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轻质碳酸钙掺无机复合填料对脱硫石膏的性能影响
2017-12-28 10:30:08 中国质量新闻网

轻质碳酸钙掺无机复合填料对脱硫石膏的性能影响

文 王小红

近年来,脱硫工业副产石膏与粉煤灰、矿渣及各种活性掺和料混合使用以提高脱硫石膏的利用价值一度受到众多企业的高度亲睐,在国外,对这些工业副产石膏进行综合利用的技术已日渐成熟,对于我们这样一个经济正在迅速发展、世界最大的发展中国家而言,如何切实有效利用工业废渣及副产石膏,并产生最大的社会效益,为社会百姓造福,提升我国在工业副产石膏方面的技术水平,而避免二次污染的发生,已经成为迫切待以解决的全国性难题。

试验

通过实验进行最佳配合比的确定。为保证本次结论的可行性和准确性,本试验中,轻钙作为碱性激发剂能够激发石膏的活性,从而提高其部分性能;水泥作为提高石膏强度性能的无机添加物,其添加量为2.00%;石膏专用缓凝剂、减水缓凝剂的用量均为0.25%,选取材料如下:

脱硫石膏:(山西潞城电厂脱硫)。

水泥:42.5R普通硅酸盐水泥(山西智海水泥公司生产)。

粉煤灰:二级粉煤灰(太原一电厂工业副产)。

矿渣:吕梁钢厂工业副产。

试验中,分别调整轻钙在不同石膏胶结材料中的配比,来研究轻钙对不同胶结料标稠用水量、强度、凝结时间的影响,并得出轻钙最佳含量。轻钙含量分别取0.50%、1.00%、1.50%、2.00%四个测点进行研究。

实验条件:成型三天后进干燥箱进行烘干,测其绝干强度。

试验研究操作步骤严格按照国家标准和相关行业标准进行操作,记录试验数据并进行分析。

试验一:脱硫石膏:98%;水泥:2.00%;石膏专用缓凝剂0.25%;减水缓凝剂0.25%。

通过实验整理试验数据,分析变化规律如下:

1、随着轻钙含量的增加,标稠用水量基本没有变化;

2、初凝时间随轻钙的增加缓慢增长;终凝时间缓慢缩短;

3、干折强度随轻钙的增加逐步增加,变化幅度很小,轻钙含量为2.0%时较含量为0.5%时增加了26%;干压强度在1.0%时最小,随后有增长趋势,轻钙含量为2.0%时较含量为0.5%时的干折强度仅增加了6%。

综合考虑,复掺一定水泥时,一定范围内的轻钙用量对石膏胶结料性能影响不大。轻钙用量在0.5%时综合性能最好。

试验二:在试验1基础上各测点各加入相同含量的增强、增粘、保水剂,研究轻钙对石膏胶结料的影响。

通过图表二可以看出:随着轻钙含量的增加,可见:

1、标稠用水量基本没有变化。

2、初凝时间变化不规则,在1.5%时最短,随后有所变长;终凝时间先降低,并且幅度较大,1.5%之后增加,但与轻钙含量为0.5%时时间基本一致;

3、干折强度先降低后增加,但变化幅度很小;干压强度随轻钙含量增加,一直下降。

很明显,轻钙用量在0.5%时,各种性能都好,而且在试验一基础上当加入相同含量的增强、增粘、保水剂时,干折、压强度分别增加了28%、11%,初凝时间增加了17%,综合性能好,在实际生产中可以作为参考。

试验三:在试验1基础上,当胶料中掺加12%的粉煤灰,代替部分脱硫石膏时,研究轻钙不同含量对胶结料的影响。

1、标稠用水量明显上升,当大于1.5%时,用水量下降;

2、初凝时间缓慢增加,在2.0%时时间达到最长;终凝时间变化不规律且变化幅度较小,在2.0%时时间达到最长;

3、干折强度变化幅度很小;干压强度随轻钙含量增加明显下降,当含量大于1.5%之后开始上升,在轻钙含量为0.5%时强度较大。

从表中可以看出,轻钙用量在0.5%时,强度较好,但初凝时间较短,而当轻钙用量在2.0%时,强度最高,初凝时间达到最长。

因此,在试验1基础上当加入一定含量粉煤灰活性掺和料时,随轻钙含量增加,干折、压强度变化趋势复杂。掺入粉煤灰试验中,胶结料的干折强度比不掺时增加幅度小,但时间会增长,尤其终凝时间,最大可增长到22%,因此掺入一定量的粉煤灰会调整轻钙含量对胶结料的影响趋势,强度性能会有小幅度降低,但会增长其凝结时间,大大改善胶结料的施工性能。

试验四:在试验1基础上,当胶料中分别掺加20%、30%的矿渣,代替部分脱硫石膏时,研究轻钙不同含量对胶结料的影响。

对比两个表可以看出,当掺入不同含量的矿渣时,轻钙对脱硫石膏的影响作用不同。

1、从图表四Ⅰ看出,当矿渣掺量在20%时,随着轻钙含量的增加,标稠没有变化,强度一直在降低;凝结时间总体趋势也在变短;

2、图表四Ⅱ看出,当掺加矿渣含量为30%时,随轻钙含量的增加,用水量在减少,强度在缓慢增加,凝结时间变化不规律。

总体看来,当轻钙含量在1.5%时,其综合性能最好。但是考虑到施工性要求初凝时间不能过短,而且初、终凝时间间距要长,以便有一定的调整时间,因此,轻钙用量在0.5%时,作用效果最具实用性。

一是复掺一定水泥时,一定范围内的轻钙用量对胶结料性能影响不大。轻钙用量在0.5%时综合性能最好,在实际生产中,也可就单一提高某方面的性能稍做调整。

二是当胶结料中加入相同含量的增强、增粘、保水剂,轻钙含量在0.5%时,干折、压强度都有所增加,初凝时间变长,综合性能好。

三是掺入一定量的粉煤灰会调整轻钙含量对胶结料的影响趋势,当轻钙含量在2.0%时,其综合性能最好。但是,粉煤灰的掺入会小幅度降低石膏强度性能,但会增长其凝结时间,大大改善胶结料的施工性能。

四是当掺入一定量的矿渣时,轻钙对胶结料的强度影响不大。不同含量的矿渣会影响轻钙对脱硫石膏的影响趋势,矿渣含量越多,强度越低,时间影响趋势也大不相同。无论20%或30%的矿渣掺量,当轻钙含量为0.5%时,脱硫石膏的凝结时间最佳,施工性能最好。

作者单位:山西省太原市标准计量质检院

(责任编辑: 春天 )