水泥矿渣高效激发剂的推广前景.doc

水泥矿渣高效激发剂的推广前景第5期(总第136期)山西交通科技2000年lO月SHANXISCIENCE&TECHNOLOGYOFCOMMUNICATIONSNo.5oct.文章编号.%.哆水泥矿渣高效激发剂的推广前景l宋要斌,武志杰(1.吕梁高等专科学校,山西离石,0330002r,山西省心路局吕桀分局,山西离石033000)摘要:通过对熟料和矿渣擞观结构,水化物性等的深层次分析,探讨激发矿渣潜在活性更有效的途径.关键词:琶!兰=芝鎏;:兰;潜在啦硬性;激发己,中图分类号:U214.18文献标识码:D瞄.活性的激发矿渣硅酸盐水泥是水泥主要品种之一,与硅酸盐,普通硅酸盐水泥相比,成本低,耐硫酸盐腐蚀能力强,不过其早期强度偏低,千缩也太.粒化矿渣具有潜在水硬性,一般通过Ca(OH).和硫酸盐激发其活性,笔者通过多年的探讨试用一种有机一无机复合激发剂(简称矿渣高效激发剂),可使得矿渣掺量进一步增加,矿渣水泥的早期强度也适当提高.l粒化矿渣结构分析及活性1.1粒化矿渣的结构粒化矿渣主要是玻璃体结构,同时在玻璃体中存在有少量硅酸盐,铝酸盐微晶体,构成了网络一微晶结构的特点.玻璃体主要以硅酸盐为主,四配位体SiO作为主要结构单元.由于形成粒化矿渣的特定过程决定了_硅氧四面体聚合度低,siO键的相对数量少,化学活性较高,同时在硅酸盐玻璃体中,还有部分由A1替代si而形成的比SiO.四面体活性更高的Al_|铝氧四面体在网络体之外,还存在比四配位体活性更高的六配位体在网络空隙中另有活性也很高的AIO复合离子,所以这种玻璃体是聚合度很低的不完整的网络体,具有活性.1.2粒化矿渣的潜在活性矿渣中的CaO含量偏低,而SiO.的含量又很高,硅氧键聚合度还偏高,使得粒化矿渣单独与水捧和时,反应极慢,水化产物数量较少,得不到足够的胶凝性能,只有在特定条件下,才发生显着水化,所以说粒化矿渣的活性是潜在的.2.1粒化矿渣活性激发的条件要使矿渣呈现胶凝性能,首先在水溶液中必须具有足够数量的极性分子和离子,如极性水分子和OH一离子等;而且要求这些极性分子或离子能够进入玻璃体结构的内部空穴中,再依靠它们与活性阳离子作用使矿渣分散和溶解;然后要在水溶液中能够建立起对新形成的水化产物是高度过饱和的溶液,并维持足够的时间,以实现水化产物的成核,生长,彼此交叉搭接,形成结构网.2.2粒化矿渣活性激发激发粒化矿渣活性的首要条件是碱性水溶液,维持足够时间,足够浓度的碱性水溶液,也就是说在不影响水泥其他性能的前提下,直接或间接提供的OH一离子数量越多,矿渣的活性就越高,再加上硫酸盐的激发作用,使得玻璃体被分散溶解的程度越大.通过一种有机改性ca(oH):和水化过程中间接形成硫酸盐的复合激发作用,能够在矿渣水泥水化过程中持续形成浓度较高的OH一离子,提高了水化硅酸钙的过饱和度,也使得活性SiO进一步被溶解,所以这种激发方式是提高具有潜在活性SiO.的水化程度,而且粒化矿渣siO的化学含量一般是较高的.通过试验发现在矿渣水泥中的最佳掺量为万分之1.5到万分之0.5之间.2.3矿渣高效激发剂的实验过程2.3.1实验用原料矿渣是交城某铁厂的矿渣,碱性系数为0,92,属酸性矿渣,质量系数等于1.3,是活性偏低的粒化矿渣,熟料为立窑熟料,化学成分见表1.收稿日期:20000522作者简升:宋要斌(1967-),男,山西文水人,建筑系副主任,讲师,1989年太原工业大学毕业武志杰(1966-),男,山西文水人.副总工.工程师.1988年东北林业大学毕业.2000年第5期宋要斌,等:水泥矿渣高放激发剂的推广前帚.19.表1熟料一矿渣化学组成对不同厂家提供的熟料和矿渣都有近似的结果.2.3.2实验步骤和实验结果实验分为c一1到c一5五组进行,实验所用原料相同,粉磨时间相同,通过多次对比试验发现激发剂对水泥凝结时影响较小;同时由于矿渣掺量增加,只能对体积安定性有好处,故试验结果(见表2)未列出体积安定性和凝结时间,其他实验步骤按国家标准进行.表2激发剂使用性能试验项目C1C一2C一3C一4C一5熟料掺量/945756.541.536.5矿渣掺量/%04O405560激发剂掺量/g.OOO.1O.10.12石膏掺量/633.53.53.5细度/oA4.95.6I.04.85.0抗压3d45,I2l_33O.823.520.5强度7d5O331.245.033.632.3MPa28d56548.757.651.249.3抗折3d6.54.65.64.74.5强瞳7d725.76.85.95.8MPa28d877.88.47.97.82.4实验结果分析将表2的敦据编制成图(如图1),即可直观表示出矿渣水泥中掺入激发剂对强度和矿渣掺量的影响,从虚线与实线对比可知,同样矿渣掺量,掺入激发剂可使水泥强度提高10MPa左右;由点划线可得出,同等强度范围内,因试验掺入激发荆,可使矿渣掺量增加152O,但矿渣总掺量70试验发现矿渣激发剂还有部分助磨作用.另外笔者进行了大量试验,出,.哗,J,.,.,l5741.5365熟科掺量/虚线为末掺激发剂矿渣承抛强度增长曲线(仅代表试验矿溘,熟抖),实线为掺激发荆水泥强度与矿渣捧量的关系图l矿渣掺量一抗压强度曲线3结论根据以上分析可知,掺人万分子1.5到万分子0.5的矿渣活性激发剂(具体掺量由实验确定),可以大幅度提高水泥产量,降低生产成本,据部分水泥厂生产试用,可提高水泥产量25左右(磨机容量许可的条件下),每生产lt水泥,由高效激发剂带来的利润约1.3元,而且这些利润是在不增加熟料产量,不增加固定投资的基础上产生的,这样对于部分强度波动大,体积安定性不稳定的小水泥,使用矿渣高效激发剂可以解决这难题,而且还可以提高产量和效益.参考文献:Eli凯尔.F.水泥生产及性能M.杨撼骧译.北京:中国建筑工业出版社982.2袁润章.腔凝材料学M.武汉:武汉工业大学出版杜.1988.3沈威t黄文熙,闶盘荣.水泥工艺学M.武汉:武汉工业大学出版社+1991.PopularizationProspectofCementSlagHighEfficiencyExcitationAgentsoNGYanbin.WUZhijie(1.LuliangHigherVocationalSchool,Lishi,Shanxi033000,China2.LuliangBranchShanxiProvincialHighwayBureau,Lishi,Shattxi033000.China)Abstract:Byfurtheranalysisotmicroscopicstructur