孟庆举 韩振国 王 敏
山东鲁碧建材有限公司,山东 莱芜 271104
多种副石膏混合作水泥缓凝剂的实践
孟庆举韩振国王 敏
山东鲁碧建材有限公司,山东 莱芜 271104
工业副产品石膏用作水泥缓凝剂,对水泥的物理性能影响不大,有小幅增加强度作用;柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏在水泥中按照4∶4∶3搭配使用,完全可行,对水泥性能无不利影响;使用工业副产品石膏后,吨水泥可降低材料成本2.5元,每年可增效250万元。
天然石膏氟石膏柠檬酸渣钢厂脱硫石膏
天然石膏作为缓凝剂在水泥中使用最为广泛,但天然石膏成本较高,属于不可再生资源。而公司周围化工厂较多,工业副产品石膏(简称副石膏)堆积较多,成为困扰政府和化工企业的难题。副石膏完全可以代替天然石膏作为水泥缓凝剂,且成本低,但单独使用一种副石膏,供应量不能满足生产需求。公司结合实际情况,决定采用钢厂脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏混合搭配使用。本文就多种副石膏混合作水泥缓凝剂的实践进行总结。
表1列出天然石膏、钢厂脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏化学性能。
由表1可以看出,几种原料化学组成相差不大,但脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏SO3含量较天然石膏要高,其中氟石膏SO3含量最高,达到50%。但钢厂脱硫石膏中Cl-较高,钢厂脱硫石膏应尽量少用。
2.1试验方案
相对固定水泥中SO3含量,将熟料、不同品种石膏、石灰石、粉煤灰经小磨混磨28 min,大磨生产的熟料粉再与矿渣粉按照7∶3比例混合成水泥,检测水泥各性能。按照GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》标准测定水泥标准稠度用水量、凝结时间;按照GB/17671-1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》标准测定水泥各龄期强度。试验水泥配比见表2,试验水泥物理性能检验结果见表3。
2.2分析讨论
2.2.1不同石膏对水泥易磨性的影响
从以上试验结果可以看出,相同粉磨时间,随着石膏搭配种类增多,水泥细度有所降低,主要是副石膏为粉状,易磨性相对较好。
表1 天然石膏、柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏化学组成和结晶水量 %
表2 试验水泥配比方案 %
表3 试验水泥物理性能检验结果
2.2.2不同石膏对水泥凝结时间、需水量的影响
从用水量看,掺加副石膏都比基准用水量小;从凝结时间看,只有单独掺加柠檬酸渣的方案,凝结时间延长较多(初凝、终凝时间延长都在30 min),其余方案影响不明显。
2.2.3不同石膏对水泥强度的影响
从试验结果观察对强度的影响:单掺氟石膏>单掺钢厂脱硫石膏>氟石膏+钢厂脱硫石膏>天然石膏=氟石膏+柠檬酸渣>氟石膏+柠檬酸渣>柠檬酸渣,掺加脱硫石膏、氟石膏水泥的强度都比用天然石膏稍高一些。因为脱硫石膏、氟石膏中含有部分未反应CaCO3和部分可溶盐,有利于加速水泥水化,促进水泥强度发展,并能够激发混合材活性,对提高水泥强度有利。单独使用柠檬酸渣,其所含有机物降低水泥强度较多,只能搭配使用。
(4)根据试验方案和原材料供应情况,决定在实际生产中采取方案6。
3.1基本情况
副石膏(柠檬酸渣∶氟石膏=2∶2)、石灰石(7%)、熟料(89%)经150-90辊压机预粉磨后,入磨头缓冲仓,通过磨前计量秤及输送皮带(按照熟料细粉91.5%、粉煤灰7%、钢厂脱硫石膏1.5%配比)入Φ3 m×11 m开路磨粉磨,出磨熟料粉经过FT1120搅拌机与矿渣粉按照7∶3比例搅拌成P·O42.5水泥。
根据实际生产情况,为了稳定水泥质量,氟石膏和柠檬酸渣按1∶1比例入辊压机预粉磨,磨前加钢厂脱硫石膏调整SO3质量。
表4为生产前后数据对比(10月14号-10月19号为使用前数据,10月20号以后为使用后数据)。
表4 出磨熟料粉及搅拌水泥质量情况
3.2结果分析
(1)使用副石膏后,水泥45 μm、80 μm筛余有所降低,比表面积有所升高。
(2)使用副石膏后需水量有所降低,凝结时间变化不大。
(3)熟料粉、水泥3 d抗压强度均上升1 MPa左右,28 d抗压强度均上升2 MPa左右。
3.3效益分析
单独使用天然石膏,配比在5.25%,占水泥成本4.25元/t;使用副石膏(氟石膏、柠檬酸渣、钢厂脱硫石膏),配比在3.85%,占水泥成本1.75元/t。与使用天然石膏相比,吨水泥可降低材料成本2.50元,对于年产100万t的水泥粉磨站,每年可以增效250万元。不同石膏折算为SO3价格比较见表5。
表5 不同石膏折算为SO3价格比较
(1)副石膏用作水泥缓凝剂,对水泥的物理性能影响不大,有小幅增加强度作用。
(2)柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏在水泥中按照4∶4∶3搭配使用,完全可行,对水泥性能无不利影响。
(3)使用副石膏后,吨水泥可降低材料成本2.50元,每年可增效250万元。
TQ172.462
B
1008-0473(2016)03-0070-03DOI编码:10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.03.012
2016-01-12)