煙氣脫硫石膏用作水泥緩凝劑對混凝土性能的影響研究

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1、煙氣脫硫石膏用作水泥緩凝劑對混凝土性能的影響研究段鵬選，張曄，苗元超(北京建筑材料科學研究總院有限公司)摘要：本文以煙氣脫硫(FGD)石膏作水泥調凝劑，通過配制粉煤灰水泥、礦渣水泥和普硅水泥對混凝土工作性能的影響進行研究。結果表明，與天然石膏相比，脫硫石膏用作水泥緩凝劑，對混凝土的工作性能無明顯影響，為FGD石膏的綜合利用提供參考．關鍵詞：煙氣脫硫石膏，水泥緩凝劑，混凝土，性能一概述脫硫石膏是火力發(fā)電廠煙氣脫硫時由S02和CaC03反應生成的一種工業(yè)副產石膏，主要成分為Cas04·2H20。電廠排出的脫硫石膏如不加以利用，不但需要資金和土地建造堆場，而且污染環(huán)境。因

2、此，使用脫硫石膏作水泥緩凝劑是非常有效的將廢物資源化的途徑，可以創(chuàng)造良好的經濟、社會和環(huán)境效益。我國水泥產量已經超過10億噸，水泥行業(yè)每年需要的石膏量超過4000萬噸，所用的石膏基本上是開采的天然石膏。目前供水泥行業(yè)的石膏礦大部分是一些小型礦，在開采過程中的丟棄、浪費情況非常嚴重，有的礦山平均利用率只有40％。如果這種現(xiàn)狀繼續(xù)下去，我國的石膏資源將會在40一50年內被水泥行業(yè)消耗怠盡。脫硫石膏用作水泥調凝劑將直接緩解天然石膏資源匱乏地區(qū)的石膏供應壓力。目前，脫硫石膏用作水泥緩凝劑對水泥性能影響的研究國內已有報道【1‘31，而其對混凝土工作性能的影響還少有報道，本文通

3、過大量試驗，著重研究了脫硫石膏用作水泥緩凝劑對混凝土工作性能的影響。二試驗材料及方法1原材料化學成分分析試驗選取的混凝土原料為北京三家水泥廠的水泥熟料，四種脫硫石膏為水泥緩凝劑，其它原料為礦渣和粉煤灰。表1，表2列出了主要原材料的化學分析數(shù)據．表1煙氣脫硫石膏化學分析(％)No．附著水CaS04·2CaS03·1／2S03MgONa20CaoA1203Fe203Si02H20H20F11495．7O．0344．46O．08O．0632．21O．340．061．60F21590．O0．0341．740．410．0731．320．830．282．43F31092．7O．

4、0343．70O．13O．0831．540．500．222．64F41290．20．06O．060．47O．0731．081．09O．312．76表2水泥熟料化學分析(％)編號幾Si02A1203Fe203CaoMgOMnO，n02S03K20Na20S10．2322．244．373．0264．823．7600000S20．3221．744．853．23“．193．2700000S30．2421．214．653．4365．273．770000．70O表3原材料的S03含量(％)項目天然石膏岱海脫石景山脫內蒙東華脫高井脫礦渣粉煤灰硫石膏硫石膏硫石膏硫石膏S0334．0

5、444．994344．1142．50．170．42試驗方法2．1水泥的磨制利用上述原料在標準磨中磨制水泥，分別磨制普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等三種水泥共計34個。其中水泥S03含量控制為2．5％～3％，比表面積為350±lO艫m3，即O．08斗m篩余小于3％。磨制的水泥樣品按照GB／T1346-一200l進行水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性的測定，并依據GB／T17671—1999《水泥膠砂強度檢測方法(1sO法)》測定水泥7d、14d和28d的抗壓強度和抗折強度。經檢測，磨制的水泥樣品達到國家標準要求。2．2混凝土的配制采用GB8077—

6、87《混凝土外加劑勻質性試驗方法》中的水泥凈漿流動度試驗方法來測試塌落度、水泥凈漿流動度、1h流動度等項目，并且進行混凝土的7d、28d、56d抗壓強度檢測?；炷僚浜媳葘嶒炛校褂玫乃酁榕渲频乃?；砂為細度模數(shù)為2．6—2．9的中砂；減水劑為萘系和聚羧酸高效減水劑，萘系減水劑摻量為2．67％，聚羧酸減水劑為4．56％；石子為粒徑為5—20IIuIl的石子，其中5．10Im為40％，10．20Im為60％?；炷僚浜媳纫姳?。表4混凝土配合比材料水泥砂石子水數(shù)量(kg／In3)3331000870160三脫硫石膏代替天然石膏生產的水泥對混凝土性能影響3．1普通硅酸

7、鹽水泥對混凝土性能影響以s1、s2、s3三家水泥廠的熟料為原料，天然石膏(Fo)和四種脫硫石膏(F1一F4)，摻加礦渣磨制普通硅酸鹽水泥。S03含量為2．5％。磨制水泥的實驗結果如下：表5磨制水泥的實驗結果配比石膏品種礦渣熟料石膏S03時間密度篩余比表面編號％％％量mm艫m3％積％m2／kgl岡2074．5l5．492．5393．090．63432F12075．874．132．5393．090．8348S13F22075．674．332．5393．09O．73504F42075．624．382．5393．090．53445F02073．476．532．5373．