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关于矿渣水泥强度的试验研究

技术交流

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关于矿渣水泥强度的试验研究

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技术交流
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2008/07/24
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摘要:我国从90年代中期开始重视废渣(矿渣、钢渣)的大范围的开发工作。由过去占地堆存,廉价出售给水泥厂做混合材的被动状态转为主动出击,把初级产品加工成其他行业需要的高附加值产品。

  我国从90年代中期开始重视废渣(矿渣、钢渣)的大范围的开发工作。由过去占地堆存,廉价出售给水泥厂做混合材的被动状态转为主动出击,把初级产品加工成其他行业需要的高附加值产品。为此,吴中伟院士大胆提出大力发展绿色水泥和混凝土,控制熟料产量在3.5亿t的设想。所谓绿色水泥,至少包括节省原燃料,降低资源和能源消耗,减少生产过程中CO2排放量,利用工业副产品,提高水泥产品的质量和强度,使混凝土的力学性能与耐久性得到提高与改善。为了合理开发利用长治地区的矿渣,迎合国际水泥工业发展的总趋势,即以高质量、高效益、节能降耗、保护环境、二次资源能源再利用为目的,我们研究开发了矿渣水泥。

  矿渣是炼铁过程中排出的工业废料,每炼一吨铁约有0.3t的矿渣。近年我国的钢产量突破2亿t,年产水淬高炉矿渣约6000万t。矿渣经水或空气急冷处理成为粒状颗粒,称为“ 粒化高炉矿渣、水淬矿渣”。其化学成分与硅酸盐水泥熟料成分相接近,主要是二氧化硅、 三氧化二铝、氧化钙、氧化镁等氧化物及一些硫化物。经水淬急冷后的矿渣,玻璃体含量多 ,结构处于高能量状态不稳定,潜在活性大。我国的粒化高炉矿渣主要作为混合材用于生产矿渣水泥。其目的是为了减少水泥中的硅酸盐熟料用量,变废为宝,大大降低水泥成本,提高水泥的产量。另外,矿渣也是生产高性能混凝土的新组分,在混凝土中起填充作用、流化作用、增强与耐久作用。矿渣水泥采用分磨技术生产时,由于矿渣和熟料分别粉磨,水泥中矿粉细度要比传统混合粉磨生产的矿渣水泥中矿粉细得多,而且在分磨情况下,矿渣细度与掺量可灵活变化, 并进行多种比例的配合,以便我们发现及掌握矿渣水泥的强度及发展特征,用于指导生产。 当矿渣细度为351~648m2/kg,掺量为30%~70%,其配制的矿渣水泥28d抗压强度可达到40~6 3.9MPa。本文即是通过系统试验探讨不同细度,不同掺量的矿渣水泥性能发展趋势。

  1 试验材料

  1.1 矿渣

  试验所用矿渣为长钢3号—7号,5号—6号高炉水淬矿渣,在粉磨前经烘干,粗破至过3.15mm见方筛,经实验室小磨分别粉磨至351,408,468,526,559,648(m2/kg)的矿渣粉。其化学组成见表1,质量系数为k=1.74。

  1.2 熟料 试验中采用的山西水泥厂干法回转窑熟料经鄂破、粉磨至333,408m2/kg,化学成分 见表1,熟料强度符合硅酸盐水泥52.5强度标准。

  1.3 石膏 试验所用石膏为天然硬石膏,用手锤砸至10×10mm块状,经颚破,辊式破碎至8mm以下 ,在实验磨中粉磨25min。

  2 试验方法

  (1)水泥强度按GB/T17671—1999水泥胶砂强度检验方法(ISO法)。

  (2)凝结时间按GB/T1346—2001水泥标准稠度用水量,凝结时间,安定性检验方法,其中安定性检验采用试饼法。

  (3)比表面积按GB/T8074—1987水泥比表面积测定方法(勃氏法)。

  3 试验方案 我们将石膏掺量固定为4%,不同细度的矿渣粉分别以30%,40%,50%,60%,70%与不同细度的熟料进行正交配比实验,组成60组数据。

  4 试验结果分析(见表3、表4、表5、表6、图1、图2)

  4.1 矿粉掺量与水泥强度发展的关系

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