肖海波
(中國第八工程局有限公司東北公司, 遼寧 大連 116000)
利用各種工業(yè)廢渣廢料,作為代用原料替代混合材,用于生產水泥,既處置了廢料、減少了環(huán)境污染,又節(jié)約了資源和能源,對水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有深遠意義。
采用煤變油項目產生的黑渣粉在水泥中性能影響的研究較少,本文通過在硅酸鹽水泥中摻入 10%、30%的黑渣粉,研究不同黑渣粉摻量對水泥凝結時間、膠砂流動度、膠砂強度性能的影響,選擇合適的黑渣粉摻量用于水泥生產,為水泥生產選定新材料奠定基礎。
黑渣粉:采用山西省潞安集團煤變油項目排出的尾渣,其物理性能如表1:
表1 黑渣粉的物理性能
水泥:P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥;石膏:采用排煙脫硫石膏;水:潔凈的飲用水;砂:中國ISO標準砂。
參照GB/T 1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢測方法》的相關規(guī)定進行,GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢測方法》的相關規(guī)定進行,GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度試驗方法》的相關規(guī)定進行。
本試驗采用對比的試驗方法,黑渣粉a及黑渣粉b分別以0、10%、30%的摻量等量取代水泥,其試驗配合比如表2:
表2 試驗配合比
黑渣粉對水泥凝結時間的影響結果如表3:
表3 凝結時間測定結果
從表3得出以下結果:
與試驗基樣S0相比,S1的初凝時間下降了9.23%,終凝時間下降了3.40%;S3的初凝時間下降了4.10%,終凝時間沒有變化;與試驗基樣S0相比,S2的初凝時間下降了8.72%,終凝時間下降了5.11%;S4的初凝時間下降了4.10%,終凝時間沒有變化;與試驗基樣S0相比,S1的初凝時間下降了9.23%,終凝時間下降了3.40%;S2的初凝時間下降了8.72%,終凝時間下降了5.11%;S3的初凝時間下降了4.10%,終凝時間沒有變化;S4的初凝時間下降了4.10%,終凝時間沒有變化。
黑渣粉對水泥膠砂流動度和標準稠度用水量的影響結果如表4:
表4 膠砂流動度和標準稠度用水量測定結果
從表4得出以下結果:
與試驗基樣S0相比,S1的水泥膠砂流動度下降了4.08%;S2的水泥膠砂流動度下降了 0.82%;S3的水泥膠砂流動度下降了 5.71%;S4的水泥膠砂流動度下降了5.71%;與試驗基樣S0相比,S1的標準稠度用水量上升了1.43%;S3的標準稠度用水量上升了5.73%;S2的標準稠度用水量上升了0.36%;S4的標準稠度用水量上升了4.66%。
黑渣粉對水泥膠砂強度影響的結果如表5:
表5 黑渣粉對水泥膠砂強度測定結果
從表5可得出:隨著黑渣粉摻量的增加,水泥膠砂抗壓和抗折強度逐漸減小,當黑渣粉摻量達到30%時,52.5級水泥抗壓強度不符合規(guī)范標準的要求,石膏的摻入會使得早期水泥膠砂強度下降,后期膠砂強度有所提升。
⑴適量的黑渣粉摻量能降低水泥凝結時間。
⑵當黑渣粉摻入量低于 30%時,石膏的摻量可適當提高水泥膠砂流動度,但影響不大,當黑渣粉摻入量高于30%時,石膏摻量對水泥膠砂流動度幾乎無影響。
⑶隨著黑渣粉摻量的增加,水泥的標準稠度用水量有所增加,但增加幅度不大。
⑷隨著黑渣粉摻量的增加,水泥強度下降幅度越大,當摻量為 30%時,水泥抗壓強度不符合52.5級水泥強度的技術要求。