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關(guān)于礦渣水泥強(qiáng)度的試驗(yàn)研究

2004-08-04 00:00
我國(guó)從90年代中期開(kāi)始重視廢渣(礦渣、鋼渣)的大范圍的開(kāi)發(fā)工作。由過(guò)去占地堆存,廉價(jià)出售給水泥廠(chǎng)做混合材的被動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)為主動(dòng)出擊,把初級(jí)產(chǎn)品加工成其他行業(yè)需要的高附加值產(chǎn)品。為此,吳中偉院士大膽提出大力發(fā)展綠色水泥和混凝土,控制熟料產(chǎn)量在3.5億t的設(shè)想。所謂綠色水泥,至少包括節(jié)省原燃料,降低資源和能源消耗,減少生產(chǎn)過(guò)程中CO2排放量,利用工業(yè)副產(chǎn)品,提高水泥產(chǎn)品的質(zhì)量和強(qiáng)度,使混凝土的力學(xué)性能與耐久性得到提高與改善。為了合理開(kāi)發(fā)利用長(zhǎng)治地區(qū)的礦渣,迎合國(guó)際水泥工業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì),即以高質(zhì)量、高效益、節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境、二次資源能源再利用為目的,我們研究開(kāi)發(fā)了礦渣水泥。

礦渣是煉鐵過(guò)程中排出的工業(yè)廢料,每煉一噸鐵約有0.3t的礦渣。近年我國(guó)的鋼產(chǎn)量突破2億t,年產(chǎn)水淬高爐礦渣約6000萬(wàn)t。礦渣經(jīng)水或空氣急冷處理成為粒狀顆粒,稱(chēng)為“ 粒化高爐礦渣、水淬礦渣”。其化學(xué)成分與硅酸鹽水泥熟料成分相接近,主要是二氧化硅、 三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂等氧化物及一些硫化物。經(jīng)水淬急冷后的礦渣,玻璃體含量多 ,結(jié)構(gòu)處于高能量狀態(tài)不穩(wěn)定,潛在活性大。我國(guó)的粒化高爐礦渣主要作為混合材用于生產(chǎn)礦渣水泥。其目的是為了減少水泥中的硅酸鹽熟料用量,變廢為寶,大大降低水泥成本,提高水泥的產(chǎn)量。另外,礦渣也是生產(chǎn)高性能混凝土的新組分,在混凝土中起填充作用、流化作用、增強(qiáng)與耐久作用。礦渣水泥采用分磨技術(shù)生產(chǎn)時(shí),由于礦渣和熟料分別粉磨,水泥中礦粉細(xì)度要比傳統(tǒng)混合粉磨生產(chǎn)的礦渣水泥中礦粉細(xì)得多,而且在分磨情況下,礦渣細(xì)度與摻量可靈活變化, 并進(jìn)行多種比例的配合,以便我們發(fā)現(xiàn)及掌握礦渣水泥的強(qiáng)度及發(fā)展特征,用于指導(dǎo)生產(chǎn)。 當(dāng)?shù)V渣細(xì)度為351~648m2/kg,摻量為30%~70%,其配制的礦渣水泥28d抗壓強(qiáng)度可達(dá)到40~6 3.9MPa。本文即是通過(guò)系統(tǒng)試驗(yàn)探討不同細(xì)度,不同摻量的礦渣水泥性能發(fā)展趨勢(shì)。

1 試驗(yàn)材料

1.1 礦渣

試驗(yàn)所用礦渣為長(zhǎng)鋼3號(hào)—7號(hào),5號(hào)—6號(hào)高爐水淬礦渣,在粉磨前經(jīng)烘干,粗破至過(guò)3.15mm見(jiàn)方篩,經(jīng)實(shí)驗(yàn)室小磨分別粉磨至351,408,468,526,559,648(m2/kg)的礦渣粉。其化學(xué)組成見(jiàn)表1,質(zhì)量系數(shù)為k=1.74。

1.2 熟料 試驗(yàn)中采用的山西水泥廠(chǎng)干法回轉(zhuǎn)窯熟料經(jīng)鄂破、粉磨至333,408m2/kg,化學(xué)成分 見(jiàn)表1,熟料強(qiáng)度符合硅酸鹽水泥52.5強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 石膏 試驗(yàn)所用石膏為天然硬石膏,用手錘砸至10×10mm塊狀,經(jīng)顎破,輥式破碎至8mm以下 ,在實(shí)驗(yàn)?zāi)ブ蟹勰?5min。

2 試驗(yàn)方法

(1)水泥強(qiáng)度按GB/T17671—1999水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法(ISO法)。

(2)凝結(jié)時(shí)間按GB/T1346—2001水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量,凝結(jié)時(shí)間,安定性檢驗(yàn)方法,其中安定性檢驗(yàn)采用試餅法。

(3)比表面積按GB/T8074—1987水泥比表面積測(cè)定方法(勃氏法)。

3 試驗(yàn)方案 我們將石膏摻量固定為4%,不同細(xì)度的礦渣粉分別以30%,40%,50%,60%,70%與不同細(xì)度的熟料進(jìn)行正交配比實(shí)驗(yàn),組成60組數(shù)據(jù)。

4 試驗(yàn)結(jié)果分析(見(jiàn)表3、表4、表5、表6、圖1、圖2)

4.1 礦粉摻量與水泥強(qiáng)度發(fā)展的關(guān)系

……

摘自《中國(guó)水泥》2004年 07月號(hào)

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