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礦渣微粉做水泥混合材的最佳配比方案

2012-10-12 00:00

  2005年以來(lái)我公司開始使用礦渣微粉作為水泥的混合材,主要用于32.5強(qiáng)度等級(jí)礦渣硅酸鹽水泥的生產(chǎn)。采用熟料與石膏粉磨為硅酸鹽水泥后,與礦渣微粉在雙軸攪拌機(jī)內(nèi)按配比攪拌均勻后得到成品水泥的生產(chǎn)工藝。該水泥在礦渣微粉摻量60%時(shí),水泥強(qiáng)度指標(biāo)完全滿足國(guó)標(biāo)的要求,尤其是28天強(qiáng)度達(dá)到42.5等級(jí)水泥的要求,但其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增大,凝結(jié)時(shí)間明顯延長(zhǎng),對(duì)水泥在混凝土中的使用帶來(lái)不利影響。大量的試驗(yàn)表明:熟料的化學(xué)成分、煅燒窯型、石灰石的摻量、石膏摻量、混合材的摻量對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間等物理性能有很大的影響,本次試驗(yàn)采用統(tǒng)一的熟料,主要通過(guò)對(duì)熟料、礦渣微粉、礦渣、石灰石、石膏等物料配比的調(diào)整,達(dá)到水泥的最佳顆粒級(jí)配,優(yōu)化水泥性能。

  1 試驗(yàn)方案的確定

  1.1 技術(shù)路線

  使用在德國(guó)萊歇立磨LM46.2+2S中粉磨為450m2/kg的太鋼礦渣微粉,將熟料與少量混合材以及適量石膏在φ500×500mm的實(shí)驗(yàn)小磨中粉磨成普通硅酸鹽水泥,與礦渣微粉按比例攪拌混勻成礦渣硅酸鹽水泥后檢驗(yàn)。

  1.2試驗(yàn)用原料

  1.3試驗(yàn)方案

  因影響水泥性能的因素較多,為減少試驗(yàn)次數(shù),采用類似于正交實(shí)驗(yàn)的方案,取對(duì)水泥性能影響最大的四個(gè)因素:礦渣、石灰石、石膏、礦渣粉摻量,每因素取4個(gè)水平,制定試驗(yàn)方案如下:

  2 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

  3 試驗(yàn)結(jié)果分析

  根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算方法,做出正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算表3,表中K1表示該因素對(duì)應(yīng)第一水平的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相加,R表示每列中最大值減去最小值的極差,極差越大,表示該因素的水平變化對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響越大,反之越小。[Page]

  以此類推,可分別做出各因素對(duì)初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、3天、28天抗壓強(qiáng)度的影響,分別得出如下結(jié)論:

  (1)對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量影響較大的是礦渣微粉和礦渣的摻入量,對(duì)應(yīng)水泥最佳標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的配比為:

 ?。ㄊ炝希旱V渣:石灰石:石膏=72-82%:0-10%:8%:10%):礦渣微粉=60-65%:35-40%

 ?。?)對(duì)水泥初凝時(shí)間影響較大的是礦渣和石膏的摻入量,對(duì)應(yīng)水泥最佳初凝時(shí)間的配比為:

  (熟料:礦渣:石灰石:石膏=72-82%:0-10:10%:8%):礦渣微粉=60-65%:35-40%

 ?。?)對(duì)水泥終凝時(shí)間影響較大的是礦渣、石膏及礦粉的摻入量,對(duì)應(yīng)水泥最佳終凝時(shí)間的配比為:

  (熟料:礦渣:石灰石:石膏=73%:15%:6%:6%):礦渣微粉=60-65%:35-40%

 ?。?)對(duì)水泥3d強(qiáng)度影響較大的是礦渣和礦渣微粉的摻入量,對(duì)應(yīng)水泥最佳3d強(qiáng)度的配比為:

 ?。ㄊ炝希旱V渣:石灰石:石膏=73-82%:0-15%:4%:8%):礦渣微粉=55%:45%

  (5)對(duì)水泥28d強(qiáng)度影響最大的是礦渣微粉,其次為石灰石、礦渣、石膏的摻入量,對(duì)應(yīng)水泥最佳28d強(qiáng)度的配比為:

 ?。ㄊ炝希旱V渣:石灰石:石膏=78-82%:0-10%:4%:8%):礦渣微粉=55%:45%

  4 最終方案的選擇

  最終配比方案的確定,要考慮到水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求、水泥優(yōu)良使用性能的要求、配比成本等多方面的因素,最終確定配比如下:

 ?。ㄊ炝希旱V渣:石灰石:石膏): 礦渣微粉=(74%:12%:6%:8%):43%

  由以上兩表比較可知,配比方案優(yōu)化后,水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低了1.5%,水泥初凝結(jié)時(shí)間提前46min,水泥的終凝時(shí)間提前64min,水泥的3d強(qiáng)度變化不大,28天強(qiáng)度不再超強(qiáng)度等級(jí),水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)的要求,水泥在混凝土中使用時(shí)用水量、塌落度損失、粘聚性等性能很好。

  5 結(jié)論

  將礦渣單獨(dú)粉磨成450m2/kg的礦渣微粉在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用正越來(lái)越得到水泥行業(yè)的重視。隨著礦渣比表面積的增加,其活性明顯增強(qiáng),生產(chǎn)礦渣水泥時(shí)摻量可提高20%。為達(dá)到最佳的使用效果,建議使用普通硅酸鹽水泥與礦渣微粉的混合配制為礦渣水泥,其顆粒分布更廣,水泥各方面性能要優(yōu)于硅酸鹽水泥與礦渣微粉的混合配制。

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