鹽城市助成粉磨科技有限公司
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復合(礦渣粉、粉煤灰)超細粉生產工藝
助成粉磨科技有限公司 徐懷洲
一、技術背景:
礦渣微粉生產工藝技術已較為成熟,受鋼鐵去產能的影響,礦渣微粉日益緊俏,價格不斷攀升,和水泥價格相差已不大。而粉煤灰資源相對較為豐富,但其早期活性較低,用量有限,價格相對較低。通過將粉煤灰進一步超細粉磨,可提高其早期活性,提高用量。
二、超細粉的活性的研究
(1)超細粉的粉磨時間和比表面積
西南科技大學試驗通過化驗室小磨,將礦渣粉和粉煤灰進一步加工成一定的比表面積,對其進行水泥物理性能檢測。試驗用材料為3kg,粉磨時間分別為40分鐘和60分鐘,其比表面積和粒度分布如下表
粉磨時間 | 物料 | 比表面積 | 粒度分布 | |||
<10.024um % | <20.000um % | <31.698um % | <63.264um % | |||
40分鐘 | 粉煤灰 | 641.1 | ||||
60分鐘 | 粉煤灰 | 802.5 | 57.01 | 79.23 | 90.54 | 98.26 |
40分鐘 | 礦渣 | 650.2 | ||||
60分鐘 | 礦渣 | 820.8 | 51.54 | 73.33 | 86.14 | 97.38 |
(2)超細粉的活性
將比表面積為800±20m2/kg的兩種超細粉,摻入350m2/kg的熟料粉(熟料:石膏=95:5)作對比,測試水泥物理性能,結果見下表(超細粉:熟料:石膏=30:65:5)
試樣編號 | 摻入料 | 標準稠度 | 凝結時間(h:min) | 3天強度(MPa) | 28天強度(MPa) | |||
初凝 | 終凝 | 抗折 | 抗壓 | 抗折 | 抗壓 | |||
1 | 純熟料粉 | 27.2 | 2:29 | 3:26 | 5.0 | 20.8 | 9.9 | 50.4 |
2 | 礦粉 | 25.4 | 2:29 | 3:09 | 5.5 | 24.1 | 10.0 | 52.3 |
3 | 粉煤灰 | 26.6 | 2:47 | 3:40 | 4.2 | 17.1 | 10.3 | 49.7 |
從上表中可以看出,超細粉的摻加減少了需水量。超細粉煤灰的摻加引起凝結時間的延長,超細礦渣粉的摻加引起凝結時間縮短。超細粉煤灰的火山灰活性不夠高,水化早期火山灰反應沒有發(fā)生,超細粉煤灰的摻加減少了熟料的量,減弱了熟料的水化反應,因而延長了凝結時間。超細礦渣粉的火山灰活性很高,水化早期火山灰反應就發(fā)生生了,進而促進了熟料的水化反應,因而縮短了凝結時間。摻入超細粉煤灰降低了3天強度,28天強度影響不大。摻入超細礦渣粉對3天和28天強度都有增加。
(3)復合超細粉的活性
如果將超細礦粉和粉煤灰結合在一起,其性能更優(yōu)越。
將35%的S95礦渣微粉(比表面積大于400m2/kg)和65%的二級粉煤灰(45um篩余小于20%),共同入球磨機粉磨,對磨內結構進行改造,并使用微型研磨體(直徑6~10mm),粉磨后復合粉的比表面積大于700m2/kg以上,摻入到成品水泥中,試驗對水泥性能的變化。結果表明,最高可替代比例達20%,水泥的三天和七天早期強度沒有下降,28天強度還有所增加。
其結果見下圖
三、復合超細粉的工業(yè)化生產和應用
利用長徑比稍大的球磨機,對磨機襯板、隔倉板、出料裝置進行改造優(yōu)化,并使用微型研磨體(軸承鋼珠、鋼柱)即可實現(xiàn)工業(yè)化開路或閉路(需超細選粉機)生產。生產的復合超細粉可以替代礦粉或直接在42.5級成品水泥中摻加20%左右。
以2.6X13m磨機為例,改造后開路生產,復合粉中礦渣微粉比例為35~40%,二級粉煤灰比例為60~65%,成品比表在700m2/kg以上,臺時可達20t/h以上,綜合電耗為50kWh/t左右,投資回收期僅為6個月。河南某廠2.6X16m,開路粉磨工藝生產,臺時產量約30t/h。入磨原料粉煤灰60%,S95礦粉40%,產品28天活性指數達105%,需水量比僅為88.9%。在水泥廠生產中替代礦粉。在C30混凝土中可在原配合比基礎上替代礦粉或等量替代60~80kg水泥。
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