采用大摻量石灰石水泥助磨劑研發(fā)P·C42.5水泥的試驗研究

  本次試驗研究是通過P·C42.5水泥評價大摻量石灰石助磨劑使用效果的試驗研究，優(yōu)化HY型水泥助磨劑技術(shù)配方，提高其對AK公司P·C42.5水泥的增強效果。

  一、試驗方案及試驗檢測內(nèi)容

  1. 試驗用材料

  AK公司的原材料為水泥熟料、天然二水石膏、礦渣、河砂、石灰石、砂巖等。HY型水泥助磨劑分別為4種不同型號的助磨劑，pH值為8.5±1.0。其型號分別為HY-A型，摻量為0.03%，密度為1.17±0.03kg/m³；固含量為(58.00±3.00)%；HY-A1型，摻量為0.03%，密度為1.16±0.03kg/m³，固含量為（59.00±3.0）%； HY-B型，摻量為0.1%，密度為1.25±0.03kg/m³，固含量為（47.00±3.0）%；HY-C型，摻量為0.05%，密度為1.18±0.03kg/m³，固含量為（51.00±3.00）%。

  2. 試驗方案與檢測內(nèi)容

  2.1 試驗方案

  AK公司熟料、礦渣、河砂、石灰石、砂巖的不同配比方案見“P·C42.5水泥小磨空白試驗方案表”。不同配比方案空白試驗，與摻加4種不同型號助磨劑（分別摻加HA、HA1、HB、HC等4種不同型號水泥助磨劑）的試驗方案進(jìn)行對比試驗。

  2.2 試驗樣品質(zhì)量控制指標(biāo)

  P·C42.5水泥質(zhì)量控制指標(biāo)中設(shè)置SO₃指標(biāo)控制：2.7±0.2%；比表面積控制：385±15m2/kg。

  2.3 試驗檢測內(nèi)容

  對不同方案試驗水泥樣品進(jìn)行全套物理檢驗及化學(xué)分析檢測，強度檢驗含1d、3d、7d、28d強度，檢測與摻加2.3%萘系外加劑進(jìn)行水泥與砼外加劑相容試驗（檢測水泥凈漿流動度），對比水泥顏色差異等指標(biāo)。

  二、試驗結(jié)果分析

  分析一：

  1. 空白樣品試驗檢測結(jié)果表明，空白水泥試驗樣品中，熟料配比在75%以上的試驗樣，其強度可達(dá)到出廠P·C42.5水泥強度控制標(biāo)準(zhǔn)要求。

  2. 在大摻量石灰石條件下，同等配比的礦渣、砂巖、河砂對強度影響的依次順序是礦渣＜砂巖＜河砂。

  3. 摻加2.3%標(biāo)準(zhǔn)萘系外加劑后，隨著石灰石摻加量的增加，水泥凈漿流動度初始流動度基本沒變化，但水泥凈漿經(jīng)時損失逐步減少，即水泥對砼外加劑的適應(yīng)性逐步改善。

  4. 隨著石灰石摻加量的增加，水泥凝結(jié)時間基本無變化。

  分析二：

  1. 對水泥顏色控制的空白試驗結(jié)果表明，隨著石灰石摻量的增加，水泥的深灰色顏色逐漸變?yōu)闇\色，但在黑砂巖等著色混合材的摻加下，顏色基本滿足常規(guī)水泥顏色。

  2. 編號為3-5試驗樣品在石灰石摻量為20%時，其顏色為深灰色，仍可確保水泥的顏色滿足市場需求。

  3. 在大摻量石灰石條件下、同等熟料配比下，同等配比的礦渣、砂巖、河砂對顏色影響的依次順序是砂巖＜河砂＜礦渣。

  分析三：

  不同編號水泥試驗樣品不同齡期的抗壓強度，以及不同編號水泥試驗樣品凝結(jié)時間及性能結(jié)果都表明：

  1. 隨著石灰石摻加量的增加，扣除比表面積對強度的影響，都表現(xiàn)出HY-B型助磨劑的增強效果最好，HY-A1型助磨劑的增強效果最差，HY-A型和HY-D型助磨劑的增強效果鑒于二者之間。

  2. HY-B型助磨劑對摻有礦渣、砂巖、河砂的大摻量石灰石水泥的增強效果，均有很好的適用性。

  3. 摻加礦渣、砂巖、河砂、石灰石的多種復(fù)合混合材的水泥，隨著石灰石的摻加量從15%增加到25%，HY-B型助磨劑對水泥的增強效果逐步增加（石灰石摻量15%時強度增加平均值2.2MPa，石灰石摻量20%時強度增加平均值2.8MPa，石灰石摻量25%時強度增加平均值3.3MPa）。

  4. 從以上試驗結(jié)果可以看出，熟料配比在70%~75%，（熟料+石膏）＜80%，完全可滿足復(fù)合水泥國家標(biāo)準(zhǔn)的要求，其強度可達(dá)到出廠P·C42.5水泥強度控制標(biāo)準(zhǔn)要求。

  5.通過優(yōu)化選擇助磨劑型號，采用大摻量石灰石生產(chǎn)P·C42.5水泥，其水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、凝結(jié)時間、強度等各項指標(biāo)均滿足P·C42.5水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求。其摻加2.3%標(biāo)準(zhǔn)萘系外加劑后，水泥凈漿流動度初始流動度基本沒有變化，即水泥對砼外加劑的適應(yīng)性較好。

  三、結(jié)論

  1. 通過本次試驗研究確定出P·C42.5水泥的最佳石灰石摻加量范圍為15%~20%。

  2.大摻量石灰石P·C42.5水泥的最佳配伍助磨劑是HB型號助磨劑，將有效指導(dǎo)工業(yè)性大磨水泥生產(chǎn)。

  3. 使用HB型助磨劑生產(chǎn)的大摻量石灰石P·C42.5水泥與砼外加劑的相容性良好。

  4. 通過摻加適量的（4%左右）不影響水泥性能的深灰色混合材（砂巖等），可對大摻量石灰石水泥起到著色作用，解決大摻量石灰石水泥顏色發(fā)白的問題。

  5. 用石灰石作混合材生產(chǎn)復(fù)合水泥，能夠降低水泥生產(chǎn)成本、擴大混合材資源、增加水泥產(chǎn)量、改善水泥性能，對礦渣、粉煤灰、火山灰等活性混合材資源短缺的地區(qū)來說，具有重要的意義。