粉煤灰制备抗盐卤水泥工艺
我国盐湖中蕴藏着极其丰富的盐类资源, 然而盐湖卤水严重侵蚀和破坏了湖区内水泥混凝土或钢筋混凝土结构。用普通水泥浇筑的建筑物基础, 在较短时间内就出现严重剥蚀、开裂和酥化现象, 对建筑物安全性构成巨大威胁。因此 , 盐湖地区水泥混凝土的耐久性问题已成为亟待解决的科技难题。
粉煤灰是燃煤火力发电厂将煤粉燃烧熔融后排出的粉末状固体废物, 综合治理和利用粉煤灰具有重大的经济效益和环保意义。基于熟料-矿渣-粉煤灰复合胶凝体系的抗盐卤水泥, 是在熟料制备和水泥配制方面最大限度地利用粉煤灰生产一种适宜高盐卤环境的特种水泥。下面为抗盐卤水泥的制备工艺。
1.原材料
制备抗盐卤水泥所用石灰石、粘土、二水石膏、铁粉、粉煤灰等原材料均由青海省新型建材工贸有限责任公司提供。试验所用粉煤灰为青海省桥头电厂的湿排粉煤灰 (Ⅲ级)和一部分经电收尘器收集的Ⅱ级粉煤灰。由 XRD分析可知(图 1、图 2), 粉煤灰的 XRD图谱在 20～30°的区域内出现比较宽大的衍射特征峰, 表明有较多非晶态的玻璃体存在。与 Ⅱ级粉煤灰相比 , Ⅲ级粉煤灰中非晶态物质含量少 , 化学活性不及Ⅱ级粉煤灰。因此 , 本研究中利用粉煤灰铝含量高的特点 , 采用活性低、含碳量高的 Ⅲ 级粉煤灰作原材料替代铝矾土生产含硅酸三钙(C3S)和无水硫铝酸钙相 (C4A3 )的熟料; 将活性较高的Ⅱ级粉煤灰细磨处理后用作混合材以改善抗盐卤水泥的性能, 综合提高水泥中粉煤灰的利用率。
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2.熟料烧制
根据抗盐卤水泥的性能要求, 采用正交设计优化理论确定抗盐卤水泥熟料的矿物组成。抗盐卤水泥生料配比和熟料矿物组成见表1。
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王炳文,侯运炳,帅培,陈飞
将石灰石、粘土、Ⅲ级粉煤灰、二水石膏、铁粉等原材料按一定的配比关系, 外加适量分析纯CaF2 , 置于全封闭统一试验小磨中混磨, 生料细度控制在0.08mm方孔筛筛余不超过 4%～5%。将混磨好的生料加 8% ～10%的水拌匀 , 用钢模人工压制成Φ3cm × 018cm的波形圆饼 , 自然风干 , 在硅钼棒电炉中煅烧 , 煅烧条件为 1360℃ ×60min,1200℃ 出料, 空气中急冷, 制得熟料。
3.水泥制备
将烘干的粒化高炉矿渣、Ⅱ级粉煤灰按 1∶ 1的比例混合, 外掺适量的复合外加剂, 用统一试验小磨粉磨至表面积 500～520m2/kg, 制得高细混合材。将抗盐卤水泥熟料加10%～14%二水石膏, 置于统一试验小磨中粉磨, 细度控制在0.08mm方孔筛筛余约 3%～5% , 制得抗盐卤水泥熟料粉。按抗盐卤水泥熟料粉 ∶ 高细混合材 = 60∶ 40的比例混合, 继续混磨均匀, 制得抗盐卤水泥。
采用“双掺”技术生产基于熟料-矿渣-粉煤灰复合胶凝体系的抗盐卤水泥 , 即在水泥熟料制备时采用低品质的Ⅲ级粉煤灰 (占水泥生料总量的 12%～18% )作原料生产含 C4A3珔 S相的硅酸盐水泥熟料, 在水泥配制时采用细磨的Ⅱ级粉煤灰 (占水泥总量的 20% )作高活性混合材, 生产大掺量混合材的复合水泥 , 既有助于解决工业废渣排放和环境污染问题 , 尤其是低品质粉煤灰利用问题 , 又能改善和提高水泥性能 , 为粉煤灰的开发利用探索了一条新的途径。
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