黑渣粉摻量對水泥性能影響的研究

肖海波

（中國第八工程局有限公司東北公司， 遼寧 大連 116000)

0 前言

利用各種工業(yè)廢渣廢料，作為代用原料替代混合材，用于生產(chǎn)水泥，既處置了廢料、減少了環(huán)境污染，又節(jié)約了資源和能源，對水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。

采用煤變油項(xiàng)目產(chǎn)生的黑渣粉在水泥中性能影響的研究較少，本文通過在硅酸鹽水泥中摻入 10%、30%的黑渣粉，研究不同黑渣粉摻量對水泥凝結(jié)時間、膠砂流動度、膠砂強(qiáng)度性能的影響，選擇合適的黑渣粉摻量用于水泥生產(chǎn)，為水泥生產(chǎn)選定新材料奠定基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)原材料及試驗(yàn)方法

（一） 試驗(yàn)原材料

黑渣粉：采用山西省潞安集團(tuán)煤變油項(xiàng)目排出的尾渣，其物理性能如表1：

表1 黑渣粉的物理性能

水泥：P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥；石膏：采用排煙脫硫石膏；水：潔凈的飲用水；砂：中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂。

（二）試驗(yàn)方法

參照GB/T 1346-2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時間、安定性檢測方法》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，GB/T 17671-1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢測方法》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行，GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度試驗(yàn)方法》的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

（三）試驗(yàn)方案

本試驗(yàn)采用對比的試驗(yàn)方法，黑渣粉a及黑渣粉b分別以0、10%、30%的摻量等量取代水泥，其試驗(yàn)配合比如表2：

表2 試驗(yàn)配合比

2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

（一） 黑渣粉對水泥凝結(jié)時間的影響

黑渣粉對水泥凝結(jié)時間的影響結(jié)果如表3：

表3 凝結(jié)時間測定結(jié)果

從表3得出以下結(jié)果：

與試驗(yàn)基樣S0相比，S1的初凝時間下降了9.23%，終凝時間下降了3.40%；S3的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；與試驗(yàn)基樣S0相比，S2的初凝時間下降了8.72%，終凝時間下降了5.11%；S4的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；與試驗(yàn)基樣S0相比，S1的初凝時間下降了9.23%，終凝時間下降了3.40%；S2的初凝時間下降了8.72%，終凝時間下降了5.11%；S3的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；S4的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化。

（二） 黑渣粉對水泥膠砂流動度及標(biāo)準(zhǔn)稠度的影響

黑渣粉對水泥膠砂流動度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響結(jié)果如表4：

表4 膠砂流動度和標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量測定結(jié)果

從表4得出以下結(jié)果：

與試驗(yàn)基樣S0相比，S1的水泥膠砂流動度下降了4.08%；S2的水泥膠砂流動度下降了 0.82%；S3的水泥膠砂流動度下降了 5.71%；S4的水泥膠砂流動度下降了5.71%；與試驗(yàn)基樣S0相比，S1的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上升了1.43%；S3的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上升了5.73%；S2的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上升了0.36%；S4的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量上升了4.66%。

（三） 黑渣粉對水泥膠砂強(qiáng)度的影響

黑渣粉對水泥膠砂強(qiáng)度影響的結(jié)果如表5：

表5 黑渣粉對水泥膠砂強(qiáng)度測定結(jié)果

從表5可得出：隨著黑渣粉摻量的增加，水泥膠砂抗壓和抗折強(qiáng)度逐漸減小，當(dāng)黑渣粉摻量達(dá)到30%時，52.5級水泥抗壓強(qiáng)度不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，石膏的摻入會使得早期水泥膠砂強(qiáng)度下降，后期膠砂強(qiáng)度有所提升。

3 結(jié)論

⑴適量的黑渣粉摻量能降低水泥凝結(jié)時間。

⑵當(dāng)黑渣粉摻入量低于 30%時，石膏的摻量可適當(dāng)提高水泥膠砂流動度，但影響不大，當(dāng)黑渣粉摻入量高于30%時，石膏摻量對水泥膠砂流動度幾乎無影響。

⑶隨著黑渣粉摻量的增加，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有所增加，但增加幅度不大。

⑷隨著黑渣粉摻量的增加，水泥強(qiáng)度下降幅度越大，當(dāng)摻量為 30%時，水泥抗壓強(qiáng)度不符合52.5級水泥強(qiáng)度的技術(shù)要求。