黑渣粉掺量对水泥性能影响的研究

肖海波

（中国第八工程局有限公司东北公司， 辽宁 大连 116000)

0 前言

利用各种工业废渣废料，作为代用原料替代混合材，用于生产水泥，既处置了废料、减少了环境污染，又节约了资源和能源，对水泥工业的可持续发展具有深远意义。

采用煤变油项目产生的黑渣粉在水泥中性能影响的研究较少，本文通过在硅酸盐水泥中掺入 10%、30%的黑渣粉，研究不同黑渣粉掺量对水泥凝结时间、胶砂流动度、胶砂强度性能的影响，选择合适的黑渣粉掺量用于水泥生产，为水泥生产选定新材料奠定基础。

1 试验原材料及试验方法

（一） 试验原材料

黑渣粉：采用山西省潞安集团煤变油项目排出的尾渣，其物理性能如表1：

表1 黑渣粉的物理性能

水泥：P·Ⅱ52.5硅酸盐水泥；石膏：采用排烟脱硫石膏；水：洁净的饮用水；砂：中国ISO标准砂。

（二）试验方法

参照GB/T 1346-2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检测方法》的相关规定进行，GB/T 17671-1999《水泥胶砂强度检测方法》的相关规定进行，GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度试验方法》的相关规定进行。

（三）试验方案

本试验采用对比的试验方法，黑渣粉a及黑渣粉b分别以0、10%、30%的掺量等量取代水泥，其试验配合比如表2：

表2 试验配合比

2 试验结果及分析

（一） 黑渣粉对水泥凝结时间的影响

黑渣粉对水泥凝结时间的影响结果如表3：

表3 凝结时间测定结果

从表3得出以下结果：

与试验基样S0相比，S1的初凝时间下降了9.23%，终凝时间下降了3.40%；S3的初凝时间下降了4.10%，终凝时间没有变化；与试验基样S0相比，S2的初凝时间下降了8.72%，终凝时间下降了5.11%；S4的初凝时间下降了4.10%，终凝时间没有变化；与试验基样S0相比，S1的初凝时间下降了9.23%，终凝时间下降了3.40%；S2的初凝时间下降了8.72%，终凝时间下降了5.11%；S3的初凝时间下降了4.10%，终凝时间没有变化；S4的初凝时间下降了4.10%，终凝时间没有变化。

（二） 黑渣粉对水泥胶砂流动度及标准稠度的影响

黑渣粉对水泥胶砂流动度和标准稠度用水量的影响结果如表4：

表4 胶砂流动度和标准稠度用水量测定结果

从表4得出以下结果：

与试验基样S0相比，S1的水泥胶砂流动度下降了4.08%；S2的水泥胶砂流动度下降了 0.82%；S3的水泥胶砂流动度下降了 5.71%；S4的水泥胶砂流动度下降了5.71%；与试验基样S0相比，S1的标准稠度用水量上升了1.43%；S3的标准稠度用水量上升了5.73%；S2的标准稠度用水量上升了0.36%；S4的标准稠度用水量上升了4.66%。

（三） 黑渣粉对水泥胶砂强度的影响

黑渣粉对水泥胶砂强度影响的结果如表5：

表5 黑渣粉对水泥胶砂强度测定结果

从表5可得出：随着黑渣粉掺量的增加，水泥胶砂抗压和抗折强度逐渐减小，当黑渣粉掺量达到30%时，52.5级水泥抗压强度不符合规范标准的要求，石膏的掺入会使得早期水泥胶砂强度下降，后期胶砂强度有所提升。

3 结论

⑴适量的黑渣粉掺量能降低水泥凝结时间。

⑵当黑渣粉掺入量低于 30%时，石膏的掺量可适当提高水泥胶砂流动度，但影响不大，当黑渣粉掺入量高于30%时，石膏掺量对水泥胶砂流动度几乎无影响。

⑶随着黑渣粉掺量的增加，水泥的标准稠度用水量有所增加，但增加幅度不大。

⑷随着黑渣粉掺量的增加，水泥强度下降幅度越大，当掺量为 30%时，水泥抗压强度不符合52.5级水泥强度的技术要求。