礦渣微粉做水泥混合材的最佳配比方案

　　前言

　　2005年以來我公司開始使用礦渣微粉作為水泥的混合材，主要用于32.5強(qiáng)度等級(jí)礦渣硅酸鹽水泥的生產(chǎn)。采用熟料與石膏粉磨為硅酸鹽水泥后，與礦渣微粉在雙軸攪拌機(jī)內(nèi)按配比攪拌均勻后得到成品水泥的生產(chǎn)工藝。該水泥在礦渣微粉摻量60%時(shí)，水泥強(qiáng)度指標(biāo)完全滿足國標(biāo)的要求，尤其是28天強(qiáng)度達(dá)到42.5等級(jí)水泥的要求，但其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增大，凝結(jié)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，對(duì)水泥在混凝土中的使用帶來不利影響。大量的試驗(yàn)表明：熟料的化學(xué)成分、煅燒窯型、石灰石的摻量、石膏摻量、混合材的摻量對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間等物理性能有很大的影響，本次試驗(yàn)采用統(tǒng)一的熟料，主要通過對(duì)熟料、礦渣微粉、礦渣、石灰石、石膏等物料配比的調(diào)整，達(dá)到水泥的最佳顆粒級(jí)配，優(yōu)化水泥性能。

　　1 試驗(yàn)方案的確定

　　1.1 技術(shù)路線

　　使用在德國萊歇立磨LM46.2+2S中粉磨為450m²/kg的太鋼礦渣微粉，將熟料與少量混合材以及適量石膏在φ500×500mm的實(shí)驗(yàn)小磨中粉磨成普通硅酸鹽水泥，與礦渣微粉按比例攪拌混勻成礦渣硅酸鹽水泥后檢驗(yàn)。

　　1.2試驗(yàn)用原料

　　1.3試驗(yàn)方案

　　因影響水泥性能的因素較多，為減少試驗(yàn)次數(shù)，采用類似于正交實(shí)驗(yàn)的方案，取對(duì)水泥性能影響最大的四個(gè)因素：礦渣、石灰石、石膏、礦渣粉摻量，每因素取4個(gè)水平，制定試驗(yàn)方案如下：

　　2 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

　　見表2：

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　　3 試驗(yàn)結(jié)果分析

　　根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算方法，做出正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算表3，表中K1表示該因素對(duì)應(yīng)第一水平的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相加，R表示每列中最大值減去最小值的極差，極差越大，表示該因素的水平變化對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響越大，反之越小。

　　以此類推，可分別做出各因素對(duì)初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、3天、28天抗壓強(qiáng)度的影響，分別得出如下結(jié)論:

　?。?）對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量影響較大的是礦渣微粉和礦渣的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的配比為：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏=72-82%：0-10%：8%：10%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%

　　（2）對(duì)水泥初凝時(shí)間影響較大的是礦渣和石膏的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳初凝時(shí)間的配比為：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏=72-82%：0-10：10%：8%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%

　?。?）對(duì)水泥終凝時(shí)間影響較大的是礦渣、石膏及礦粉的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳終凝時(shí)間的配比為：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏=73%：15%：6%：6%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%

　?。?）對(duì)水泥3d強(qiáng)度影響較大的是礦渣和礦渣微粉的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳3d強(qiáng)度的配比為：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏=73-82%：0-15%：4%：8%）：礦渣微粉=55%：45%

　　（5）對(duì)水泥28d強(qiáng)度影響最大的是礦渣微粉，其次為石灰石、礦渣、石膏的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳28d強(qiáng)度的配比為：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏=78-82%：0-10%：4%：8%）：礦渣微粉=55%：45%

　　4 最終方案的選擇

　　最終配比方案的確定，要考慮到水泥國家標(biāo)準(zhǔn)的要求、水泥優(yōu)良使用性能的要求、配比成本等多方面的因素，最終確定配比如下：

　?。ㄊ炝希旱V渣：石灰石：石膏）: 礦渣微粉=(74%：12%：6%：8%):43%

　　由以上兩表比較可知，配比方案優(yōu)化后，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低了1.5%，水泥初凝結(jié)時(shí)間提前46min，水泥的終凝時(shí)間提前64min，水泥的3d強(qiáng)度變化不大，28天強(qiáng)度不再超強(qiáng)度等級(jí)，水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足國標(biāo)的要求，水泥在混凝土中使用時(shí)用水量、塌落度損失、粘聚性等性能很好。

　　5 結(jié)論

　　將礦渣單獨(dú)粉磨成450m²/kg的礦渣微粉在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用正越來越得到水泥行業(yè)的重視。隨著礦渣比表面積的增加，其活性明顯增強(qiáng)，生產(chǎn)礦渣水泥時(shí)摻量可提高20％。為達(dá)到最佳的使用效果，建議使用普通硅酸鹽水泥與礦渣微粉的混合配制為礦渣水泥，其顆粒分布更廣，水泥各方面性能要優(yōu)于硅酸鹽水泥與礦渣微粉的混合配制。