不同細(xì)度和摻量的粉煤灰對水泥性能的影響

景國 李文斌

(甘肅省建材科研設(shè)計院,蘭州市730020)

我院為某2000t/d的新型干法水泥企業(yè)測定廢渣摻量的過程中，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)熟料標(biāo)準(zhǔn)煤耗111kg/t（熱耗3253kJ/kg）,水泥綜合電耗88.6kWh，但是公司生產(chǎn)的P·O42.5R水泥混合材摻量一直較低，維持在7.0%左右，企業(yè)技術(shù)人員對此也感到困惑。為此，企業(yè)和我們合作進(jìn)行了不同細(xì)度和摻量粉煤灰對P·O42.5R和P·C32.5水泥性能影響的試驗。

1 實驗材料

粉煤灰的化學(xué)成分和物理參數(shù)見表1。

表1 粉煤灰的化學(xué)成分和物理參數(shù)

2 實驗結(jié)果分析

2.1 不同摻量粗、細(xì)粉煤灰與水泥用量的關(guān)系

具體實驗數(shù)據(jù)見表2，從表2的數(shù)據(jù)可以看出：P·O42.5R水泥隨著粗粉煤灰摻量的增加，水泥的用水量也在上升，呈現(xiàn)出正比關(guān)系；而摻入細(xì)粉煤灰的水泥用水量無明顯變化。

2.2 不同摻量粗、細(xì)粉煤灰與凝結(jié)時間的關(guān)系

從表2的數(shù)據(jù)中可以看出：P·O42.5R水泥中加入粗、細(xì)兩種粉煤灰后，當(dāng)摻量達(dá)到15%左右時，兩者的凝結(jié)時間都出現(xiàn)第一個高峰，終凝分別是263min和277min，之后隨著摻量的增加，凝結(jié)時間明顯延長，當(dāng)摻入量為30%時，終凝達(dá)到303min；而摻入細(xì)粉煤灰的水泥，凝結(jié)時間變化不大，有的還出現(xiàn)下降趨勢，當(dāng)摻入量為30%時終凝達(dá)到266min，與摻量為15%時的凝結(jié)時間相比較，不僅沒有延長，相反還有所縮短。

2.3 不同摻量粗、細(xì)粉煤灰與強度的關(guān)系

從表2數(shù)據(jù)可以看出：P·O42.5R水泥中摻入粗細(xì)粉煤灰后，二者的強度都發(fā)生了變化。摻入粗粉煤灰時，隨著摻量的增加強度出現(xiàn)不同程度的下降，當(dāng)粗粉煤灰的摻量為25%時，雖然強度也夠滿足P·C32.5水泥內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求，但其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量達(dá)到了30.20%，比同摻量下?lián)郊?xì)粉煤灰的水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量高出4.02%。當(dāng)摻量達(dá)到30%時28d抗壓強度僅為34.9MPa，達(dá)不到P·C32.5水泥內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)37.0MPa的要求。摻入細(xì)粉煤灰的水泥隨著摻量的增加強度也呈現(xiàn)下降趨勢，但是沒有摻粗粉煤灰的水泥下降大，當(dāng)摻量為10%時，28d抗壓強度值是52.2MPa，比試驗所用P·O42.5R高出4.0MPa；當(dāng)摻量為25%時，28d抗壓強度仍有47.9MPa，除了混合材超出國家標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍外，其他各性能均達(dá)到P·O42.5R內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求，只是摻加粉煤灰的水泥早期強度與P·O42.5R水泥比較相對偏低4MPa左右；當(dāng)摻量為30%時，28d抗壓強度仍有44.4MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了P·C32.5水泥內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求；當(dāng)細(xì)粉煤灰摻入量達(dá)到40%時，仍能夠滿足P·C32.5水泥內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)要求。

表2 P·O42.5R水泥的粉煤灰摻量實驗數(shù)據(jù)

3 實驗結(jié)果分析

綜上所述，利用磨細(xì)粉煤灰生產(chǎn)P·O42.5R水泥時，可以使混合材在原基礎(chǔ)上提高8%，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與實驗用的P·O42.5R水泥基本相同，凝結(jié)時間比試驗用的P·O42.5R水泥延長70min左右（初、終凝基本相同），早期抗壓強度下降約1MPa，28d抗壓強度增加約4MPa，噸水泥生產(chǎn)成本將下降約6.4元（根據(jù)預(yù)算成本熟料165.5元/t，粉煤灰80元/t來計算：每提高1%混合材摻量，生產(chǎn)成本降約0.85元）；利用磨細(xì)粉煤灰生產(chǎn)P·C42.5水泥時，可以使混合材在原基礎(chǔ)上提高18%，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與試驗用的P·O42.5R水泥略有增加，初、終凝時間分別延長60min和80min左右，早期強度下降約3MPa，28d強度增加2MPa，噸水泥生產(chǎn)成本下降15.3元；生產(chǎn)P·C32.5水泥時，可以使混合材在原基礎(chǔ)上提高18%～25%時，標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、強度與現(xiàn)生產(chǎn)的P·C32.5水泥基本相同，凝結(jié)時間將比現(xiàn)生產(chǎn)的P·C32.5水泥延長60min左右，（初、終凝基本相同）,噸水泥生產(chǎn)成本下降21.6～24.0元；而且磨細(xì)粉煤灰不入磨，直接進(jìn)入選粉機，水泥粉磨綜合電耗也將有所下降，進(jìn)一步降低水泥生產(chǎn)成本。而利用粗粉煤灰只能生產(chǎn)P·C32.5水泥，混合材摻量在原基礎(chǔ)上也只能提高10%左右，生產(chǎn)成本雖有所下降，但標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量卻明顯上升，不利于工程使用。

4 結(jié) 論

（1）利用粗粉煤灰作混合材可以降低P·C32.5水泥生產(chǎn)成本，但效果不明顯。

（2）利用細(xì)粉煤灰作混合材能較大的提高P·O 42.5R水泥和P·O32.5水泥中混合材摻量，降低其生產(chǎn)成本，并可以增加P·C42.5R水泥新品種，提高公司經(jīng)濟效益。