盐城市助成粉磨科技有限公司
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复合(矿渣粉、粉煤灰)超细粉生产工艺
助成粉磨科技有限公司 徐怀洲
一、技术背景:
矿渣微粉生产工艺技术已较为成熟,受钢铁去产能的影响,矿渣微粉日益紧俏,价格不断攀升,和水泥价格相差已不大。而粉煤灰资源相对较为丰富,但其早期活性较低,用量有限,价格相对较低。通过将粉煤灰进一步超细粉磨,可提高其早期活性,提高用量。
二、超细粉的活性的研究
(1)超细粉的粉磨时间和比表面积
西南科技大学试验通过化验室小磨,将矿渣粉和粉煤灰进一步加工成一定的比表面积,对其进行水泥物理性能检测。试验用材料为3kg,粉磨时间分别为40分钟和60分钟,其比表面积和粒度分布如下表
粉磨时间 | 物料 | 比表面积 | 粒度分布 | |||
<10.024um % | <20.000um % | <31.698um % | <63.264um % | |||
40分钟 | 粉煤灰 | 641.1 | ||||
60分钟 | 粉煤灰 | 802.5 | 57.01 | 79.23 | 90.54 | 98.26 |
40分钟 | 矿渣 | 650.2 | ||||
60分钟 | 矿渣 | 820.8 | 51.54 | 73.33 | 86.14 | 97.38 |
(2)超细粉的活性
将比表面积为800±20m2/kg的两种超细粉,掺入350m2/kg的熟料粉(熟料:石膏=95:5)作对比,测试水泥物理性能,结果见下表(超细粉:熟料:石膏=30:65:5)
试样编号 | 掺入料 | 标准稠度 | 凝结时间(h:min) | 3天强度(MPa) | 28天强度(MPa) | |||
初凝 | 终凝 | 抗折 | 抗压 | 抗折 | 抗压 | |||
1 | 纯熟料粉 | 27.2 | 2:29 | 3:26 | 5.0 | 20.8 | 9.9 | 50.4 |
2 | 矿粉 | 25.4 | 2:29 | 3:09 | 5.5 | 24.1 | 10.0 | 52.3 |
3 | 粉煤灰 | 26.6 | 2:47 | 3:40 | 4.2 | 17.1 | 10.3 | 49.7 |
从上表中可以看出,超细粉的掺加减少了需水量。超细粉煤灰的掺加引起凝结时间的延长,超细矿渣粉的掺加引起凝结时间缩短。超细粉煤灰的火山灰活性不够高,水化早期火山灰反应没有发生,超细粉煤灰的掺加减少了熟料的量,减弱了熟料的水化反应,因而延长了凝结时间。超细矿渣粉的火山灰活性很高,水化早期火山灰反应就发生生了,进而促进了熟料的水化反应,因而缩短了凝结时间。掺入超细粉煤灰降低了3天强度,28天强度影响不大。掺入超细矿渣粉对3天和28天强度都有增加。
(3)复合超细粉的活性
如果将超细矿粉和粉煤灰结合在一起,其性能更优越。
将35%的S95矿渣微粉(比表面积大于400m2/kg)和65%的二级粉煤灰(45um筛余小于20%),共同入球磨机粉磨,对磨内结构进行改造,并使用微型研磨体(直径6~10mm),粉磨后复合粉的比表面积大于700m2/kg以上,掺入到成品水泥中,试验对水泥性能的变化。结果表明,最高可替代比例达20%,水泥的三天和七天早期强度没有下降,28天强度还有所增加。
其结果见下图
三、复合超细粉的工业化生产和应用
利用长径比稍大的球磨机,对磨机衬板、隔仓板、出料装置进行改造优化,并使用微型研磨体(轴承钢珠、钢柱)即可实现工业化开路或闭路(需超细选粉机)生产。生产的复合超细粉可以替代矿粉或直接在42.5级成品水泥中掺加20%左右。
以2.6X13m磨机为例,改造后开路生产,复合粉中矿渣微粉比例为35~40%,二级粉煤灰比例为60~65%,成品比表在700m2/kg以上,台时可达20t/h以上,综合电耗为50kWh/t左右,投资回收期仅为6个月。河南某厂2.6X16m,开路粉磨工艺生产,台时产量约30t/h。入磨原料粉煤灰60%,S95矿粉40%,产品28天活性指数达105%,需水量比仅为88.9%。在水泥厂生产中替代矿粉。在C30混凝土中可在原配合比基础上替代矿粉或等量替代60~80kg水泥。
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