礦渣微粉的應(yīng)用及其生產(chǎn)工藝

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽 合肥 230051)

礦渣微粉的應(yīng)用及其生產(chǎn)工藝

張惠平

(合肥水泥研究設(shè)計(jì)院 安徽 合肥 230051)

細(xì)磨礦渣概念，不同于顆粒較粗的礦渣混合材，它是將超細(xì)礦渣微粉作為混凝土的摻合料直接使用或參入水泥中作為復(fù)合水泥的混合材。由于超細(xì)礦渣微粉的細(xì)度很高，其活性在堿性條件下得到充分激發(fā)，使混凝土和水泥的多項(xiàng)性能得到了極大的提高和改善。

礦渣微粉；礦渣微粉摻量；礦渣微粉生產(chǎn)工藝

1.礦渣微粉對(duì)水泥及混泥土性能的影響

1.1礦渣微粉對(duì)水泥性能的影響

摻入礦渣微粉與不摻礦渣微粉的水泥的性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果 表1

在水泥中摻入礦渣微粉與不摻礦渣微粉的水泥的性能對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果如下：

從表1中可看到2#、3#兩個(gè)編號(hào)的水泥樣中，在礦渣摻量較大的情況下，水泥標(biāo)號(hào)已分別達(dá)到72.5R型硅酸鹽水泥及62.5型普通水泥強(qiáng)度指標(biāo)。其28d抗壓強(qiáng)度分別比相應(yīng)的熟料強(qiáng)度提高18.6MPa和5.9MPa。說(shuō)明超細(xì)礦渣微粉對(duì)水泥的強(qiáng)度提高有較明顯的作用，且相同條件下細(xì)度越細(xì)，強(qiáng)度提高越大。

從表1中可看到5#、6#兩個(gè)編號(hào)的水泥樣中，礦渣摻量為55～60%，且比表面積

僅為380m2/kg的情況下，水泥標(biāo)號(hào)仍能達(dá)到42.5號(hào)礦渣水泥的強(qiáng)度指標(biāo)，且有很大的富余標(biāo)號(hào)。尤其是水泥的28d抗折強(qiáng)度仍能高于熟料強(qiáng)度10 MPa左右。可見(jiàn)，磨細(xì)礦渣微粉的摻量大，對(duì)降低水泥的成本有較大的優(yōu)勢(shì)。

1.2礦渣微粉對(duì)混凝土性能的影響

在混凝土中摻入礦渣微粉對(duì)其強(qiáng)度的影響見(jiàn)表2。表2中所用礦渣比表面積為420m2/kg，水泥為42.5普通水泥。其它的配比為：水190kg/m3,砂770kg/m3,石子1020kg/m3，外加劑16.8kg/m3。

從表2中可以看出，礦渣微粉摻量在20%以內(nèi)時(shí)，混凝土的3d、7d、28d強(qiáng)度沒(méi)有明顯的改變，隨著礦渣微粉摻量的進(jìn)一步增加，3d、7d強(qiáng)度開(kāi)始降低，28d強(qiáng)度在礦渣微粉摻到40%時(shí)達(dá)到最高強(qiáng)度，然后開(kāi)始下降。較合適的摻量在35%左右。通過(guò)摻入適量的礦渣微粉可以減少混凝土中水泥的用量，從而降低成本。

混凝土中摻入礦渣微粉對(duì)其強(qiáng)度的影響 表2

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一系列的試驗(yàn)數(shù)據(jù)還表明，利用礦渣微粉配置混凝土不僅具有較高的強(qiáng)度，而且具有耐浸蝕性能、較好的抗碳化性能、抗?jié)B性及抗凍融性能。

2.礦渣微粉生產(chǎn)工藝的選擇

礦渣微粉的工藝方案隨著生產(chǎn)條件、生產(chǎn)規(guī)模等不同可有不同選擇。目前常采用的生產(chǎn)方式有球磨機(jī)及立磨工藝。

2.1球磨機(jī)生產(chǎn)工藝

在本方案中，磨機(jī)不同于普通水泥磨，須對(duì)現(xiàn)有磨機(jī)進(jìn)行磨內(nèi)改造。改造方法為采用微細(xì)研磨體，或直接選用高細(xì)、高產(chǎn)的篩分磨。其主要工藝流程為：烘干后的礦渣經(jīng)計(jì)量喂料設(shè)備送入磨機(jī)，在磨內(nèi)碾磨成細(xì)磨微粉，必要時(shí)可在磨房?jī)?nèi)增設(shè)細(xì)磨分級(jí)機(jī)，以提高產(chǎn)品的細(xì)度，成品再經(jīng)氣力輸送至成品庫(kù)。本方案特別適宜于老廠的改造、轉(zhuǎn)產(chǎn)或新建粉磨站。具有投資省、見(jiàn)效快、產(chǎn)量高、易于生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn)。崗位工人均可利用原有人員即可進(jìn)行正常生產(chǎn)，且適用于不同的生產(chǎn)規(guī)模。

實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)際使用表明，在水泥比表面積和中位粒徑基本相同的情況下，礦渣與熟料分別粉磨對(duì)比混合粉磨，由于水泥顆粒級(jí)配的不同，細(xì)磨礦渣微粉自身性能得以充分發(fā)揮，其3d及28d抗壓強(qiáng)度分別可提高10～15%左右。因此在選擇球磨機(jī)方案時(shí)，可優(yōu)先選用分別粉磨方案。

為生產(chǎn)高比表面積的產(chǎn)品，可在系統(tǒng)中配置超細(xì)分級(jí)機(jī)。球磨機(jī)配超細(xì)分級(jí)機(jī)后生產(chǎn)出的產(chǎn)品比表面積可達(dá)1000m2/kg以上。

2.2立磨生產(chǎn)工藝

對(duì)于規(guī)模較大的新建廠，可采用立式磨，目前既有進(jìn)口設(shè)備，也有國(guó)產(chǎn)設(shè)備，其工藝流程與粉磨水泥時(shí)大致相同。采用該方案時(shí)可實(shí)現(xiàn)高投入、高產(chǎn)出，并形成規(guī)模效益，工藝流程較簡(jiǎn)單，磨機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)維護(hù)要求較高，投資也較高。該方案主要適用于為提高產(chǎn)品檔次及規(guī)模的新建生產(chǎn)線。合肥院年產(chǎn)30萬(wàn)噸、60萬(wàn)噸及90萬(wàn)噸立磨規(guī)格如下：HRM2800S礦渣立式磨，磨盤中徑 ?2800mm，外徑?3760mm，產(chǎn)量≥45～50t/h (S95級(jí)礦渣微粉)；HRM3700S礦渣立式磨，磨盤中徑?3700mm，外徑?4500mm，產(chǎn)量≥90t/h (S95級(jí)礦渣微粉)；HRM4200S礦渣立式磨，磨盤中徑 ?4200mm，外徑?5000mm，產(chǎn)量≥135t/h (S95級(jí)礦渣微粉) 。粉磨綜合電耗根據(jù)礦渣水分及易磨性不同：45～50kWh/t。

綜上所述，通過(guò)對(duì)球磨機(jī)改造后進(jìn)行生產(chǎn)具有投資省、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、易于生產(chǎn)管理等優(yōu)點(diǎn)，適合于老廠改造、轉(zhuǎn)產(chǎn)或新建粉磨站。如果不受投資所限，立式磨方案是較為理想生產(chǎn)工藝。

3.結(jié)束語(yǔ)

超細(xì)礦渣粉具有生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，在混凝土中摻入一定量的超細(xì)礦渣微粉，不但能降低商品混凝土的成本，而且能有效地改善混凝土的性能，提高混凝土的強(qiáng)度。隨著現(xiàn)代新型建筑業(yè)的發(fā)展，高性能混凝土的需求量日益擴(kuò)大，因而超細(xì)礦渣微粉必將有廣闊的市場(chǎng)前景和良好的開(kāi)發(fā)價(jià)值。

[1]淺談礦渣微粉的生產(chǎn)工藝及應(yīng)用 [J] 王亦男 水泥工程 2011年06期

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