大摻量煤渣和錳渣制備復(fù)合水泥的研究

試驗(yàn)利用礦渣和鋼渣作為配制復(fù)合水泥的輔助性膠凝材料,研究了礦渣、鋼渣細(xì)度和復(fù)合比例對(duì)復(fù)合水泥強(qiáng)度的影響,并從顆粒堆積和復(fù)合膠凝效應(yīng)的角度探討了礦渣-鋼渣在復(fù)合水泥中的作用機(jī)理。試驗(yàn)結(jié)果表明:在礦渣與鋼渣組成的復(fù)合體系中,礦渣細(xì)度決定了復(fù)合水泥的強(qiáng)度,礦渣越細(xì),復(fù)合水泥強(qiáng)度越高;在輔助性膠凝材料摻量一定的情況下,礦渣占的比例越高,復(fù)合水泥的強(qiáng)度越高;在適宜的復(fù)合比例下,用礦渣和鋼渣混合配制的復(fù)合水泥28d抗壓強(qiáng)度高于純水泥的28d抗壓強(qiáng)度。

在復(fù)合水泥生產(chǎn)過程中,引入經(jīng)預(yù)磨細(xì)的礦渣微粉,改善了水泥的物理力學(xué)性能,顯著提高了水泥強(qiáng)度增長(zhǎng)率,降低了制造成本。本文探討了磨細(xì)礦渣微粉與粉煤灰、鋼渣生產(chǎn)復(fù)合水泥的具體工藝及水泥的水化機(jī)理。

通過使用激發(fā)技術(shù),生產(chǎn)高摻量復(fù)合水泥,針對(duì)混合材的多摻而出現(xiàn)稠度過大的現(xiàn)象,進(jìn)行了稠度調(diào)節(jié),從而解決稠度偏高的現(xiàn)象,達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

摻加10%～40%鎂渣制備了鎂渣礦渣復(fù)合硅酸鹽水泥,研究了鎂渣對(duì)復(fù)合水泥物理性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:鎂渣中主要礦物是β-c2s和γ-c2s,具有較好的火山灰活性。隨著鎂渣礦渣比(ms/bs)的增加,復(fù)合水泥凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng),強(qiáng)度逐漸下降,當(dāng)ms/bs為0.67時(shí),即鎂渣摻量20%,礦渣摻量30%時(shí)復(fù)合水泥28d抗折強(qiáng)度達(dá)9.10mpa,抗壓強(qiáng)度達(dá)42.53mpa,達(dá)到了國(guó)標(biāo)42.5#復(fù)合硅酸鹽水泥要求。

鋼渣粉煤灰復(fù)合水泥的研究

通過改性丙三醇與十二烷基磺酸鈉、三乙醇胺等復(fù)合一種助磨劑,將其用于水泥礦渣助磨實(shí)驗(yàn),并以空白和三乙醇胺實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試,在試驗(yàn)?zāi)ブ蟹勰ヒ欢螘r(shí)間,通過分析比表面積、粒徑分布、中值粒徑(d0.5)和強(qiáng)度,探討了對(duì)助磨增強(qiáng)效果的影響,結(jié)果表明w1助磨性能好于三乙醇胺,明顯好于空白。

研究了在混磨工藝下,摻不同種類激發(fā)劑對(duì)大摻量混合材復(fù)合水泥強(qiáng)度發(fā)展的影響。結(jié)果表明:純堿、燒堿、明礬石、元明粉單摻或混摻時(shí)均使大摻量混合材復(fù)合水泥的凝結(jié)時(shí)間明顯縮短,標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增大。各種激發(fā)劑對(duì)大摻量復(fù)合水泥的增強(qiáng)效果主要表現(xiàn)在早期,對(duì)水泥后期強(qiáng)度影響較小。

在通用水泥生產(chǎn)過程中,引入具有促硬促凝效果、利于發(fā)揮水泥早期強(qiáng)度的功能性混合材料——水淬電爐鋼渣,通過制備高強(qiáng)復(fù)合水泥的試驗(yàn),得出該水泥具有堿含量低及微膨脹和自密實(shí)特性,可有效抵抗水泥及混凝土水化硬化過程體積收縮引起的開裂。該水泥后期強(qiáng)度持續(xù)穩(wěn)定增長(zhǎng),能夠顯著提高混凝土制品的強(qiáng)度及耐久性。

對(duì)適合大摻量石灰石復(fù)合水泥的專屬性高效復(fù)合水泥助磨劑進(jìn)行研究是水泥工業(yè)節(jié)能減排技術(shù)開發(fā)內(nèi)容之一。結(jié)合水泥粉磨與水泥水化理論,成功研制了以烷醇胺、乙基麥芽酚及脂肪酸鈉等為主要組分的適合于大摻量石灰石復(fù)合水泥生產(chǎn)的高效水泥助磨劑,多次工業(yè)性試驗(yàn)表明,其效果良好。

以鋼渣、粉煤灰、水泥熟料為主要原料,摻入少量激發(fā)劑,制備了早強(qiáng)鋼渣粉煤灰復(fù)合水泥。研究了復(fù)合水泥組分和不同激發(fā)劑對(duì)水泥性能的影響,并通過sem分析了激發(fā)劑對(duì)復(fù)合水泥硬化漿體結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明,當(dāng)鋼渣粉煤灰復(fù)合水泥的組成范圍為熟料30%、鋼渣35%～40%、粉煤灰25%～35%、石膏5.0%時(shí),摻入激發(fā)劑2.75%,性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)42.5復(fù)合水泥要求;摻入激發(fā)劑可進(jìn)一步提高鋼渣、粉煤灰的水化活性,加快復(fù)合水泥的水化速度,提高水泥的力學(xué)性能,縮短復(fù)合水泥的凝結(jié)時(shí)間。

利用正交實(shí)驗(yàn)分析了活化煤矸石與粉煤灰制備復(fù)合水泥的力學(xué)性能,對(duì)雙摻活化煤矸石與粉煤灰超疊復(fù)合效應(yīng)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明,對(duì)28天抗折抗壓強(qiáng)度影響顯著的因素依次為活化煤矸石與粉煤灰的總摻量、堿激發(fā)劑、活化煤矸石與粉煤灰的配合比、石膏摻量,其中總摻量為30%,活化煤矸石∶粉煤灰=7∶3,石膏摻量為7%時(shí),其功效系數(shù)最高,當(dāng)活化煤矸石與粉煤灰的總摻量為30%時(shí),對(duì)3d、28d抗折抗壓強(qiáng)度活化煤矸石與粉煤灰有一個(gè)最佳的配合比。

本文針對(duì)粉煤灰活性低,會(huì)因高摻量而造成水泥早期強(qiáng)度降低這一問題,從性能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的角度出發(fā),優(yōu)選與之搭配的另外一種混合材天然沸石,以保證水泥具有足夠的早期強(qiáng)度,節(jié)約水泥熟料,降低成本。

采用可控式低溫稻殼灰制備裝置研究了各種因素對(duì)稻殼灰產(chǎn)品的影響;x射線及sem表征表明,制得的低溫稻殼灰為無定形態(tài),且顆粒粒度范圍為50～100nm。將低溫稻殼灰作為水泥摻合料,與硅灰和粉煤灰對(duì)比得到:低溫稻殼灰對(duì)混凝土強(qiáng)度具有明顯的提高效用;當(dāng)水灰比一定,低溫稻殼灰摻入量小于20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))時(shí),硅灰與稻殼灰的增強(qiáng)效果相近,可以用稻殼灰代替硅灰。

助磨劑在大摻量石灰石復(fù)合硅酸鹽水泥中的應(yīng)用研究 陳紹龍張輝宋炳田 用石灰石作混合材生產(chǎn)復(fù)合水泥，能夠降低水泥生產(chǎn)成本，擴(kuò)大混合材資源，增加水泥 產(chǎn)量，改善水泥性能。尤其對(duì)礦渣、粉煤灰、火山灰等活性混合材短缺的地區(qū)來說，具有更 重要的意義。本文以水泥助磨劑對(duì)石灰石不同摻量的復(fù)合硅酸鹽水泥性能變化為基礎(chǔ)，探討 了石灰石作混合材對(duì)水泥產(chǎn)品的物理化學(xué)作用和對(duì)水泥石結(jié)構(gòu)的影響，并試驗(yàn)研究了摻石灰 石的復(fù)合硅酸鹽水泥配制砂漿與混凝土的其他性能。 一、摻助磨劑的水泥性能試驗(yàn)及結(jié)果 1.試驗(yàn)材料 （1）硅酸鹽水泥熟料：熟料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb5947的要求，其組成見表1。 表1硅酸鹽水泥熟料組成(%) 廠別caosio2al2o3fe2o3mgolossc3sc2sc3ac4aff-cao jh65.0520.625.194.971.5

對(duì)鋼渣作為一種混合材在復(fù)合水泥中的綜合利用進(jìn)行了研究,并通過x線衍射(xrd)、掃描電鏡(sem)、水化熱測(cè)試、孔結(jié)構(gòu)測(cè)試等現(xiàn)代物相檢測(cè)手段,揭示鋼渣復(fù)合水泥微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明:鋼渣能顯著降低水泥的水化熱,降低水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量;鋼渣水泥漿體線膨脹率很小,均沒有超過0.1%,體積穩(wěn)定性良好;一定摻量混合材能有效降低漿體孔隙率,改善孔徑分布,提高漿體致密度;復(fù)合摻加20%鋼渣、10%粉煤灰時(shí),水泥的28d抗折、抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到了8.3、48.9mpa;鋼渣和粉煤灰復(fù)合摻加有利于水泥強(qiáng)度發(fā)展。

用偏高嶺土、沸石及聚合物乳膠粉改性的堿礦渣復(fù)合水泥進(jìn)行了模擬放射性焚燒灰固化處置研究。結(jié)果表明:模擬放射性焚燒灰包容量為40%時(shí),水泥固化體性能滿足國(guó)標(biāo)gb14569.1—93要求。cs+的第42d浸出率(gb7023—86,25℃)最低為1.32×10-4cm/d,累積浸出分?jǐn)?shù)僅為0.041cm。28d抗壓強(qiáng)度最低為45.6mpa,且后期強(qiáng)度增長(zhǎng)依然較高。堿礦渣復(fù)合水泥凝結(jié)迅速,克服了焚燒灰中某些成分對(duì)水化造成的不利影響。偏高嶺土、沸石之間存在協(xié)同效應(yīng),顯著提高固化體的抗壓強(qiáng)度,同時(shí)改善對(duì)核素離子的固化能力。乳膠粉在固化體內(nèi)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),改善固化體韌性及抗沖擊性,引入的微小氣泡優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)、提高耐久性,但導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度下降,摻量以5%為宜。

為了研究復(fù)合水泥爐渣灰動(dòng)力特性,通過動(dòng)三軸試驗(yàn),測(cè)試出不同替換比率下復(fù)合水泥爐渣灰的ed-ε曲線。分析應(yīng)變、圍壓及替換比率等對(duì)動(dòng)彈性模量的影響規(guī)律。得出如下結(jié)論:動(dòng)彈性模量隨著應(yīng)變的增加而遞減;應(yīng)變一定,圍壓增加,復(fù)合水泥爐渣灰土具有較高的動(dòng)彈性模量;應(yīng)變一定,提高替換比率,可以增加復(fù)合水泥爐渣灰土試樣的整體強(qiáng)度。復(fù)合水泥爐渣灰作為注漿材料進(jìn)行土體加固的研究成果,可為其加固體的抗震設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。

針對(duì)目前礦渣等高活性混合材資源的緊張,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了錳渣、石灰石部分取代礦渣制備復(fù)合水泥的試驗(yàn)研究。研究表明,當(dāng)石灰石粉摻量固定為10%時(shí),相同水泥比例下,隨著錳渣和礦渣比例的增加,膠砂試塊3d強(qiáng)度增加,28d強(qiáng)度有所下降;當(dāng)加入復(fù)合激發(fā)劑后復(fù)合混合材總摻量為60%,錳渣和礦渣質(zhì)量比為4:1時(shí),仍能配制合格的p.c32.5標(biāo)號(hào)水泥。

425^#磷渣礦渣復(fù)合水泥的研制

本文通過改性丙三醇與十二烷基磺酸鈉、三乙醇胺等復(fù)合一種礦渣水泥助磨劑，將其用于水泥礦渣助磨實(shí)驗(yàn)，并以空白和三乙醇胺實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比測(cè)試，在試驗(yàn)?zāi)ブ蟹勰ヒ欢螘r(shí)間，通過分析比表面積、粒徑分布、中值粒徑（d0．5）和強(qiáng)度，探討了對(duì)助磨增強(qiáng)效果的影響，結(jié)果表明w1助磨性能好于三乙醇胺，明顯好于空白。

1前言我公司（平邑中聯(lián)水泥有限公司）現(xiàn)有一條日產(chǎn)5000噸熟料新型干法旋窯生產(chǎn)線和年產(chǎn)240萬噸水泥的粉磨站。同步配套建設(shè)雙回路、雙增壓9mw純低溫余熱發(fā)電工程。為了節(jié)能消耗,公司對(duì)工業(yè)廢渣、選礦廢渣利用進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。2沸石的選用我公司生產(chǎn)的p.c32.5級(jí)水泥采用的是熟料、礦渣、粉煤灰、石灰石、石膏,五組分配料方案。

千業(yè)水泥公司在礦山開采過程中會(huì)產(chǎn)生大量mgo含量偏高的石灰石采礦廢石，這些石灰石不能作為生產(chǎn)水泥生料的原料，只能廢棄，長(zhǎng)此以往，會(huì)有大量的廢石。于是通過技術(shù)研究，生產(chǎn)復(fù)合水泥時(shí)摻入20％左右的石灰石廢石作為混合材料，不僅改善了水泥的使用性能，如減少需水量，增加易磨性，提高強(qiáng)度，又使石灰石廢石變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了降低成本、增加效益、保護(hù)環(huán)境的目的。對(duì)石灰石采礦廢石規(guī)定粒度不大于3毫米，有效減少了水泥中三氧化二鋁的含量。