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水泥壓蒸釜是專用于檢測水泥安定性(體積穩定性)的高壓高溫設備，通過加速游離氧化鈣(f-CaO)和方鎂石(MgO)的水化膨脹反應，預測水泥長期使用中的潛在危害。其設計、操作和維護需嚴格遵循國家標準及壓力容器安全規范。
一、核心功能與原理
檢測目標：
水泥中 游離氧化鈣(f-CaO) 和 方鎂石(MgO) 在硬化后緩慢水化產生體積膨脹(如：CaO + H?O → Ca(OH)?，體積膨脹約98%)，可能導致混凝土開裂。
加速機制：
在 215.7°C ± 1.3°C 的飽和蒸汽壓(2.0MPa)下，將自然條件下需數月甚至數年的有害反應壓縮至 3小時 內完成。
判定標準：
壓蒸后水泥試件(25×25×280mm)的膨脹率 ≤0.80%(GB/T 750)為合格，否則存在安定性風險。
二、設備結構詳解
| 組件 | 功能與技術要求 |
|---|---|
| 釜體 | - 材質：高強度不銹鋼（如0Cr18Ni9），耐壓≥4MPa（設計安全系數≥3） - 容積：通常10-30L，內置試件支架 |
| 釜蓋 | - 法蘭密封結構，配 16-24組高強度合金螺栓（需對稱擰緊） - 集成安全聯鎖裝置，壓力未歸零時鎖死 |
| 加熱系統 | - 底部電加熱管，帶PID控溫模塊 - 升溫速率：45-75分鐘達215.7°C |
| 溫度控制系統 | - 鉑電阻（PT100）溫度傳感器，精度±0.1°C - 智能溫控儀：自動調節加熱功率，恒溫階段波動≤±1.3°C |
| 壓力安全系統 | 三重防護： 1. 壓力表（量程0-4MPa，精度1.6級） 2. 安全閥（起跳壓力2.3MPa） 3. 爆破片（爆破壓力2.5-2.8MPa，每年強制更換） |
| 輔助裝置 | - 水位計（控制加水量1000-1500mL） - 冷卻風扇（降壓后輔助降溫） - 壓力自動記錄儀（選配） |
三、操作流程
1.試件制備：
水泥凈漿試件養護 24h脫模 + 24h水中養護，測量初始長度(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：
對稱擰緊螺栓(分2-3次加力至規定扭矩)，啟動加熱至 215.7°C(對應壓力2.0MPa)。
4.恒溫保壓：
維持 215.7°C ± 1.3°C 持續 3小時(壓力波動≤±0.05MPa)。
5.降壓冷卻：
關閉加熱，自然冷卻至室溫(約4-6小時)，確認壓力表歸零后開釜。
四、維護保養要點
| 項目 | 要求與周期 |
|---|---|
| 密封圈更換 | 硅膠圈每 3個月 更換，氟橡膠圈每 6個月 更換（高溫易老化） |
| 安全閥校驗 | 每 6個月 送至計量機構校驗，起跳壓力誤差≤±3% |
| 釜內清潔 | 每月用 10%檸檬酸溶液 煮沸30分鐘除垢（水位需漫過加熱管） |
| 螺栓檢查 | 每次使用前檢查螺栓有無裂紋，預緊力需用扭矩扳手控制（如M24螺栓扭矩120-150N·m） |
| 控制系統校準 | 溫度傳感器每 3個月 用標準熱電偶比對，壓力表每 1年 強制檢定 |
六、應用場景與意義
1.工程預防：
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致結構裂縫。
2.質量控制：
水泥廠出廠必檢項目，尤其適用于 鎂質石灰石原料 或 煅燒工藝不穩定 的生產線。
3.事故案例：
某高速鐵路橋墩因水泥MgO超標(壓蒸膨脹率1.2%)，通車3年后出現網狀裂縫，維修費用超千萬。
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