多种副石膏混合作水泥缓凝剂的实践

孟庆举　韩振国　王 敏

山东鲁碧建材有限公司，山东 莱芜 271104



多种副石膏混合作水泥缓凝剂的实践

孟庆举韩振国王 敏

山东鲁碧建材有限公司，山东 莱芜 271104

工业副产品石膏用作水泥缓凝剂，对水泥的物理性能影响不大，有小幅增加强度作用；柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏在水泥中按照4∶4∶3搭配使用，完全可行，对水泥性能无不利影响；使用工业副产品石膏后，吨水泥可降低材料成本2.5元，每年可增效250万元。

天然石膏氟石膏柠檬酸渣钢厂脱硫石膏

0　引言

天然石膏作为缓凝剂在水泥中使用最为广泛,但天然石膏成本较高，属于不可再生资源。而公司周围化工厂较多，工业副产品石膏（简称副石膏）堆积较多，成为困扰政府和化工企业的难题。副石膏完全可以代替天然石膏作为水泥缓凝剂，且成本低，但单独使用一种副石膏，供应量不能满足生产需求。公司结合实际情况，决定采用钢厂脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏混合搭配使用。本文就多种副石膏混合作水泥缓凝剂的实践进行总结。

1　多种副石膏的化学性能

表1列出天然石膏、钢厂脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏化学性能。

由表1可以看出，几种原料化学组成相差不大，但脱硫石膏、柠檬酸渣、氟石膏SO3含量较天然石膏要高，其中氟石膏SO3含量最高，达到50%。但钢厂脱硫石膏中Cl-较高，钢厂脱硫石膏应尽量少用。

2　试验方案及试验结果

2.1试验方案

相对固定水泥中SO3含量，将熟料、不同品种石膏、石灰石、粉煤灰经小磨混磨28 min，大磨生产的熟料粉再与矿渣粉按照7∶3比例混合成水泥，检测水泥各性能。按照GB/T1346-2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》标准测定水泥标准稠度用水量、凝结时间；按照GB/17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》标准测定水泥各龄期强度。试验水泥配比见表2，试验水泥物理性能检验结果见表3。

2.2分析讨论

2.2.1不同石膏对水泥易磨性的影响

从以上试验结果可以看出，相同粉磨时间，随着石膏搭配种类增多，水泥细度有所降低，主要是副石膏为粉状，易磨性相对较好。

表1　天然石膏、柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏化学组成和结晶水量　　　　　　%

表2　试验水泥配比方案　　　　　　　　　　　　　　　　%

表3　试验水泥物理性能检验结果

2.2.2不同石膏对水泥凝结时间、需水量的影响

从用水量看，掺加副石膏都比基准用水量小；从凝结时间看，只有单独掺加柠檬酸渣的方案，凝结时间延长较多（初凝、终凝时间延长都在30 min），其余方案影响不明显。

2.2.3不同石膏对水泥强度的影响

从试验结果观察对强度的影响：单掺氟石膏＞单掺钢厂脱硫石膏＞氟石膏+钢厂脱硫石膏＞天然石膏=氟石膏+柠檬酸渣＞氟石膏+柠檬酸渣＞柠檬酸渣，掺加脱硫石膏、氟石膏水泥的强度都比用天然石膏稍高一些。因为脱硫石膏、氟石膏中含有部分未反应CaCO3和部分可溶盐，有利于加速水泥水化，促进水泥强度发展，并能够激发混合材活性，对提高水泥强度有利。单独使用柠檬酸渣，其所含有机物降低水泥强度较多，只能搭配使用。

（4）根据试验方案和原材料供应情况，决定在实际生产中采取方案6。

3　工业应用

3.1基本情况

副石膏（柠檬酸渣∶氟石膏=2∶2）、石灰石（7%）、熟料（89%）经150-90辊压机预粉磨后，入磨头缓冲仓，通过磨前计量秤及输送皮带（按照熟料细粉91.5%、粉煤灰7%、钢厂脱硫石膏1.5%配比）入Φ3 m×11 m开路磨粉磨，出磨熟料粉经过FT1120搅拌机与矿渣粉按照7∶3比例搅拌成P·O42.5水泥。

根据实际生产情况，为了稳定水泥质量，氟石膏和柠檬酸渣按1∶1比例入辊压机预粉磨，磨前加钢厂脱硫石膏调整SO3质量。

表4为生产前后数据对比（10月14号-10月19号为使用前数据，10月20号以后为使用后数据）。

表4　出磨熟料粉及搅拌水泥质量情况

3.2结果分析

（1）使用副石膏后，水泥45 μm、80 μm筛余有所降低，比表面积有所升高。

（2）使用副石膏后需水量有所降低，凝结时间变化不大。

（3）熟料粉、水泥3 d抗压强度均上升1 MPa左右，28 d抗压强度均上升2 MPa左右。

3.3效益分析

单独使用天然石膏，配比在5.25%，占水泥成本4.25元/t；使用副石膏（氟石膏、柠檬酸渣、钢厂脱硫石膏），配比在3.85%，占水泥成本1.75元/t。与使用天然石膏相比，吨水泥可降低材料成本2.50元，对于年产100万t的水泥粉磨站，每年可以增效250万元。不同石膏折算为SO3价格比较见表5。

4　结束语

表5　不同石膏折算为SO3价格比较

（1）副石膏用作水泥缓凝剂，对水泥的物理性能影响不大，有小幅增加强度作用。

（2）柠檬酸渣、氟石膏、钢厂脱硫石膏在水泥中按照4∶4∶3搭配使用，完全可行，对水泥性能无不利影响。

（3）使用副石膏后，吨水泥可降低材料成本2.50元，每年可增效250万元。

TQ172.462

B

1008-0473(2016)03-0070-03DOI编码：10.16008/j.cnki.1008-0473.2016.03.012

2016-01-12）