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水分測定儀在建筑石膏相組成分析中的應用
閱讀：906 發布時間：2019-8-17在熟石膏系統中，相組成是指獨立存在于混合料中的礦物成份，通常是指以半水石膏為主，含有過燒無水石膏和未*分解的二水石膏等的多組分的混合物。實踐表明，脫硫建筑石膏的各種性能與其內部半水石膏、可溶性無水石膏和殘存二水石膏三相的比例有關，相組成的研究對于合理利用脫硫建筑石膏、充分發揮其優異的工藝性能有著重要的意義。相分析就是運用各種物理化學的方法，定量測出石膏的三相成分。本文采用冠亞牌快速水分測定儀，對建筑石膏的相組成進行分析，并與標準方法進行對比，驗證冠亞牌快速水分測定儀在石膏三相分析中的實用性。
建筑石膏為何要進行相組成分析
在建筑石膏的工業生產中，要想獲得單一礦物成份的物料是很困難的，一般都是幾種材料的組合。在這些組合中各相含量的比例關系將極大地影響材料的工藝性能，不合理的比例關系將使材料工藝性能和物理性質變壞，甚至成為廢品。例如無水石膏太多，則材料工藝性能極不穩定，必須經陳化處理才能用，若二水石膏太多，或者凝結時間過快而無法成型，或者干脆不凝固而成為廢品。所以在生產過程，特別是燃燒設備試運行階段，需要隨時進行相分析，根據相分析的數值，調整工藝參數，以便獲得好的相組成。
建筑石膏相分析方法的基本原理
建筑石膏的主要成分二水石膏在常溫下是穩定相，但是隨著溫度的升高和外界條件的改變，可得到半水石膏、III型無水石膏及II型無水石膏，而它們在不同條件下水化情況也有差別。建筑石膏的相分析方法即根據其中各相所具有的水化或脫水的特性而制定的。
1、建筑石膏中的III型無水石膏。無水石膏具有強烈的吸濕性，可在95%酒精水溶液中水化成半水石膏，而半水石膏卻不能水化成二水石膏，因此可通過測定 III 型無水石膏在酒精水溶液中水化的增量來計算其含量。
2、建筑石膏中的半水石膏。測定脫硫建筑石膏在純水中的水化增量，為半水石膏和 III 型無水石膏形成二水石膏的總量，減去用上述原理測得的III型無水石膏的含量，即可計算出半水石膏的含量。
3、建筑石膏中殘留的二水石膏。用脫水的方法測定脫硫建筑石膏的脫水總量，減去半水石膏的脫水量，即可計算出二水石膏的含量。
試驗部分
本試驗分別使用國標烘箱法和冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀法，對建筑石膏相組成進行分析，對比試驗結果，驗證冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀在建筑石膏相分析中的實用性。
A 烘箱法
按照《GB/T 36141-2018建筑石膏相組成分析方法》中烘箱法（A法），對市售建筑石膏相組成進行分析，測試結果如下（測試時間包含烘干時間、冷卻時間、恒重時間，不包含靜置時間）：
相成分 | 測試次數 | 含量（%） | 測試時間 |
附著水 | 1 | 0 | / |
2 | 0 | / | |
3 | 0 | / | |
平均值 | / | 0 | / |
可溶性無水石膏 | 1 | 24.13 | 8.3h |
2 | 26.16 | 8.3h | |
3 | 27.89 | 8.3h | |
平均值 | / | 26.06 | 8.3h |
半水石膏 | 1 | 55.53 | 8.5h |
2 | 51.60 | 8.5h | |
3 | 52.42 | 8.5h | |
平均值 | / | 53.18 | 8.5h |
二水石膏 | 1 | 2.69 | 4h |
2 | 2.62 | 4h | |
3 | 2.86 | 4h | |
平均值 | / | 2.72 | 4h |
B 冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀法
試驗前的準備：設定水分儀溫度，放入稱量盤進行加熱干燥。而后將稱量盤放入保干器中作干燥貯藏至使用時。樣品稱重之前防止吸附水分很重要，而且取樣和稱重的時間間隔須盡可能地短。
①附著水與 III 型無水石膏含量的測定。設定水分儀溫度，清零，記錄空樣品盤質量M01，用水分測定儀稱取適量試樣，至 0.001 g，放入水分儀稱量，記錄質量M1，加入適量95%乙醇溶液，試樣靜置10min后放入設定好溫度的水分測定儀，烘干至恒重，記錄此時的試樣重量M2。
當M1＞M2 時：附著水含量 Wa1＝（M1－M2）/（M1-M01）×100%；III 型無水石膏含量WA1＝0；
當M1＜M2時：吸附著水含量 Wa1＝0；則：
III型無水石膏含量
WA1＝15.11×（M2-M1）/（M1-M01）×100%；
（注：以上分析試樣中，附著水和 III 型無水石膏二者只能有一，因為無水石膏極易吸收水分，因此有附著水就不會有無水石膏）
②半水石膏含量的測定。設定水分儀溫度，清零，記錄空樣品盤質量M02，用水分測定儀稱取適量試樣，至 0.001 g，放入水分儀稱量，記錄質量M3，加入適量蒸餾水，浸泡2h后，放入設定好溫度的水分測定儀，烘干至恒重，記錄此時的試樣重量M4。
試樣水化后的質量變化量
C1＝（M4-M3）÷（M3-M02）×100%；
當M1＞M2 時：
半水石膏WHH2＝5.37×（C1+Wa1）×100%；
當M1＜M2時：
WHH2＝5.37×（C1－0.265×WA1）×100%；
③二水石膏含量的測定。設定水分儀溫度，放入樣品盤后清零，稱取適量試樣，至0.001g，放入水分測定儀，烘干至恒重，記錄終水分讀數C2。
當M1>M2 時：二水石膏含量
WDH2＝4.78×［（C2－Wa2）－0.062×WHH2］×100%；
當M1<M2時：二水石膏含量
WDH2＝4.78×（C2－0.062×WHH2）×100%。
冠亞牌快速水分測定儀測試結果如下（測試時間指水分儀工作時間，不包含靜置時間）：
相成分 | 測試次數 | 含量（%） | 測試時間 |
附著水 | 1 | 0 | / |
2 | 0 | / | |
3 | 0 | / | |
平均值 | / | 0 | / |
可溶性無水石膏 | 1 | 23.56 | 1925s |
2 | 26.95 | 2186s | |
3 | 27.06 | 1954s | |
平均值 | / | 25.86 | 2022s |
半水石膏 | 1 | 53.76 | 2458s |
2 | 53.65 | 2286s | |
3 | 53.98 | 2402s | |
平均值 | / | 53.80 | 2382s |
二水石膏 | 1 | 2.71 | 198s |
2 | 2.88 | 253s | |
3 | 2.83 | 205s | |
平均值 | / | 2.81 | 219s |
結果與討論
⑴ 從圖1可以得出結論：使用冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀進行石膏三相分析，得出的數據與國標烘箱法保持一致，水分儀測試數據具有可靠性；
⑵ 從圖2可以得出結論：使用冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀進行石膏三相分析，測試時間遠遠*于國標烘箱法，極大的提高石膏三相的分析效率；
⑶ 冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀具有快速、、簡便等優點，應用在石膏企業可以極大的提高石膏三相的生產效率，有利于企業控制產品質量，提高經濟效益。