摘要:粉煤灰中摻入一定量的增活劑，經低溫下煅燒，制得的增活粉煤灰達國標規(guī)定的一級品要求，28d抗壓強度比達92%。水泥中摻入35%的增活粉煤灰，可以生產出42.5R粉煤灰硅酸鹽水泥，經濟效益和社會效益較好。

關鍵詞:粉煤灰；活性激發(fā)；水泥混合材

以粉煤灰作為混合材料生產水泥，是我國粉煤灰綜合利用的一個重要途徑。但由于國內的多數熱力電廠排放的粉煤灰質量不穩(wěn)定，燒失量較高，活性較低，因而限制了粉煤灰作為活性混合材料的摻入量，甚至有些粉煤灰的技術指標沒有達到活性混合材料的要求，給水泥產品的質量帶來不利影響。筆者根據粉煤灰的基本特性，開展了粉煤灰增活技術的研究，并將該研究成果應用于洛陽市鐵門水泥工業(yè)有限責任公司水泥生產，取得了較顯著的效果。

1 粉煤灰增活技術

1.1復合增活劑

筆者自行研制的復合增活劑是由1號增活劑與2號增活劑組成，2種增活劑均為無機非金屬材料，可就地取材，價格低廉。根據粉煤灰水泥水化機理，1號增活劑主要作用是加快破壞粉煤灰玻璃體的表面以加速化學吸附和侵蝕的過程。2號增活劑的作用是在粉煤灰顆粒的表面加速產生早強型水化鋁酸鹽及水化硅酸鹽礦物。根據粉煤灰的化學成分，這2種增活劑按一定比例配合，其目的是加快粉煤灰的水化速度，以盡快發(fā)揮強度。

1.2增活工藝路線

為了提高增活效果，研究采用了低溫活化煅燒的增活工藝，其工藝流程見圖1。

圖1 粉煤灰增活工藝流程

[Page] 1.3最佳配比、最佳活化煅燒溫度的選擇

根據洛陽新安電廠粉煤灰的化學成分，在公司化驗室進行了最佳配比與最佳活化煅燒溫度選擇的試驗。試驗采取了3組不同的配比及每組配比以不同的活化煅燒溫度的方案，試驗結果見表1。

表1 最佳配比、最佳活化煅燒溫度選擇試驗 

從表1試驗結果看，加入增活劑經過低溫活化煅燒后的粉煤灰，其28d抗壓強度都有了不同程度的提高，其中2-2、2-3兩試樣明顯高于其它各試樣，因此最佳配比選擇為1號增活劑10%、2號增活劑5%、粉煤灰85%，活化煅燒溫度選擇為700～750℃。

1.4增活粉煤灰的生產制備及質量分析

根據該公司現有工藝設備情況，采用Φ1.5m×12m回轉烘干機作為低溫煅燒設備，在電磁振動配料機與烘干機之間增設1臺Φ1.0m的成球盤。粉煤灰增活前后化學成分見表2，技術指標對比見表3。

表2 新安電廠粉煤灰活化前后化學成分 %

從表3可以看出，增活后的粉煤灰與原粉煤灰比較，水分由1.07%降至0.42%，降低了61%；燒失量由8.54%降至1.32%，降低了85%；28d抗壓強度比由66%提高到92%，提高了39%。原粉煤灰達不到活性混合材料的質量標準，增活后粉煤灰達到了一級品質量標準，增活效果顯著。

表3 粉煤灰增活前后的技術指標對比

2 增活粉煤灰作水泥混合材

2.1生產用水泥熟料及石膏

熟料用該公司Φ2.5m/2.8m×45m五級旋風預熱器窯生產的硅酸鹽水泥熟料，其物理性能見表4。石膏采用該公司生產用山西運城石膏，SO3含量為39.3%。

表4 硅酸鹽水泥熟料物理性能

2.2粉煤灰硅酸鹽水泥的生產及質量分析

以增活后的粉煤灰做活性混合材料，在該公司Φ3.0m×9.0m水泥磨機上開展了粉煤灰硅酸鹽水泥的生產工作。水泥熟料、石膏、增活粉煤灰的配比為61∶4∶35，細度控制3%～5%，所生產的粉煤灰硅酸鹽水泥各項質量指標化驗數據見表5。

表5 (增活)粉煤灰硅酸鹽水泥質量化驗結果

表5結果表明，以增活后的粉煤灰做活性混合材料，摻入量35%，所生產的粉煤灰硅酸鹽水泥各項質量指標達到了國家標準規(guī)定的42.5R強度等級，具有強度高，摻入量較大的特點。

3 水泥質檢數據對比與經濟效益分析

該公司原以義馬礦務局煤矸石作活性混合材料，生產普通硅酸鹽水泥，煤矸石摻入量為12%～14%。現將該公司生產的普通硅酸鹽水泥與以增活粉煤灰做活性混合材料生產的粉煤灰硅酸鹽水泥在河南省水泥質檢站檢測的結果見表6。由表6可見，以增活粉煤灰作混合材料，摻入量35%，生產的粉煤灰硅酸鹽水泥強度等級達到了42.5R，安定性能良好，凝結時間正常。與摻13%的普通硅酸鹽水泥相比，其3d、28d抗折強度基本持平；抗壓強度有明顯提高，3d值提高19.5%，28d值提高8%。

表6 質量檢測數據結果對比

該公司年生產規(guī)模為20萬t普通硅酸鹽水泥，原采用煤矸石做活性混合材，摻入量13%，煤矸石運到廠為21元/t；采用粉煤灰增活技術后，增活粉煤灰生產成本為18元/t，摻入量35%，可生產粉煤灰硅酸鹽水泥，噸水泥生產成本由原174元降到148元，并可在不增加熟料生產能力情況下，年水泥產量可增加4萬多t?？墒蛊髽I(yè)每年新增銷售額760萬元，年新增稅后利潤360萬元。

4結論

1)將粉煤灰增活技術應用于水泥生產中，其工藝與技術是可行的。所制備的增活粉煤灰具有燒失量低、28d抗壓強度比高的特點。

2)以增活粉煤灰做活性混合材料，生產的粉煤灰硅酸鹽水泥各項質量指標達到了國家標準要求，具有強度高、摻入量較大的特點。

3)粉煤灰增活技術應用于水泥生產，可使水泥生產企業(yè)增加產品品種，提高水泥質量，更有效地利用粉煤灰資源，改善生態(tài)環(huán)境，提高企業(yè)的經濟效益與社會效益。