脱硫石膏作调凝剂制备的水泥及混凝土的性能研究.pdf
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1、文章 编 号: 1 0 0 7 0 4 6 X ( 2 0 1 1 ) 0 4 - 0 0 2 4 - 0 3 固废弄 l J 用 脱硫石膏作调凝剂制备的水泥及混凝土的性能研究 Re s e a r c h o n P e r f o r ma n c e s o f C e me n t a n d C o n c r e t e w i t h D e s u l f u r i z e d Gy p s u m a s R e t a r d e r 王玉兰1李阳: ( 1 上海市建筑建材业市场管理总站,上海 2 0 0 0 3 2 ;2 上海市建筑科学研究院 ( 集团)有限公司, 上海
2、 2 0 0 0 3 2 ) 摘要 : 对 上海 市脱 硫石 膏 作为 调凝 剂制 备 的水 泥及 其 混凝 土进行 了试验研 究。 结果表 明 :脱硫 石 膏 可完全 取代 天 然石 膏,用 作 水泥调 凝剂 , 生产 的水 泥能满足 国家标准 的规 定 ;用脱硫石 膏调 凝剂 水泥配 制的 混凝土 与 用天然二 水石 膏调凝 剂水 泥 配 制的 混凝土 力学性 能基 本一 致。 关键词 : 脱硫 石 膏;水泥调 凝 剂;混凝 土 中图 分 类号 :T Q1 7 2 4 6 2 文 献标 识 码 :A 0前 言 近年来,国家强化了对电厂s 0 排放的控制,2 0 0 9 年 上海多家电厂集中
3、上烟气脱硫装置,脱硫石膏的排放量快 速增长,预计2 0 1 1 年将达2 0 0万t 。在上海市脱硫石膏综 合利用的相关政策推动下, 上海市脱硫石膏综合利用稳步 发展,脱硫石膏作为水泥调凝剂用于水泥厂已成为脱硫石 膏的主要利用途径之一。我们试验研究了上海市石洞口 电厂脱硫石膏为调凝剂的水泥及其混凝土的性能特点,供 水泥的生产、使用单位参考。 1脱硫石膏的理化性能 1 1化学组分 从石洞口电厂取脱硫石膏样品进行化学分析,以上海 联合水泥厂取得的天然石膏进行对比实验。实验用脱硫石 膏与天然石膏的性能见表 1 。 表 1 石洞口电厂脱硫石膏与天然二水石膏的化学组分及含碳量 由表 1 可知。 ( 1
4、) 石洞口电厂脱硫石膏中的S O 含量波动不大,一 般为4 2 一 4 6 。而天然二水石膏的s O 含量仅为3 5 左 右,脱硫石膏的纯度较高。 ( 2 ) 石洞口电厂脱硫石膏中的C a S O I 2 H 0含量远 远低于 “ 日 本水泥用烟气脱硫石膏质量要求”。检验方法 2 4 CoAL ASH 4 20 1 1 按照 烟气脱硫石膏( 报批稿) 进行。 ( 3 ) 石洞口电厂脱硫石膏的含碳量远远低于日本水泥 用烟气脱硫石膏质量要求 ( 灰分含量2 0 0 )。 1 2矿物组成分析 对脱硫石膏进行 X射线衍射结构分析( 图略) 。主要成分 是 C a S O 4 2 H 0( 二水石膏)
5、,还有少量C a C O 3 ( 方解石) 和s i O 2 ( 一 石英) 。脱硫石膏和天然二水石膏的矿物组成很接近, 唯一区别在于脱硫石膏含有少量的 C a C O , ( 方解石) 。 1 3微观结构分析 将脱硫石膏和天然二水石膏两种材料用扫描电镜进行 形貌观察( 图略) 。可以观察到,脱硫二水石膏颗粒外形完 整,多为短柱状,大部分颗粒尺寸2 5 m;而天然二水 石膏为针片状 ,大部分颗粒为 1 5 m,个别大颗粒 2 5 m。 2试验方法 2 1试验原材料 水泥熟料:取自上海海豹水泥厂水泥熟料。 矿粉:上海宝田新型建材有限公司生产的 $ 9 5 矿粉。 粉煤灰:取自宝钢电厂的磨细灰 (
6、 C 类级灰)。 脱硫石膏:取自上海石洞口电厂。 天然二水石膏:取自 上海联合水泥厂。 砂:细度模数为2 9 O的中砂。 石:5 2 0 m m连续级配的碎石。 减水剂:上海住总生产的木钙,掺量为0 6 0 。上 海建研建材公司生产的聚羧酸减水剂,掺量为 1 0 0 。 2 2试验步骤 ( 1 )试验小磨粉磨前将脱硫石膏在 4 0 5 0下干燥, 按表 2 配料型硅酸盐水泥。每组试样配料 5 k g ,在球磨 机内进行粉磨, 粉磨后比表面积控制在 3 8 0 4 2 0 m k g 。 表 2 各种硅酸盐水泥的比表面积、密度 ( 2 ) 按照国家相关标准进行水泥和混凝土试验。 3水泥试验结果
7、两种水泥的凝结时间、强度等试验结果见表 3 。 表 3 两种硅酸盐水泥的试验结果 由表 3 可得出以下 3 点。 ( 1 ) 掺人脱硫石膏的水泥比掺人天然石膏的水泥凝结 时间略长 。 ( 2 ) 与天然二水石膏相比,用脱硫石膏制成的水泥强 度稍高。 ( 3 ) 用脱硫石膏生产的水泥各项质量指标均能达到水 泥标准的要求,脱硫石膏完全可以代替天然二水石膏作水 泥调凝剂。 4混凝土试验结果 4 1两种水泥配制的混凝土试验配合比 分别以脱硫石膏调凝剂水泥 T l 、天然石膏调凝剂水 泥 T 2为胶凝材料,以粉煤灰、矿渣作为掺合料,碎石和 中砂为集料,配制两组C 3 0 泵送混凝土和两组 C 5 0 泵
8、送混 凝土,坍落度控制在 1 6 0 1 8 0 m m。两种水泥配制的混凝 土试验配合比见表 4 。 表 4 两种水泥配制的混凝土配合比 k g m 胶凝材 水胶 胶凝材料 集料 编号 料用量比水泥 碎石 中砂 水 4 2两种水泥配制的混凝土的表观密度、含气量及塌落度 两种水泥配制的混凝土性能见表 5。 表 5 两种水泥配制的混凝土性能 由试拌情况及表 5可得出以下 3 点。 ( 1 )在相同配比的情况下,与天然石膏缓凝剂水泥配 制的混凝土相比,脱硫石膏缓凝剂水泥配制的混凝土坍落 度为2 0 3 0 m lT l ,这与脱硫石膏的微观结构为短柱状有关。 ( 2 )比较两种新拌混凝土的性能,脱
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