烟气脱硫石膏用作水泥缓凝剂对混凝土性能的影响研究

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1、烟气脱硫石膏用作水泥缓凝剂对混凝土性能的影响研究段鹏选，张晔，苗元超(北京建筑材料科学研究总院有限公司)摘要：本文以烟气脱硫(FGD)石膏作水泥调凝剂，通过配制粉煤灰水泥、矿渣水泥和普硅水泥对混凝土工作性能的影响进行研究。结果表明，与天然石膏相比，脱硫石膏用作水泥缓凝剂，对混凝土的工作性能无明显影响，为FGD石膏的综合利用提供参考．关键词：烟气脱硫石膏，水泥缓凝剂，混凝土，性能一概述脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由S02和CaC03反应生成的一种工业副产石膏，主要成分为Cas04·2H20。电厂排出的脱硫石膏如不加以利用，不但需要资金和土地建造堆场，而且污染环境。因

2、此，使用脱硫石膏作水泥缓凝剂是非常有效的将废物资源化的途径，可以创造良好的经济、社会和环境效益。我国水泥产量已经超过10亿吨，水泥行业每年需要的石膏量超过4000万吨，所用的石膏基本上是开采的天然石膏。目前供水泥行业的石膏矿大部分是一些小型矿，在开采过程中的丢弃、浪费情况非常严重，有的矿山平均利用率只有40％。如果这种现状继续下去，我国的石膏资源将会在40一50年内被水泥行业消耗怠尽。脱硫石膏用作水泥调凝剂将直接缓解天然石膏资源匮乏地区的石膏供应压力。目前，脱硫石膏用作水泥缓凝剂对水泥性能影响的研究国内已有报道【1‘31，而其对混凝土工作性能的影响还少有报道，本文通

3、过大量试验，着重研究了脱硫石膏用作水泥缓凝剂对混凝土工作性能的影响。二试验材料及方法1原材料化学成分分析试验选取的混凝土原料为北京三家水泥厂的水泥熟料，四种脱硫石膏为水泥缓凝剂，其它原料为矿渣和粉煤灰。表1，表2列出了主要原材料的化学分析数据．表1烟气脱硫石膏化学分析(％)No．附着水CaS04·2CaS03·1／2S03MgONa20CaoA1203Fe203Si02H20H20F11495．7O．0344．46O．08O．0632．21O．340．061．60F21590．O0．0341．740．410．0731．320．830．282．43F31092．7O．

4、0343．70O．13O．0831．540．500．222．64F41290．20．06O．060．47O．0731．081．09O．312．76表2水泥熟料化学分析(％)编号几Si02A1203Fe203CaoMgOMnO，n02S03K20Na20S10．2322．244．373．0264．823．7600000S20．3221．744．853．23“．193．2700000S30．2421．214．653．4365．273．770000．70O表3原材料的S03含量(％)项目天然石膏岱海脱石景山脱内蒙东华脱高井脱矿渣粉煤灰硫石膏硫石膏硫石膏硫石膏S0334．0

5、444．994344．1142．50．170．42试验方法2．1水泥的磨制利用上述原料在标准磨中磨制水泥，分别磨制普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等三种水泥共计34个。其中水泥S03含量控制为2．5％～3％，比表面积为350±lO舻m3，即O．08斗m筛余小于3％。磨制的水泥样品按照GB／T1346-一200l进行水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性的测定，并依据GB／T17671—1999《水泥胶砂强度检测方法(1sO法)》测定水泥7d、14d和28d的抗压强度和抗折强度。经检测，磨制的水泥样品达到国家标准要求。2．2混凝土的配制采用GB8077—

6、87《混凝土外加剂匀质性试验方法》中的水泥净浆流动度试验方法来测试塌落度、水泥净浆流动度、1h流动度等项目，并且进行混凝土的7d、28d、56d抗压强度检测。混凝土配合比实验中，使用的水泥为配制的水泥；砂为细度模数为2．6—2．9的中砂；减水剂为萘系和聚羧酸高效减水剂，萘系减水剂掺量为2．67％，聚羧酸减水剂为4．56％；石子为粒径为5—20IIuIl的石子，其中5．10Im为40％，10．20Im为60％。混凝土配合比见表4。表4混凝土配合比材料水泥砂石子水数量(kg／In3)3331000870160三脱硫石膏代替天然石膏生产的水泥对混凝土性能影响3．1普通硅酸

7、盐水泥对混凝土性能影响以s1、s2、s3三家水泥厂的熟料为原料，天然石膏(Fo)和四种脱硫石膏(F1一F4)，掺加矿渣磨制普通硅酸盐水泥。S03含量为2．5％。磨制水泥的实验结果如下：表5磨制水泥的实验结果配比石膏品种矿渣熟料石膏S03时间密度筛余比表面编号％％％量mm舻m3％积％m2／kgl冈2074．5l5．492．5393．090．63432F12075．874．132．5393．090．8348S13F22075．674．332．5393．09O．73504F42075．624．382．5393．090．53445F02073．476．532．5373．