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(qiáng)度達(dá)35MPa, 28 d強(qiáng)度達(dá)66 MPa。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn):熟料早期強(qiáng)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(qiáng)度的發(fā)揮;水泥強(qiáng)度隨石膏摻量的增大而增加,但摻量不宜過多,否則反而會(huì)造成強(qiáng)度下降。
關(guān)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(hào): TQ 172. 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
由于煤粉燃燒溫度低或受煤粉中某些礦物質(zhì)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(yōu)良得到了較多的研究[ 1 - 2 ] 。在配制硫鋁酸鹽水泥時(shí),若只有早強(qiáng)礦物C4A3.S的存在,則需要較多的資源稀缺的鋁礬土進(jìn)行配料。為節(jié)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(qiáng)礦物C4AF的含量,即利用高碳粉煤灰生產(chǎn)高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥。
1 原料及配料計(jì)算
1. 1 原料
試驗(yàn)采用工業(yè)石灰石、粉煤灰為原料,校正原料采用鋁礬土以及化學(xué)純二水石膏、Fe2O3 等。原料的化學(xué)成分如表1所示。
1. 2 配料
設(shè)計(jì)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(xué)成分和計(jì)算礦物組成如表2所示。
2 試驗(yàn)方法
2. 1 煅燒試驗(yàn)
先將配好的生料在振動(dòng)磨中進(jìn)行粉磨,控制細(xì)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(fēng)冷卻。
2. 2 強(qiáng)度測(cè)試
將各試樣摻加不同量的二水石膏,放入振動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱中養(yǎng)護(hù)至相應(yīng)齡期,然后測(cè)試水泥試塊的各齡期抗壓強(qiáng)度。測(cè)試結(jié)果見表3。
由表3可見,熟料的早期強(qiáng)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(qiáng)度增進(jìn)率較高,更有利于水泥后期強(qiáng)度的發(fā)揮;對(duì)高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥來講,水泥強(qiáng)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(jié)論
3. 1 利用高碳粉煤灰等工業(yè)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(huán)保,而且可以降低生產(chǎn)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(qiáng)度隨C4A3.S和C4AF含量的增加而增大,而水泥強(qiáng)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(huì)造成強(qiáng)度下降。
3. 3 高鐵貝利特硫鋁酸鹽水泥將C4A3.S和C4AF的早強(qiáng)與C2 S的后強(qiáng)結(jié)合起來,使水泥的早期、后期強(qiáng)度均較高,其1 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)35MPa, 28 d抗壓強(qiáng)度可達(dá)66MPa。
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