本发明给出的是一种系列改性粉煤灰及其处理工艺和应用。属于建筑材料技术领域。 目前在水泥生产中,使用粉煤灰作水泥混合材生产普通硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥等,其处理工艺大体有两种,其一:干粉煤灰以一定比例和水泥熟料、石膏等一起混合粉磨成水泥。其二、将干粉煤灰预先粉磨至一定细度后,再以一定比例和水泥熟料、石膏混合粉磨成水泥。这两种处理方法往往使水泥早期强度不能充分发挥,从而限制了混合材料的掺量。不能有效地改善水泥安定性。
本发明的目的在于针对上述存在的问题,提出一种可使水泥早期强度充分发挥,提高水泥安定性的予处理工艺及其应用。根据硅酸盐水泥矿物的水泥性能,粉煤灰的组成成份及结构特征,加入一定量的外加剂对粉煤灰进行予处理,改变其化学成份及结构特征,使其有利于改善水泥安定性,激发水泥早期强度,增加混合材掺量,利于后期强度发展。
本发明的技术解决方案:
予处理后的粉煤灰工艺共有三种类型,称其系列改性粉煤灰它有FS型、FA1型、FA2型。
①FS型改性粉煤灰的配比及处理工艺:
成份配比(重量):原状干粉煤灰80~96%
矿渣(含水率小于10%)4~20%
处理工艺:将粉煤灰和矿渣按比例同时入磨,粉磨至细度为边长0.08毫米方孔筛筛余小于3%。
②FA1型改性粉煤灰配比及处理工艺:
成份配比(重量)
原状干粉煤灰60~95%
矿渣(含水率小于10%)占2~15%
二水石膏 占2~10%
水硬石膏 占0~10%
石灰石 占1~5%
处理工艺:将破碎至粒径小于5厘米的石膏和石灰石,按比例和矿渣混合,三天后即可和原状干粉煤灰按规定比例入磨,粉磨至细度为边长0.08毫米方孔筛筛余小于3%。
③FA2型改性粉煤灰的配比及处理工艺:
成份配比:原状干粉煤灰 占80~94%
矿渣(含水率小于3%)占4~10%
可溶性硬石膏或含结晶水石膏占2~10%
处理工艺:将原状干粉煤灰、矿渣和石膏按规定配比比例入磨,粉磨至细度为边长0.08毫米方孔筛筛余小于3%
FS型、FA1型和FA2型粉煤灰使用方法:
FS型、FA1型及FA2型粉煤灰可用于生产普通硅酸盐水泥,矿渣硅酸盐水泥,粉煤灰硅酸盐水泥。它们的使用方法,视熟料特性和水泥晶的不同,选用不同改性粉煤灰作水泥混合材,将改性粉煤灰、熟料及其它材料按比例一起入磨成水泥。使用改性粉煤灰时,石膏用量要适当调整,使水泥中SO3含量不超过国家标准。
FS型、FA1型和FA2型粉煤灰对不同品种水泥的适用性。
①普通硅酸盐水泥:选用FA1型和FA2型粉煤灰为宜,其用量占水泥重量的15%以下。
②矿渣硅酸盐水泥:选用FS型,FA1型和FA2型粉煤灰均可使用,其用量占水泥重量的15%以下。
③粉煤灰硅酸盐水泥:FA1型和FA2型粉煤灰较为适用,也可使用FS型粉煤灰,但效果不如前两种,用量占水泥重量的15%以下。
应用改性粉煤灰作水泥混合材的优点:
1、提高水泥中混合材的掺量,采用同样生产工艺,生产同标号水泥,混合材掺量,在原有基础上,可增加10%~15%(在国家标准之内)
这样可以大幅度降低水泥成本节约能源,提高水泥厂经济效益。
2、提高水泥强度:在国家标准内,增加混合材掺量,不但不降低水泥强度,而且能使强度有所提高。
3、改善水泥安定性,缩短水泥存放时间,加速资金周转,对立窑生产熟料的水泥厂效果尤为显著。
4、增加混合材掺量,水化后增加水化硅酸钙含量,改善水泥后期各种性能。
5、扩大粉煤灰应用途径,减少环境污染。
实施例:
1、改性粉煤灰对水泥安定性的改善:
选用游离氧化钙含量为6.3的立窑熟料进行试验,将熟料55%FA1型粉煤灰35%矿渣5%,石膏5%混合粉磨成水泥,测得三氧化硫含量为2.97,出磨时安定性合格。
2、多掺混合材提高水泥强度。
①同一立窑生产的纯熟料水泥和掺15%的FA1型粉煤灰地普通硅酸盐水泥强度比较:
纯熟料水泥:熟料95%,石膏5%,28天强度:抗压54.1MPa,抗折7.5MPa
普通硅酸盐水泥:熟料81%,石膏4%,FA1型粉煤灰15%,28天强度,抗压57.5MPa,抗折8.1MPa
②同一立窑生产的矿渣硅酸盐水泥和掺FS型、FA1型粉煤灰矿渣硅酸盐水泥的强度比较。
矿渣硅酸盐水泥:熟料55%,矿渣40%,石膏5%,28天强度,抗压43.5MPa,抗折7.1MPa
掺FS型粉煤灰的矿渣硅酸盐水泥:熟料40%,矿渣40%,FS型粉煤灰15%,28天强度,抗压44.0MPa,抗折8.0MPa
掺FA1型粉煤灰的矿渣硅酸盐水泥:熟料40%,矿渣40%,FA1型粉煤灰15%,石膏5%,28天强度,抗压45.9MPa,抗折8.1MPa