回志峰 周 丹

（1遼寧省建筑材料科學研究所；2沈陽順天建設集團有限公司，遼寧 沈陽110000）

粉煤灰是火力發(fā)電廠燃煤粉鍋爐排出的廢渣,我國電力工業(yè)是以燃煤為主,每年排出量已達2億噸以上,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,其排出量還將逐步增加,但我國對粉煤灰的利用率不到20%,而且集中在高品位的一級,二級粉煤灰。眾所周知,粉煤灰的Al2O3含量為20%-30%,比低品位鋁礬土的含量低,但高硅貝利特硫鋁酸鹽水泥中Al2O3含量約為15%,所以可以利用粉煤灰代替低品位鋁礬土摻與配料,制備高硅貝利特硫鋁酸鹽水泥[1,2,3]。本文就緩凝物質(zhì)對粉煤灰高硅貝利特水泥的影響進行了分析。

1 原材料及實驗方法

1.1 原材料

本試驗所用工業(yè)原料：石灰石、低品位石膏、粉煤灰。

分析純試劑：氧化鋅、酒石酸鉀鈉、檸檬酸鈉、三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、二水石膏、蔗糖（食用級）。

以石灰石、粉煤灰和低品位石膏為原材料,磨細,混勻,用直徑為20mm的模具擠壓成型,放置于高溫爐中均勻升溫至1300℃,空氣中自然冷卻,將熟料磨細通過0.08mm方孔篩,取一部分制成直徑30mm試餅,用維勃稠度儀測定初凝及終凝時間。

1.2 實驗儀器設備

實驗主要儀器設備：TG328B電光分析天平；SX3-14-16快速升溫電阻爐；NY-300電子液壓實驗機。

2 實驗結果與分析

2.1 調(diào)凝劑對粉煤灰高硅貝利特硫鋁酸鹽水泥的調(diào)凝作用

改變原材料,用粉煤灰代替低品位鋁礬土配料,礦物組成不變,測定不同調(diào)凝劑對該水泥的調(diào)凝效果,單組分調(diào)凝劑的作用效果如表1所示。

分析表1可知,將單組分蔗糖、氧化鋅、酒石酸鉀鈉、焦磷酸鈉、檸檬酸鈉和三聚磷酸鈉作為調(diào)凝劑加入到粉煤灰高硅貝利特硫鋁酸鹽水泥中,對延長凝結時間有一定的作用,其中檸檬酸鈉、酒石酸鉀鈉和氧化鋅的調(diào)凝效果較好,隨著摻量的增加檸檬酸鈉使水泥的初凝時間從20min增加到60min；酒石酸鉀鈉從21min增加到76min；氧化鋅從27min增加到54min,而蔗糖、焦磷酸鈉、三聚磷酸鈉的作用效果不明顯,初凝時間最長41min,最短18min。

表1 單組分調(diào)凝劑對粉煤灰硫鋁酸鹽水泥的作用結果

復合調(diào)凝劑的作用效果如表2所示,其中檸檬酸鈉與酒石酸鉀鈉兩種有機調(diào)凝劑復合作用效果較好,初凝時間達到57min,終凝時間119min,其他組合調(diào)凝效果差，最短的初凝時間只有14min。

表2 復合組分調(diào)凝劑對粉煤灰硫鋁酸鹽水泥的作用結果

2.2 調(diào)凝劑對粉煤灰高硅貝利特硫鋁酸鹽水泥強度影響

加入調(diào)凝劑后,粉煤灰硫鋁酸鹽水泥的抗壓強度變化分析結果如圖1所示,酒石酸鉀鈉和檸檬酸鈉為調(diào)凝劑的水泥試樣1d抗壓強度分別低于試驗凈漿2MPa和3.9MPa,而加入氧化鋅的試樣1d強度基本接近于試驗凈漿；氧化鋅和酒石酸鉀鈉水泥試樣的3d強度有小幅度增長,而檸檬酸鈉為調(diào)凝劑的水泥試樣3d強度增長迅速,甚至超過了試驗凈漿；氧化鋅為調(diào)凝劑的水泥試樣7d強度已經(jīng)達到總強度的90%以上,數(shù)值為80.5MPa,并超過了試驗凈漿的7d強度76.3MPa。加入調(diào)凝劑酒石酸鉀鈉和氧化鋅的水泥試樣28d強度略低于試驗凈漿,而檸檬酸鈉的后期強度反而高于試驗凈漿,達到94.1MPa。綜上所述,氧化鋅作調(diào)凝劑對水泥的早期強度有利,但后期強度略微降低；檸檬酸鈉作調(diào)凝劑時,水泥的早期強度較低,但對于后期強度無不利影響,由于促進了水泥的后期凝結硬化,使水泥強度有一定的提高。

圖1 調(diào)凝劑對抗壓強度影響

表3 水泥凈漿性能測試結果

表4 加調(diào)凝劑后水泥抗壓強度試驗結果

3 結論

1）粉煤灰硫鋁酸鹽水泥效果較好的調(diào)凝劑是氧化鋅、酒石酸鉀鈉和檸檬酸,初凝最長達75min,酒石酸鉀鈉和檸檬酸復合效果較好，初凝時間在50min以上。

2）強度試驗發(fā)現(xiàn),氧化鋅組早強度較高,而后期強度有所下降；檸檬酸組早強較低,28d強度高。

[1]袁潤章.膠凝材料學[M].武漢：武漢工業(yè)大學出版社，1996：1～7.

[2]鐵大武，李生慶.摻粉煤灰的硫鋁酸鹽水泥混凝土的配制.混凝土[J]，1994：3：49-51.

[3]馮培植，李發(fā)堂.利用粉煤灰燒制低鋁硫鋁酸鹽水泥的初步探討[J].水泥技術，1999(3)：17～19.