大掺量矿渣硅酸盐水泥性能的改进及优化

　试验研究

文章编号:1009-9441(2010)06-0001-03

大掺量矿渣硅酸盐水泥性能的改进及优化

□□孙小明　(长治钢铁(集团)瑞昌水泥有限公司,山西长治　046100)

摘　要:针对前期水泥生产中存在的问题,分别就熟料粉比表面积、矿渣粉微观结构及颗粒分布、石膏类型及掺量等对大掺量矿渣水泥3d强度的影响,掺加石灰石对矿渣粉活性及莱歇磨产量的影响,进行了试验研究与对比分析。结果表明,熟料粉不宜磨得过细,否则易引起球磨机包球现象,影响磨机产量,而且熟料过细粉磨对水泥强度的贡献不大;矿渣中掺加少量石灰石的增产效果显著,同时还能有效地提高矿粉的7d活性;矿渣粉的比表面积宜控制在430～450m2/kg,若比表面积过高,关键词:矿渣水泥;分别粉磨;水泥性能中图分类号:TQ172.1和熟料粉的比表面积分别控制为>465m/kg和>

2

400m/kg,SO3含量控制在2.3%±0.3%,出厂水泥的比表面积在420～440m/kg。施工单位按以往经验使用时,存在着外加剂适应性差、混凝土坍落度损失大、2

2

22.1.1　熟料粉

引言

长治钢铁(集团)瑞昌水泥有限公司采用分别

粉磨技术,矿渣由LM56.2+2S莱歇磨粉磨,熟料由辊压机+球磨机预粉磨系统进行粉磨。粉磨后得到的矿渣粉与熟料粉按不同比例进行拌和,生产不同强度等级的水泥产品,大掺量矿渣水泥占到总产量的65%以上。多年来,通过生产实践,不断优化产品性能,P S B32.5水泥的矿渣掺量达到60%,水泥性能也得到了优化。

据资料介绍,水泥中粒径在3～32μm范围的颗粒对水化起主要作用,粒径>60μm的水泥粗粒仅起填充作用,粒径<3μm的应尽量少,尤其是熟料不宜磨得过细。因此,我们对不同比表面积的熟料粉进行了强度对比(见图1),以避免过粉磨现象

。

1　前期生产中存在的问题

我公司水泥产品投放市场后,经过调研和用户信息反馈,在较长时间内,水泥产品存在着以下主要问题。1.1　矿渣水泥3d强度较低按试验设计,当矿渣粉磨至比表面积465m/kg以上时,P S B32.5水泥的矿渣掺量可达60%～65%,3d抗压强度可达13～14MPa。但在实际生产中,初期配制水泥时,矿渣粉的掺量仅为45%～50%,水泥3d抗压强度仅为12～13MPa,而市场上同品种水泥的3d抗压强度均在15MPa左右,同比低2MPa以上,致使我公司水泥产品的市场认知度较低,销路不畅。1.2　与混凝土外加剂适应性较差

我公司的生产原料为熟料、矿渣、石膏,矿渣粉建材技术与应用　6/2010

2

图1　不同比表面积熟料粉对水泥强度的影响

由图1可见,熟料粉比表面积在360～400m/kg

之间波动时,水泥3d抗压强度差别不大,基本呈比表面积越高则强度越高的趋势。而强度出现的波动主要是由于熟料本身的质量波动引起的。

矿渣粉掺量对水泥强度的影响见图2。

由图2可知,当矿渣粉掺量较低时,对水泥强度的贡献以熟料为主,熟料强度越高,水泥强度也越高;当矿粉掺加量较高时,对水泥强度的贡献以矿粉为主,熟料比表面积对水泥强度的影响很小。例如矿粉掺量为60%时,不同比表面积的熟料粉配制的水泥强度差别很小。

1

2

结果见图5和表1。

图2　矿渣粉掺量对水泥强度的影响

　　因此,将熟料粉的比表面积由400m/kg降至2

360m/kg。在矿渣粉掺量相同的情况下配制水泥,强度与以往相比无明显变化,且与混凝土外加剂的适应性有所改善

。熟料粉磨系统的电耗大幅度降低,台时产量也有所提高。2.1.2　矿渣粉

根据易磨性试验,矿渣属于较难磨细的物质,其比表面积越高,台时产量越低,电耗越高。因此,在进行成本分析与性能对比后,2

控制指标调整至450m-分析、矿粉SE。

矿渣X-3所示。

粒径/μm累计百分含量/%

粒径/m2

图5　矿渣的颗粒分布表1　矿渣的粒径分布

≤2.211≤4.101≤6.389≤8.986≤12.49

10

30

40

50

54≤36.53≤45.98

70

80

90

95

5和表1的分析可知,矿渣的粒径分布较合理,级配较好,其中粒径在27.54μm以下的占80%,矿渣粉在砂浆和混凝土中能较好地起到填充

作用。

2.2　调整石膏的掺量

为了提高矿渣水泥的早期强度,以便于混凝土的施工和缩短工期,我们对石膏的类型、掺量进行了对比试验。

首先对不同掺量的二水石膏与水泥强度之间的关系进行了试验,SO3含量在1.1%～4.0%之间变化,进行水泥物理力学性能测试,得出水泥中SO3

图3　矿渣的X-ray分析

含量为2.80%时,水泥的物理力学性能较好。在此基础上,对不同类型的石膏对水泥性能的影响进行了对比试验。

将混合熟料用试验磨机粉磨至360m/kg,取自现场的矿粉比表面积为452m/kg,SO3含量为2.92%,石膏粉磨37min,采用外掺法分别配入,每

2

2

由图3可知,矿渣中多数为玻璃体,含有少量的

结晶产物。

矿渣SEM分析的试验结果如图4所示。

份水泥样品的质量为3kg。不同类型的石膏对水泥性能影响的试验结果见表2至表4。

表2　二水石膏掺量对水泥性能的影响

配比/%凝结时间SO3含3d强度/MPa序

号熟料矿粉二水石膏量/%抗折抗压初凝终凝

1

4040404040

5856545250

246810

2.803.704.054.935.93

4.04.13.82.62.4

15.315.914.79.68.6

2∶442∶342∶332∶392∶48

3∶583∶184∶073∶554∶33

图4　矿渣的SEM分析

2345

从图4矿渣SEM照片分析,矿渣颗粒呈多棱面状,颗粒级配较好。

采用激光粒度分析仪测试了矿渣的颗粒分布, 2

Research&ApplicationofBuildingMaterials

表3　硬石膏掺量对水泥性能的影响

序

号熟料矿粉硬石膏量/%

12345

4040404040

5957555351

13579

2.413.173.884.465.11

配比/%

SO3含

3d强度/MPa凝结时间初凝

2∶452∶372∶422∶242∶29

3　结论

3.1　熟料粉不宜磨得过细,否则易引起球磨机包球

抗折

3.94.44.13.82.6

抗压

15.116.215.114.210.0

终凝

4∶244∶204∶304∶134∶22

表4　煅烧石膏掺量对水泥性能的影响

配比/%凝结时间SO3含3d强度序

号熟料矿粉煅烧石膏量/%抗折抗压初凝终凝

12345

4040404040

5957555351

13579

2.523.414.765.876.58

3.94.44.13.82.6

15.116.215.114.210.2∶512∶442∶252∶20∶05

4∶444∶304∶0233现象,影响球磨机的台时产量,而且熟料过细粉磨对水泥强度的贡献不大。3.2　在矿渣中掺加少量的石灰石,不仅增产效果显著,同时能有效地提高矿粉的7d活性。

2

3.3　矿渣粉的比表面积宜控制在430～450m/kg。若比表面积过高,不利于莱歇磨台时产量的提高和

2

电耗的降低。在比表面积控制在450m/kg的情况下,我公司矿渣粉磨线的单位电耗为39kW h/t。3.4　石膏的类型与适宜掺量,应根据实际生产、原料情况进行对比分析,水泥3d;时,水泥3d强度　　O3<4%的范围内,上述33d强度的影响差别不大。由于硬石膏、煅烧石膏价格高,同时煅烧石膏供货又比较困难,因此,水泥生产中以掺入二水石膏为主,SO3含量控制在2.8%±0.3%。2.3　掺加石灰石

ImprovementandOptimizationofthe

PerformanceofLargeAdmixturePortlandSlagCement

SUNXiao-ming

(RuichangCementCo.Ltd.,Chan …… 此处隐藏：3621字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……