研究了摻0.01~0.05廢糖蜜對大摻量混合材復(fù)合水泥粒級配、標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間和強(qiáng)度發(fā)展的影響規(guī)律,并與傳統(tǒng)三乙醇胺類助磨劑相對比。結(jié)果表明:摻0.02~0.03廢糖蜜對煤灰粉-礦渣復(fù)合水泥具有明顯的助磨效果,使水泥早期和后期強(qiáng)度均明顯提高,且起作用效果優(yōu)于傳統(tǒng)三乙醇胺類助磨劑。糖蜜摻量超過0.03%時(shí),會對復(fù)合水泥產(chǎn)生明顯的緩凝作用而導(dǎo)致復(fù)合水泥強(qiáng)度有所降低。
【關(guān)鍵詞】復(fù)合水泥;糖蜜;助磨劑;強(qiáng)度發(fā)展
原材料與實(shí)驗(yàn)方案
硅酸鹽水泥熟料產(chǎn)自吉林遼源金剛水泥集團(tuán),粒狀高爐礦渣為鞍山鋼鐵集團(tuán)公司生產(chǎn),粉煤灰為大慶油田自備電廠干排灰,天然石膏產(chǎn)自山東棗莊,各原材料的化學(xué)成分見表1所示。采用某水泥企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)用一種三乙醇胺類助磨劑(TA),其比重為1.12—1.20,pH值為9.80~l1.80,推薦摻量為水泥總質(zhì)量的0.03% 一0.04%。選取兩個(gè)不同制糖企業(yè)排放的廢糖蜜Ma和Mb,其純度分別為63.1%和62.8% 。根據(jù)大量前期研究結(jié)果,確定復(fù)合水泥的基本配方為:水泥熟料:粉煤灰:礦渣:石膏=53:26:15:6,在此水泥配方基礎(chǔ)上,摻人不同摻量各助磨組份,具體摻加方案如表2所示。利用實(shí)驗(yàn)室小型球磨機(jī),固定粉磨時(shí)間為30分鐘,共制備了l2個(gè)不同水泥樣品。采用激光粒度儀測試各水泥樣品的顆粒級配,并按照GB175—2007(通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)測試標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間和力學(xué)強(qiáng)度等基本性能指標(biāo)。
結(jié)果與分析
1:顆粒級配分析
各水泥樣品的顆粒級配測試結(jié)果如圖1和圖2所示。對于未摻任何助磨劑的基準(zhǔn)水泥樣品,小于32um顆粒所占比例為71.15% ,大于65 m顆粒所占比例為5.53%。摻人0.03%的TA助磨劑使水泥中非常細(xì)的顆粒(小于31a,m)含量增多,尺寸大于65um的粗顆粒所占比例有所降低,說明TA對復(fù)合水泥具有良好的助磨效果。與基準(zhǔn)試樣對比,小于32um的顆粒所占比例開始隨著糖蜜摻量增加而增大,當(dāng)糖蜜Ma摻量為0.02% 或糖蜜Mb摻量為0.03%達(dá)到最高值(74.5% ~75.O% ,遠(yuǎn)大于基準(zhǔn)水泥和TA水泥樣品);之后又隨著糖蜜摻量增加而有所減少。另外,當(dāng)糖蜜Ma摻量為0.02%或糖蜜Ma摻量為0.03%時(shí),使水泥中粒徑大于65 m的顆粒所占比例減少2%左右。因此,摻適量廢糖蜜對粉煤灰一礦渣復(fù)合水泥具有顯著助磨效果,且其助磨效果優(yōu)于三乙醇胺類助磨劑。
2:標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量與凝結(jié)時(shí)間
各水泥樣品的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量和凝結(jié)時(shí)間測試結(jié)果如表3所示。摻 rA助磨劑后,水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量由于原來的31.2%增加到32.6% ,這是由于水泥中細(xì)顆粒含量增加,整個(gè)水泥的比表面積增大,在達(dá)到相同流動性時(shí)的需水量增加。摻不同量糖蜜也使水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量有所增大,其增大幅度隨摻量的變化規(guī)律與水泥顆粒級配的變化規(guī)律基本一致,即:細(xì)顆粒所占比例越大時(shí),水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量越高。摻0.03% 的TA助磨劑使復(fù)合水泥的初、終凝時(shí)間分別提前9min和13min,這應(yīng)該與水泥整體細(xì)度增加引起的水化速率加快有關(guān)。
而摻入不同量糖蜜后,各水泥樣品的凝結(jié)時(shí)間均有不同程度的延長,且摻量越高時(shí)延長時(shí)間越長。對糖蜜Ma,摻量從0.01%增加到0.05% 時(shí),水泥的初、終凝時(shí)間延長量分別從16rain和19min增加到71min和96min;對糖蜜Mb,摻量從0.01% 增加到O.05% 時(shí),水泥的初、終凝時(shí)間延長量分別從10min和29min增加到91min和115min。這主要是由于少量糖蜜摻入后對水泥的緩凝作用,雖然所有水泥的初、終凝時(shí)間均在國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),但糖蜜對水泥的緩凝作用在實(shí)際應(yīng)用中仍需要特別注意。
3:水泥強(qiáng)度發(fā)展
各水泥樣品的抗壓和抗折強(qiáng)度測試結(jié)果如圖3、圖4所示。如圖中虛線所示,摻0.03%TA助磨劑使水泥的3d、28d抗折強(qiáng)度分別增加了0.5MPa、0.3MPa,而水泥的3d和28d抗壓強(qiáng)度分別提高了1.6MPa和1.3MPa。所有摻糖蜜水泥樣品的抗壓、抗折強(qiáng)度均明顯高于基準(zhǔn)水泥樣品;不同摻量時(shí)的水泥強(qiáng)度相對比,當(dāng)糖蜜Ma摻量為0.02%或糖蜜Mb摻量為0.03%時(shí),水泥強(qiáng)度達(dá)到最高值:3天,28天抗折強(qiáng)度分別比基準(zhǔn)水泥提高了0.7—0.8 MPa和0.5~0.7MPa,抗壓強(qiáng)度分別提高了2.4—3.3 MPa和2.8—4.0MPa。當(dāng)摻量超過0.03% 后,水泥的強(qiáng)度隨著糖蜜摻量增加而降低,特別是3d強(qiáng)度的降低幅度大于28d強(qiáng)度,這可能與較高摻量糖蜜對水泥的緩凝作用有關(guān).因此,摻適量糖蜜(0.02—0.03%)對復(fù)合水泥的強(qiáng)度改善效果優(yōu)于傳統(tǒng)三乙醇胺類助磨劑。
結(jié) 語
(1) 對水泥漿泵送條件有利的摻合料是硅灰和礦渣,其中硅灰的效果最好,當(dāng)摻量達(dá)到0.12時(shí),為直角曲線,非常適合泵送條件,而礦渣對泵送能力有一定的改善作用,但需要根據(jù)實(shí)際情況做些調(diào)整。其他的摻合料會加快水泥漿稠度增長速度,一定要使用時(shí)應(yīng)注意加入緩凝劑使用。
(2) 硅灰對于水泥漿的泵送能力改善的作用在于,其在大量摻人硅灰之后,水泥摻量相對減少,減緩了水泥水化過程,使水泥漿的稠度增加速度減緩,此外硅灰的表面積最大,吸水速度快在新拌達(dá)到流動度要求時(shí)能夠迅速吸水達(dá)到飽和或接近飽和,從而在接下來的時(shí)間內(nèi)沒有因?yàn)槌掷m(xù)大量的吸水導(dǎo)致水泥漿變稠,使稠度上升。而礦渣不易吸水,也能在一定程度上改善漿體稠度增長速度,此外礦渣一般大量摻入,其替換水泥之后二次水化速度在時(shí)間上較水泥相比后發(fā)生,在一定程度上會降低稠度增長速度。
(3) 摻0.01%~0.05%糖蜜對粉煤灰一礦渣復(fù)合水泥具有良好的助磨效果,當(dāng)摻量為0.02%~0.03%時(shí),其助磨效果優(yōu)于傳統(tǒng)的三乙醇胺類助磨劑。
(4) 摻0.02%~0.03%糖蜜可明顯提高粉煤灰一礦渣復(fù)合水泥的力學(xué)強(qiáng)度,當(dāng)摻量較大時(shí),會對水泥產(chǎn)生明顯的緩凝作用而導(dǎo)致水泥強(qiáng)度有所降低。(本文搜集整理于網(wǎng)絡(luò),如有侵權(quán)之處,請聯(lián)系我們刪除。)