缓凝水泥的研制

缓凝水泥的研制0.前言随着高等级公路交通现代化建设的快速发展，发展水泥混凝土路面已经放到了道路建设的重要位置，由于道路施工拌料、铺平、压实等时间较长，必须在水泥凝结时间到来之前完成，用户根据现场施工状况要求，水泥凝结时间需要延长，一般情况下根据施工要求水泥初凝时间应大于4h，终凝时间不小于6h。同时因为缓凝水泥自身的特性及其在生产组织过程中的诸多不便，因而水泥厂一般不愿生产该品种水泥，所以水泥市场上，缓凝水泥的需求量剧增。鉴于水泥市场和行业竞争的需要，某厂决定研制P.C32.5级缓凝复合硅酸盐水泥，用于就近高速公路路面工程。并确定了分两步走，首先进行P.C32.5级缓凝复合水泥小磨试验，然后进行大磨试生产，从而确保水泥产品质量的稳定性。1.采用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂生产缓凝水泥的小磨试验根据水泥生产工艺理论，延长水泥凝结时间可以通过三种方法实现，一是调整水泥熟料率值，适当降低其KH、IM值（降低C3S>C3A含量），提高SM值（提高C2S含量）。二是改变混合材品种（如掺加矿渣等活性发挥较慢的混合材）、水泥细度和石膏掺量。三是在水泥中加入起缓凝作用的外加剂。我们决定从实际出发，采用第三种，拟用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂在化验室小磨上进行了试验。脱硫石膏是火电厂的副产品，一般为粉末状，呈灰白色或淡黄色，水分含量较大。磷石膏是磷肥厂排放的废料，它含有少量的游离酸、氟化物，使水泥的凝结时间延长，水泥强度降低，同样为粉末状，水分含量大。脱硫石膏的技术性能见表1，磷石膏的技术性能见表2,水泥熟料的化学成分、矿物组成及物理性能见表3,采用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂生产缓凝水泥的小磨试验见表4.表1脱硫石膏的技术性能项目附着水（%）SO3（%）放射性指数内控标准<15>40合格检测值14.643.79合格表2磷石膏的技术性能项目附着水(%)SO3(%)P2O5(%)放射性指数内控标准<15>40<0.5合格检测值14.342.680.43合格表3 水泥熟料的化学成分、矿物组成及物理性能LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOC3SC2SC3AC4AF3d抗压(MPa)28d抗压(MPa)初凝(min)终凝(min)0.3121.245.373.3765.481.3159.8915.718.5110.2432.260.372115表4采用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂生产缓凝水泥的小磨试验方案配比(％)抗压强度(MPa)Loss(%)SO3(%)细度(%)比表面积(m2/kg)安定性初凝(min)终凝(min)标准稠度(%)熟料矿渣灰石脱硫石膏磷石膏3d28d165.022.28.04.8018.238.45.852.272.8346合格14820521.3265.022.28.004.817.637.55.732.362.9339合格36048026.2365.022.08.02.03.018.438.75.562.322.7352合格34345525.6由表4可以看出，方案1虽满足P.C32.5级水泥质量要求，但凝结时间较短，不具备缓凝水泥的作用；方案2从凝结时间看完全具备缓凝水泥的质量要求，也符合P.C32.5级水泥质量的要求，但强度略有偏低，质量不够稳定；相比之下方案3较好，从凝结时间看完全满足缓凝水泥的时间要求，以利于道路施工，从强度看也合适，较稳定，便于质量控制，可以看出采用方案3能够稳定生产出P.C32.5级的复合硅酸盐水泥。2.采用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂生产缓凝水泥的大磨试验2011年5月我们采用方案3,利用脱硫石膏和磷石膏作缓凝剂在某厂大磨上进行了缓凝水泥的试制，同时根据用户需要和国家标准制定了企业内部缓凝复合水泥(P.C32.5)内控标准见表5，试制缓凝(P.C32.5)水泥的物理性能见表6.表5缓凝复合水泥(P.C32.5)内控标准项目3d强度(MPa)28d强度(MPa)Loss(%)SO3(%)细度(%)比表面积(m2/kg)凝结时间(min)抗折抗压抗折抗压初凝终凝内控标准>3.5>17.0>6.0>37.0<6.02.2d0.2<3.0>330>300>400表6试制缓凝(P.C32.5)水泥的物理性能2011年5月3d强度(MPa)28d强度(MPa)Loss(%)SO3(%)细度(%)比表面积(m2/kg)凝结时间(min)标准稠度(%)抗折抗压抗折抗压初凝终凝平均4.219.27.639.35.682.282.835635247526.433.生产中一些问题的处理脱硫石膏和磷石膏进厂水分较高，一般在14%左右，在生产过程中易造成粘结和堵塞，不利于机口喂料，出现下料不畅，给正常生产带来不便，应采取晾晒，使水分蒸发，晾晒后水分可降低到8%左右。进厂时要有一定的储备，晾干后入大棚存放，不能随进随用，从而避免台时产量低、下料不畅、配料不稳而影响出磨水泥质量。如有条件采用烘干机烘干后使用则更好。加强磨内通风，及时排出磨内水分。要求中控水泥磨操精细操作，将磨尾排风机风门开度，由以前的85%开到100%，目的是加大磨内排风，让磨内产生的水蒸气及时排出磨外，有利于提高磨机产量。严格控制进厂磷石膏中的磷含量。对进厂磷石膏的磷含量要经常进行检测，如不具备检验条件，可委托省水泥质检站进行检测，磷石膏中P2O5的含量一般控制在0.3—0.5%，磷含量过高，会引起水泥凝结时间过长，强度下降幅度较大，应定期检测。4.结语高速公路的路面工程因其施工的特殊性，对水泥的凝结时间和强度等性能提出了具体要求，一是要求水泥的初、终凝时间较长，初凝时间在4h以上，终凝时间在6h以上；二是水泥的强度等级要符合P.C32.5级的要求。通过试生产试验得知，采用脱硫石膏和磷石膏搭配作缓凝剂，并复掺矿渣和灰石混合材，可成功生产出符合以上要求的缓凝P.C32.5级水泥。脱硫石膏和磷石膏水