摘 要:用高碳粉煤灰及石灰石、石膏等為原料,在1 250 ℃條件下燒成了高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥,其主要礦物組成C2 S為51 %～55 %, C4A3. S為20 %～30 %, C4AF為12 %～25 %;水泥1 d強度達35MPa, 28 d強度達66 MPa。試驗結果發現:熟料早期強度隨C4A3. S和C4AF含量的增加而增大,而C2 S則更有利于后期強度的發揮;水泥強度隨石膏摻量的增大而增加,但摻量不宜過多,否則反而會造成強度下降。
關鍵詞:高碳粉煤灰;高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥;石膏摻量
中圖分類號: TQ 172. 1 文獻標識碼:A
引言
由于煤粉燃燒溫度低或受煤粉中某些礦物質的影響,電廠排出的粉煤灰往往燃燒不完全,含碳量較高,容易吸水。無論是將其用做水泥混合材還是用做混凝土摻加料,其利用都受到一定限制,綜合利用率很低。而貝利特硫鋁酸鹽水泥則以其燒成溫度低、后期性能優良得到了較多的研究[ 1 - 2 ] 。在配制硫鋁酸鹽水泥時,若只有早強礦物C4A3.S的存在,則需要較多的資源稀缺的鋁礬土進行配料。為節省鋁礬土資源,本文嘗試通過提高貝利特硫鋁酸鹽水泥中另一種早強礦物C4AF的含量,即利用高碳粉煤灰生產高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥。
1 原料及配料計算
1. 1 原料
試驗采用工業石灰石、粉煤灰為原料,校正原料采用鋁礬土以及化學純二水石膏、Fe2O3 等。原料的化學成分如表1所示。
1. 2 配料
設計熟料礦物組成為: C2 S含量51 % ～55 %,C4A3.S含量20 %～30 % , C4AF含量12 %～25 %。熟料化學成分和計算礦物組成如表2所示。
2 試驗方法
2. 1 煅燒試驗
先將配好的生料在振動磨中進行粉磨,控制細度為0. 08 mm方孔篩篩余< 10 % ,然后加入10 %左右的水,用試模壓制成Φ 25 mm ×10 mm的小試餅,放入高溫爐中煅燒至1 250 ℃,保溫0. 5 h,取出吹風冷卻。
2. 2 強度測試
將各試樣摻加不同量的二水石膏,放入振動磨中粉磨至0. 08 mm篩篩余< 10 %,按水灰比W /C =0. 40將水泥拌和,做成2 cm ×2 cm ×2 cm小試塊,放入標準養護箱中養護至相應齡期,然后測試水泥試塊的各齡期抗壓強度。測試結果見表3。
由表3可見,熟料的早期強度隨C4A3.S和C4AF含量的增加而增大,而C2 S含量高的水泥(如C樣) ,其28 d強度增進率較高,更有利于水泥后期強度的發揮;對高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥來講,水泥強度隨石膏摻量的增大而增加,但石膏摻量過多(超過13. 0%
3 結論
3. 1 利用高碳粉煤灰等工業廢料燒制高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥是完全可行的。這種配制方法不僅利用了廢渣,有利于環保,而且可以降低生產成本,為利用率較低的高碳粉煤灰的綜合利用探索出一條新的途徑。
3. 2 熟料早期強度隨C4A3.S和C4AF含量的增加而增大,而水泥強度則隨石膏摻量的增加而增大,但石膏摻量不宜過多,否則反而會造成強度下降。
3. 3 高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥將C4A3.S和C4AF的早強與C2 S的后強結合起來,使水泥的早期、后期強度均較高,其1 d抗壓強度可達35MPa, 28 d抗壓強度可達66MPa。
參考文獻:
[ 1 ] 馮培植,李發堂. 新型貝利特水泥的研制[ J ]. 水泥,1999, (11) : 4 - 7.
[ 2 ] Popescu C D , Muntean M , Sharp J H . Industrial trialp roduction of low energy belite cement [ J ]. Cemen t andConcrete Composites, 2003, 25 (7) : 689 - 693.
[ 3 ] 沈威,黃文熙,閔盤榮. 水泥工藝學[M ]. 武漢:武漢工業大學出版社, 1991. 290 - 292.
[ 4 ] 麥赫塔P K,波里夫卡M. 膨脹水泥[A ]. 第六屆國際水泥化學會議論文集(第三卷水泥及其性能) [ C ]. 北京:中國建筑工業出版社, 1980. 242.
