我國(guó)鹽湖中蘊(yùn)藏著極其豐富的鹽類資源, 然而鹽湖鹵水嚴(yán)重侵蝕和破壞了湖區(qū)內(nèi)水泥混凝土或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。用普通水泥澆筑的建筑物基礎(chǔ), 在較短時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)嚴(yán)重剝蝕、開(kāi)裂和酥化現(xiàn)象, 對(duì)建筑物安全性構(gòu)成巨大威脅。因此 , 鹽湖地區(qū)水泥混凝土的耐久性問(wèn)題已成為亟待解決的科技難題。

粉煤灰是燃煤火力發(fā)電廠將煤粉燃燒熔融后排出的粉末狀固體廢物, 綜合治理和利用粉煤灰具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保意義。基于熟料-礦渣-粉煤灰復(fù)合膠凝體系的抗鹽鹵水泥, 是在熟料制備和水泥配制方面最大限度地利用粉煤灰生產(chǎn)一種適宜高鹽鹵環(huán)境的特種水泥。下面為抗鹽鹵水泥的制備工藝。

1.原材料

制備抗鹽鹵水泥所用石灰石、粘土、二水石膏、鐵粉、粉煤灰等原材料均由青海省新型建材工貿(mào)有限責(zé)任公司提供。試驗(yàn)所用粉煤灰為青海省橋頭電廠的濕排粉煤灰 (Ⅲ級(jí))和一部分經(jīng)電收塵器收集的Ⅱ級(jí)粉煤灰。由 XRD分析可知(圖 1、圖 2), 粉煤灰的 XRD圖譜在 20～30°的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)比較寬大的衍射特征峰, 表明有較多非晶態(tài)的玻璃體存在。與 Ⅱ級(jí)粉煤灰相比 , Ⅲ級(jí)粉煤灰中非晶態(tài)物質(zhì)含量少 , 化學(xué)活性不及Ⅱ級(jí)粉煤灰。因此 , 本研究中利用粉煤灰鋁含量高的特點(diǎn) , 采用活性低、含碳量高的 Ⅲ 級(jí)粉煤灰作原材料替代鋁礬土生產(chǎn)含硅酸三鈣(C3S)和無(wú)水硫鋁酸鈣相 (C4A3 )的熟料; 將活性較高的Ⅱ級(jí)粉煤灰細(xì)磨處理后用作混合材以改善抗鹽鹵水泥的性能, 綜合提高水泥中粉煤灰的利用率。

2.熟料燒制

根據(jù)抗鹽鹵水泥的性能要求, 采用正交設(shè)計(jì)優(yōu)化理論確定抗鹽鹵水泥熟料的礦物組成。抗鹽鹵水泥生料配比和熟料礦物組成見(jiàn)表1。

王炳文,侯運(yùn)炳,帥培,陳飛
將石灰石、粘土、Ⅲ級(jí)粉煤灰、二水石膏、鐵粉等原材料按一定的配比關(guān)系, 外加適量分析純CaF2 , 置于全封閉統(tǒng)一試驗(yàn)小磨中混磨, 生料細(xì)度控制在0.08mm方孔篩篩余不超過(guò) 4%～5%。將混磨好的生料加 8% ～10%的水拌勻 , 用鋼模人工壓制成Φ3cm × 018cm的波形圓餅 , 自然風(fēng)干 , 在硅鉬棒電爐中煅燒 , 煅燒條件為 1360℃ ×60min,1200℃ 出料, 空氣中急冷, 制得熟料。

3.水泥制備

將烘干的�；郀t礦渣、Ⅱ級(jí)粉煤灰按 1∶ 1的比例混合, 外摻適量的復(fù)合外加劑, 用統(tǒng)一試驗(yàn)小磨粉磨至表面積 500～520m2/kg, 制得高細(xì)混合材。將抗鹽鹵水泥熟料加10%～14%二水石膏, 置于統(tǒng)一試驗(yàn)小磨中粉磨, 細(xì)度控制在0.08mm方孔篩篩余約 3%～5% , 制得抗鹽鹵水泥熟料粉。按抗鹽鹵水泥熟料粉 ∶ 高細(xì)混合材 = 60∶ 40的比例混合, 繼續(xù)混磨均勻, 制得抗鹽鹵水泥。

采用“雙摻”技術(shù)生產(chǎn)基于熟料-礦渣-粉煤灰復(fù)合膠凝體系的抗鹽鹵水泥 , 即在水泥熟料制備時(shí)采用低品質(zhì)的Ⅲ級(jí)粉煤灰 (占水泥生料總量的 12%～18% )作原料生產(chǎn)含 C4A3珔 S相的硅酸鹽水泥熟料, 在水泥配制時(shí)采用細(xì)磨的Ⅱ級(jí)粉煤灰 (占水泥總量的 20% )作高活性混合材, 生產(chǎn)大摻量混合材的復(fù)合水泥 , 既有助于解決工業(yè)廢渣排放和環(huán)境污染問(wèn)題 , 尤其是低品質(zhì)粉煤灰利用問(wèn)題 , 又能改善和提高水泥性能 , 為粉煤灰的開(kāi)發(fā)利用探索了一條新的途徑。

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