水泥工艺技术实验指导书

水泥工艺技术实验指导书《水泥工艺技术》实验须知一、实验目的及要求水泥工艺实验是水泥工艺技术课程重要的实践教学环节。实验既是课程的重要组成部分，也是学习和研究的重要方法。通过实验：1、使学生增加感性认识，验证所学理论知识；2、熟悉仪器原理、性能和操作方法，掌握基本的试验方法；3、进行科学研究的基本训练，培养分析问题和解决问题的能力。为了达到上述目的，要求学生做到以下几点：1、认真阅读实验指导书，了解实验目的、内容及操作程序；2、在老师的指导下，独立、全面、规范地完成实验内容，详细做好实验记录；3、按要求整理实验数据，填写好实验报告。二、实验要求1、实验分小组进行，每组安排一位小组长，负责组织、协调实验的有关工作；2、岩相实验分两大组，每人独立完成实验，工艺实验分三组，3、对实验规定的内容，小组成员要积极参与，分工协作，实验报告独立完成。三、实验室规定为了加强实训中心的建设和管理，确保实训（实验）教学质量和实训（实验）教学改革方案顺利进行，使学生能够养成良好的实训（实验）习惯，达到全面提高学生整体素质的目的，对进行实训（实验）的学生特定如下守则。第一条学生应按照课程教学要求为，准时上实训（实验）课，不准迟到、早退、无故缺席。第二条树立良好的学风。实验前认真预习，力争目的明确，原理清楚，方案可行；认真听讲，积极思维；实验中头脑清楚，细致观察，仔细操作，严谨求实，勇于创新；按时完成实验，结果合理可靠；原始记录真实完整；按时交实验报告，内容简明，数据完整，字迹清楚，讨论就实验质量、实验成功失败要点、发现的问题等具体深入展开；第三条进入实训（实验）室必须着装整齐，不准穿拖鞋进入实训（实验）室；第四条实训（实验）室内不准聊天、进食、喧哗和打闹，不准抽烟、随地吐痰和乱扔纸屑杂物；第五条实训（实验）过程中的废料必须倒入指定的地点，不准随意排放；第六条爱护实训（实验）器材，节约实训（实验）材料，使用仪器设备时要严格遵守操作规程。仪器设备发生故障、损坏、丢失应及时报告指导教师，并按学院有关规定进行处理；第七条在指定位置进行指定项目的实训（实验），不准擅自离岗、窜岗。非本次实训（实验）所用仪器设备，未经允许不准动用；第八条实训（实验）时应精心操作，细心观察现象，认真记录，原始记录要真实完整，不准随意涂改，所得数据必须经指导教师签字认可。实训（实验）结束后认真清理实训（实验）器材，将仪器恢复原状，经检查批准后方可离开实训（实验）室；第九条实训（实验）时必须注意安全，严格遵守《实训（实验）室安全卫生管理制度》，防止人身和设备事故的发生；第十条凡违反上述规定者，指导教师和检查人员可终止其实训（实验），成绩以零分计。若造成其他后果，肇事者必须按规定进行赔偿并写出书面检查，还将视情节轻重和认识态度进行进一步处理。实验一光片的制备一、目的要求1、了解光片的制作过程；2、初步掌握制片基本技术；3、至少做一个熟料光片二、实验用具1、铁锤、光片模具、电炉、瓷坩埚、机油、油刷、滤纸；2、磨片机、磨片玻璃板；3、抛光机、抛光板；4、100#~1000#金刚砂（SiC）、抛光粉（Al2O3）；5、硫磺粉；6、反光显微镜三、实验内容及方法1、将光片模具内薄薄涂一层机油；2、用铁锤将水泥熟料或敲成小块（约3~5mm），取3~5粒均匀分散置于光片模具底部；3、将盛有硫磺粉的瓷坩埚放在电炉上加热至硫磺熔融；4、将熔融硫磺倒入光片模具中（注意勿冲乱原来矿粒位置），待硫磺冷却凝固后，脱模出来即成光片；5、将脱模后的光片在玻璃板和磨片机上用金刚砂加水进行粗磨—中磨—细磨，至光片表面平整，磨痕细而均匀为止；6、将磨好的光片在抛光机或抛光板上用抛光粉加滴无水乙醇反复抛光以除去表面磨痕，使之2光滑如镜，无明显擦痕，在300倍镜下可见矿物大致轮廓，则光片制成。四、实验要求在教师指导下，每个学生至少制作合格光片一块。五、思考题1、制作光片的关键步骤有哪些？2、绘出光片制作工艺过程的框图。实验二反光显微镜的构造与调节一、目的要求1、熟悉反光显微镜的原理、构造、附件、用途及使用须知；2、学会反光显微镜的调节与校正；3、学会反光显微镜的维护保养。二、实验用具1、XJP-100型单目倒置金相显微镜；2、擦镜纸；3、光片（已抛光浸蚀好）。三、实验内容及方法（一）宣读《岩相实验室规则》和《反光显微镜使用须知》，教育学生自觉遵守；（二）结合挂图及实物，了解反光显微镜的光学系统和工作原理；（三）在教师讲解的基础上，对照实物详细了解XJP-100型金相显微镜的各部构造名称、附件、用途及维护保养。（四）反光显微镜的调节与矫正1.安装：（1）.物镜：将物镜从塑料盒中取出，按顺时针方向，从低倍到高倍依次旋入转换器螺纹上。（2）.接通电源：把光亮度调节旋钮置于光亮度最低位置，将显微镜电源插头插在接线电源插座上，将电源开关按到“ON”的位置，移动光亮度调节钮，可获得各种照明亮度。（3）.检查灯丝中心：将毛玻片置于孔径光栏上，孔径光栏开大，可见到毛玻片上有灯丝光斑，此光斑应基本位于孔径光栏中心，否则，则需略移照明灯泡高低、左右的位置直至灯丝光斑基本位于孔径光栏中心为止。进行完此步骤后，将毛玻片移出光路，在正常的显微观察时，毛玻片会影响成像衬度，少用。（4）.目镜：将目镜插入目镜筒。2.操作：（1）.光亮度调节钮的操作：在开启电源之前，应把光亮度调节旋钮置于光亮度最低位置，以避免大电流直接冲击照明灯泡，在开启电源后，在慢慢推进光亮度调节钮，直到所需亮度为止。关机时也应将光亮度调节钮退至最低位。（2）.孔径光栏不是由于调节视场亮度，其大小直接影响物镜的像质，所以应根据物镜不同倍率，调节光栏孔径大小以得到最佳像质为度。（3）.在调节过程中，若发现支架自动下滑，可将右手轮内侧滚花紧圈，顺时针方向旋转（可略加力）直到上述现象消失。（4）.调节焦距：将试样置于载物台中间，先用10倍物镜观察，眼看物镜头，顺时针方向（右手）旋转粗调手轮，使支架上升，至物镜与矿物仅有一缝之隔时，再眼看目镜筒，转动粗动手轮使支架下降少许，当视域中见到物像并较清楚时，再缓缓转动微调螺丝升降物镜至物像完全清晰为止。依次转换至其它高倍物镜时，只需使用微动手轮来调焦。调换倍率时，转换器上的滚花齿纹是操作者手接触的位置。四、反光显微镜使用须知1、反光显微镜是一种精密而较贵重的光学仪器，使用时务必爱护，谨慎小心，严防损坏；2、仪器使用前必须进行检查：（1）检查镜身各部件是否完好，如有损坏应立即报告老师；（2）按所附登记簿中《仪器情况一览表》清点附件，若有不符或损坏须立即报告教师；3、使用显微镜时，务必严格遵守操作规程，非本次实验所需物品、附件一律不得动用；4、显微镜各种零件、螺丝严禁拆卸，使用中若发生故障，应立即报告教师处理；5、显微镜各种附件（镜头等）及实验用光片等，应严防坠地、跌落、随意放置或夹在书内，用毕立即放回原处；6、显微镜镜头等附件若有污染，必须用专备擦镜纸擦拭，切勿用手或其它纸张擦拭；7、显微镜搬动时，必须轻拿轻放，防止震动；8、显微镜接通电源前，须将亮度调节开关推到最低端；9、显微镜使用完毕后，必须再次检查，清点附件，放回原处，装箱或罩好后方能离室，若有损失情况，应立即报告教师，不得隐瞒；10、显微镜使用中，若发生责任事故损失，需视情节、态度，按学校规定赔偿。五、思考题1、反光显微镜的工作原理是什么？2、叙述反光显微镜的使用步骤？实验六石膏最佳掺量的确定一、目的要求：1、了解石膏的的作用。2、学会确定石膏最佳掺量的方法。二、原理1、石膏的作用：（1）缓凝剂：一般水泥熟料中C3A含量较高，若不加缓凝剂，在使用时加水拌和后，很快就会凝结而无法施工。掺加适量石膏就可以控制水泥的水化速度，调节凝结时间。（2）提高水泥的早期强度：石膏属于矿渣的硫酸盐激发剂，能加速矿渣水泥的硬化过程。如果在一定范围内提高石膏掺入量，有利于激发矿渣活性，生成较多的钙矾石，使水泥石结构致密，强度增加。（掺量过大时，将引起水泥的安定性不良。）（3）改善水泥的某些性能：如掺适量石膏可以降低干缩变形，改善水泥的耐久性。2、确定石膏掺量时应考虑：（1）石膏掺量对凝结时间的影响：石膏掺量过多或过少都不得会导致不正常凝结。一般情况下，石膏还不至于多到造成快凝，但其掺量增大到一定程度时，对凝结时间的影响便会变得很小，如图所示：（见《水泥工艺学》P224图9.3）当SO3掺量小于1.3%时，石膏掺量过小，水泥会产生快凝，进一步增加SO3含量时，石膏才出现明显的缓凝作用，但SO3掺量超过2.5%以后时，凝结时间增长很少。（2）石膏掺量对不同龄期的强度、水泥安定性的影响。3、影响石膏掺量的因素：（1）石膏的种类：表各种硫酸盐的溶解度、溶解速度与缓凝作用石膏种类分子式溶解度（g/L）相对溶解速度相对缓凝作用半水石膏CaSO4·0.5H2O6快很强烈二水石膏CaSO4·2H2O2.4慢较强烈可溶性无水石膏CaSO4·0.001~0.5H2O6快很强烈天然无水石膏CaSO42.1最慢弱石膏的溶解速度越慢，其掺量（以SO3计）应越多。绘制2、（2）熟料中SO3含量：当熟料中SO3含量较高时，要相应减少石膏掺量。（3）熟料中C3A含量：C3A含量高，石膏掺量应相应增加，反之则减少。（4）水泥细度：相同矿物组成的水泥，若增大细度，其比表面积增大，水化加快，则应适当增加石膏掺量。（5）混合材料的品种和掺量：水泥中掺加不同种类和数量的混合材料时，其石膏掺入量也不一样。如采用矿渣作为混合材料时，可适当增加石膏掺量。（6）水泥中碱含量：水泥中碱含量较高时，其凝结时间加快，应适当增加石膏掺量。4、确定最佳石膏掺量的方法：做强度、凝结时间、安定性的试验。三、实验用材料和用具：1、材料：硅酸盐水泥熟料、石膏、粒化高炉矿渣、标准砂、水2、仪器：天平、试验小磨、0.9mm及0.08mm标准筛、负压筛析仪、凝结时间测定仪、净浆搅拌机、称量器皿、玻璃板（100mm×100mm）、沸煮箱、胶砂搅拌机、胶砂振动台、抗压试验机、抗折试验机、试模、刮平刀、水泥样桶四、实验步骤：1、确定配比：2、称量：按计算的结果用天平称量熟料、石膏、矿渣，倒入试验小磨中。3、粉磨：用试验小磨磨45分钟。倒出后用0.9mm方孔筛筛析，再搅拌均匀，装入样品桶，贴上标签。4、测定水泥的细度：干筛法、水筛法、负压筛法三种方法任选一种。5、测定水泥中SO3的含量：6、测定水泥的安定性：用沸煮法检验。7、测定标准稠度用水量：用固定水量法。8、测定凝结时间：9、测定水泥的强度：用ISO法。以上实验步骤按水泥物理检验方法中的规定进行。五、实验记录：水泥的凝结时间、强度与SO3含量之间的关系曲线图，确定石膏的最佳掺量六、思考题：1、石膏的作用？2、确定石膏掺量时，要考虑哪些因素？实验三硅酸盐水泥熟料的观察一、目的要求1、学会在反光显微镜下观察硅酸盐水泥熟料的方法；2、学会光片的浸蚀；3、认识组成硅酸盐水泥熟料的主要矿物。二、实验用具1、反光显微镜；2、水泥熟料光片；3、抛光粉（Al2O3粉）；4、抛光机、抛光板；5、无水乙醇（分析纯）；6、浸蚀剂：蒸馏水、1%氯化铵水溶液和1%硝酸酒精溶液；7、滤纸及擦镜纸；8、电吹风机。三、实验内容及方法（一）光片的抛光将磨好的光片在抛光机或抛光板上用少量抛光粉加无水乙醇进行抛光以除去表面磨痕。反复抛光，直至光片表面光滑如镜，镜下观察无明显划痕并可见矿物大致轮廓时为止。（二）光片的浸蚀1、浸蚀剂及浸蚀条件抛光好的光片，其矿物表面仍覆盖着一层约千分之几毫米厚的非晶质薄膜，使晶体的轮廓界限及显微结构分辨不清，需用适当的浸蚀剂作用于光片的表面，先使非晶质薄膜溶解，进而引起矿物表面不同程度的溶解或生成带色彩的沉淀，方能显现出矿物的清晰轮廓及显微结构特征。常用的浸蚀剂和浸蚀条件如下表所示。（三）观察认识组成硅酸盐水泥熟料的主要矿物1、观察含方镁石的熟料光片将光片抛光好后，不需浸蚀，直接置于反光显微镜下观察。方镁石（MgO）的特点是：晶体呈圆粒状或多角形，周边有暗影，突起高，浅粉红色。观察时宜适当缩小视场光阑。2、观察含游离氧化钙较高的熟料光