容性的实验方法。

二. 实验内容或原理
水泥和外加剂作为混凝土的主要组分,有时候尽管所用的水泥与高效减水剂的质量都符合国家标准,但配置出的拌合物不理想。

拌合物的工作性能不佳,极有可能影响混凝土强度从而导致严重的工程质量事故和重大经济损失。

这时需要考虑水泥与减水剂相容性：使用相同减水剂或水泥时，由于水泥或减水剂的质量而引起水泥浆体流动性、经时损失的变化程度以及获得相同的流动性减水剂用量的变化程度。

一般需要测定在推荐减水剂添加剂量的减水效率、对凝结时间影响、混凝土坍落度损失速率以及对强度的影响。

试验可以用标准水泥砂浆或拟使用的混凝土进行，对比同砂浆流动度或同混凝土坍落度条件下，测定减水剂的减水率，以及对凝结时间、坍损速率、强度的影响，看是否满足所有使用要求，判断是否相容。

实验七水泥熟料中游离氧化钙的测定（2学时）
一. 实验的目的和要求
1.了解无机材料水泥的组分及游离氧化钙对水泥质量的影响。

2.掌握水泥熟料中游离氧化钙的测定原理。

3.熟悉滴定分析在无机材料性能测试中的应用。

二. 实验内容或原理
在水泥熟料燃烧过程中，由于原料的成分与结构、生料配比、细度、均匀性以及熟料煅烧温度、时间和冷却制度等因素的影响，有少量的CaO没能与酸性氧化物SiO2、Al2O3和Fe2O3等结合形成矿物，而以游离状态存在，称之为游离氧化钙(f-CaO)。

f-CaO含量直接表明了熟料煅烧质量的好坏，f-CaO的存在不同程度地影响水泥的安定性和其他性能，因而是生产质量控制的主要项目之一，另外，在评价生料易烧性时，f-CaO也是一个重要指标。

水泥熟料中的游离氧化钙可用化学分析方法和显微分析方法测定。

化学分析方法是采用适当的溶剂如甘油乙醇溶液或乙二醇溶液等萃取氧化钙，使其生成相应的钙盐，再用苯甲酸标准溶液或盐酸标准溶液滴定所生成的钙盐，根据所消耗的标准溶液的浓度和体积，计算出试样中的(f-CaO)含量。

实验八硫酸钡重量法测定水泥中三氧化硫含量（2学时）
一. 实验的目的和要求
1．了解晶形沉淀的沉淀条件、原理和沉淀方法。

2．练习沉淀的过滤、洗涤和灼烧的操作技术。

3．测定水泥中三氧化硫的含量，并用换算因数计算测定结果。

二. 实验内容或原理
测定硫酸根所用的经典方法，是采用Ba2+离子将SO42-离子沉淀为BaSO4，沉淀经过滤、洗涤和灼烧后，以BaSO4，形式称量，从而求得S、SO3或SO42-离子含量。

实验九勃氏法测定水泥比表面积（2学时）
一. 实验的目的和要求
通过本实验，使学生掌握如何使用勃氏法测定水泥、粉煤灰的比表面积及比表面积2000cm2/g到6000cm2/g范围的其他各种粉状物料。

二. 实验内容或原理
本方法主要是一定量的空气通用具有一定空隙率和固定厚度的水泥层时,所受阻力不同而引起的流速的变化来测定水泥的比表面积,在一定空隙率的水泥层中,空隙的大小和数量是颗粒尺寸的函数,同时也决定了通用料层的气流和速度。

实验十水泥密度测定（2学时）
一. 实验的目的和要求
学会测定水泥密度的基本方法，并且学会测定水泥密度相关数据的处理方法。

二. 实验内容或原理
将水泥倒入装有一定量液体介质的李氏瓶内，并使液体介质充分地浸透水泥颗粒。

根据阿基米德定律，水泥的体积等于它所排开的液体体积，从而算出水泥单位体积的质量即为密度，为使测定的水泥不产生水化反应，液体介质采用无水煤油。

实验十一水泥干缩性试验（2学时）
一. 实验的目的和要求
1.测定水泥胶砂干缩率，评定水泥干缩性能；
2.掌握测定干缩性的原理和方法。

二. 实验内容或原理
水泥砂浆和混凝土在水化与硬化过程中，由于水泥浆体中水分蒸发会引起干燥收缩，
或者由于空气中含有一定比例的CO2，在一定相对湿度下使水泥硬化浆体的水化产物(例如Ca(OH)2，水化硅(铝)酸钙，水化硫铝酸钙)分解，并放出水分而引起碳化收缩，以及由于温度变化会引起冷收缩等。

采用两端有球形钉头的25mm×25mm×280mm的1：2胶砂试体，在一定温度、一定湿度的空气中养护后，用比长仪测量不同龄期试体的长度变化，以确定水泥胶砂的干缩性能。

三、实验报告要求
为了阶段性学习的需要，我们将实验报告分为预习报告、课上记录和课后报告三部分。

实验课前必须做书面预习报告，实验课上请老师审阅。

无预习报告或预习报告不合格者不准上实验课。

1.预习报告包含下列内容：
1)实验名称；
2) 实验目的；
3) 实验原理：主要原理公式及简要说明“主要是公式适用条件、以及如何在实验过程中得以保证”（不得抄书）；
4) 实验仪器：实验主要仪器的名称、型号及主要技术参数（测量范围和仪器误差）；
5) 实验内容：实验内容提要（不得抄书）；
6) 注意事项；
7) 预习思考题回答；
8) 实验数据记录表格。

2．课上记录包含下列内容:
1) 实验中的现象和处理；
2) 数据记录（表格化记录、不得用铅笔、经教师签字）。

3．课后报告包含下列内容：
1) 数据处理；
（1）测量的原始数据和多次重复性简单计算的数据尽量一起列成表格，并注意数据的有效数字位数；
（2）单次测量的数据要同时标出不确定度；多次测量的数据求出平均值后，同时求出不确定度，并标在平均值后面；
（3）较复杂的间接测量的计算要有计算过程，计算过程包括依据的公式、列出数式和得出结果。

并同步计算不确定度；
（4）正确写出最后的实验结果；
（5）数据和不确定度都要有单位，且单位要统一（原始数据的单位用仪器读数的单位，计算时统一换成通用的国际单位）；
2) 结果的分析讨论：
包括实验结论，结论是否正确和其它结果比较是否合理，不合理问题在哪；结合实验中观察到的现象和得到的实验结果进行结果的可靠性讨论；进行结果分析；实验中现象处理的分析；包括误差影响因素讨论、系统误差修正等。

分析尽可能具体、定量或半定量，切忌空谈；实验方法讨论；实验的改进、提高，新的创见，问题解答等等。

课后报告与预习报告、课上记录构成一份完整报告。

四、考核方式
考核内容包括纪律考勤、实验原理、实验操作、实验数据处理和实验结果分析等，主要通过如下的方式进行考核及评分：
实验报告（含实验原理、实验注意事项、实验现象和实验数据处理、实验结果分析等），该项目占课程总分的70％；
实验课表现（含纪律、考勤、实验操作正确性等），该项目占总分的30％；
本课程最终成绩以优秀、良好、中等、及格、不及格五级评定（相应于百分制为：大于等于90分、80-89分、70-79分、60-69分、小于60分）。

五、教材和参考资料
1．教材：
《建筑材料检测实训指导》，谭平编著，中国建材工业出版社。

2．参考资料：
[1]《土木工程材料检测实训》，陈宝璠编著，中国建材工业出版社
[2]《建筑材料实训指导》孟祥礼编著，黄河水利出版社
[3]《建筑材料与检测技术综合实训与试验指导》，苑芳友编著，北京理工大学出版社
[4]《建筑材料检测实训指导书与实训报告》，王四清编著，中南大学出版社
[5]《无机非金属材料实验》(第二版)，伍洪标编著，化学工业出版社
执笔人：
教研室主任签字：
院长签字：
年月日。