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水泥壓蒸釜是專用于檢測(cè)水泥安定性(體積穩(wěn)定性)的高壓高溫設(shè)備，通過(guò)加速游離氧化鈣(f-CaO)和方鎂石(MgO)的水化膨脹反應(yīng)，預(yù)測(cè)水泥長(zhǎng)期使用中的潛在危害。其設(shè)計(jì)、操作和維護(hù)需嚴(yán)格遵循國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及壓力容器安全規(guī)范。
一、核心功能與原理
檢測(cè)目標(biāo)：
水泥中 游離氧化鈣(f-CaO) 和 方鎂石(MgO) 在硬化后緩慢水化產(chǎn)生體積膨脹(如：CaO + H?O → Ca(OH)?，體積膨脹約98%)，可能導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。
加速機(jī)制：
在 215.7°C ± 1.3°C 的飽和蒸汽壓(2.0MPa)下，將自然條件下需數(shù)月甚至數(shù)年的有害反應(yīng)壓縮至 3小時(shí) 內(nèi)完成。
判定標(biāo)準(zhǔn)：
壓蒸后水泥試件(25×25×280mm)的膨脹率 ≤0.80%(GB/T 750)為合格，否則存在安定性風(fēng)險(xiǎn)。
二、設(shè)備結(jié)構(gòu)詳解
| 組件 | 功能與技術(shù)要求 |
|---|---|
| 釜體 | - 材質(zhì)：高強(qiáng)度不銹鋼（如0Cr18Ni9），耐壓≥4MPa（設(shè)計(jì)安全系數(shù)≥3） - 容積：通常10-30L，內(nèi)置試件支架 |
| 釜蓋 | - 法蘭密封結(jié)構(gòu)，配 16-24組高強(qiáng)度合金螺栓（需對(duì)稱擰緊） - 集成安全聯(lián)鎖裝置，壓力未歸零時(shí)鎖死 |
| 加熱系統(tǒng) | - 底部電加熱管，帶PID控溫模塊 - 升溫速率：45-75分鐘達(dá)215.7°C |
| 溫度控制系統(tǒng) | - 鉑電阻（PT100）溫度傳感器，精度±0.1°C - 智能溫控儀：自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱功率，恒溫階段波動(dòng)≤±1.3°C |
| 壓力安全系統(tǒng) | 三重防護(hù)： 1. 壓力表（量程0-4MPa，精度1.6級(jí)） 2. 安全閥（起跳壓力2.3MPa） 3. 爆破片（爆破壓力2.5-2.8MPa，每年強(qiáng)制更換） |
| 輔助裝置 | - 水位計(jì)（控制加水量1000-1500mL） - 冷卻風(fēng)扇（降壓后輔助降溫） - 壓力自動(dòng)記錄儀（選配） |
三、操作流程
1.試件制備：
水泥凈漿試件養(yǎng)護(hù) 24h脫模 + 24h水中養(yǎng)護(hù)，測(cè)量初始長(zhǎng)度(L?)。
2.裝釜：
試件豎直置于支架，釜底加 蒸餾水(1000mL)，避免試件接觸水面。
3.密封與升壓：
對(duì)稱擰緊螺栓(分2-3次加力至規(guī)定扭矩)，啟動(dòng)加熱至 215.7°C(對(duì)應(yīng)壓力2.0MPa)。
4.恒溫保壓：
維持 215.7°C ± 1.3°C 持續(xù) 3小時(shí)(壓力波動(dòng)≤±0.05MPa)。
5.降壓冷卻：
關(guān)閉加熱，自然冷卻至室溫(約4-6小時(shí))，確認(rèn)壓力表歸零后開(kāi)釜。
四、維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)
| 項(xiàng)目 | 要求與周期 |
|---|---|
| 密封圈更換 | 硅膠圈每 3個(gè)月 更換，氟橡膠圈每 6個(gè)月 更換（高溫易老化） |
| 安全閥校驗(yàn) | 每 6個(gè)月 送至計(jì)量機(jī)構(gòu)校驗(yàn)，起跳壓力誤差≤±3% |
| 釜內(nèi)清潔 | 每月用 10%檸檬酸溶液 煮沸30分鐘除垢（水位需漫過(guò)加熱管） |
| 螺栓檢查 | 每次使用前檢查螺栓有無(wú)裂紋，預(yù)緊力需用扭矩扳手控制（如M24螺栓扭矩120-150N·m） |
| 控制系統(tǒng)校準(zhǔn) | 溫度傳感器每 3個(gè)月 用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶比對(duì)，壓力表每 1年 強(qiáng)制檢定 |
六、應(yīng)用場(chǎng)景與意義
1.工程預(yù)防：
大型水電工程(如大壩)、橋梁墩柱等大體積混凝土，避免因水泥安定性不良導(dǎo)致結(jié)構(gòu)裂縫。
2.質(zhì)量控制：
水泥廠出廠必檢項(xiàng)目，尤其適用于 鎂質(zhì)石灰石原料 或 煅燒工藝不穩(wěn)定 的生產(chǎn)線。
3.事故案例：
某高速鐵路橋墩因水泥MgO超標(biāo)(壓蒸膨脹率1.2%)，通車(chē)3年后出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，維修費(fèi)用超千萬(wàn)。
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