柠檬酸渣作水泥缓凝剂的研究

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1、文章编号：1009—9441(2010)01—0001—03柠檬酸渣作水泥缓凝剂的研究口口黄伟，陶珍东，王小波(济南大学材料科学与工程学院，山东济南250022)摘要：研究了柠檬酸渣、钢渣掺入量和钢渣比表面积等3个因素对水泥物理化学性能的影响。并探索了柠檬酸渣代替天然石膏作水泥缓凝剂的可行性。结果表明，柠檬酸渣掺入量为3％，钢渣掺入量为15％，钢渣比表面积为354．6m2／kg时，水泥的力学性能最佳；柠檬酸渣掺量为4％时，缓凝作用明显。柠檬酸渣与天然石膏的掺量相同时，其早期强度高于掺天然石膏的水泥样品。

2、采用柠檬酸渣配制水泥时，水泥物理力学性能无不利影响，可以代替天然石膏作水泥缓凝剂。关键词：工业废渣；柠檬酸渣；钢渣；缓凝剂中图分类号：TQ172．4文献标识码：A引言柠檬酸渣是生产柠檬酸过程中排出的废渣，经过压滤工艺处理后，水分在12％左右⋯，其细度较细、形态如泥，呈白色松散状【2j，故又称为钙泥，是一种以CaSO。·2H：O为主要成分的工业废渣，其sO，的含量高达42％一48％【3J，属优质石膏。通常每生产lt柠檬酸可产生废渣2～3t¨1。我国的柠檬酸年产量超过100万t，年排放废渣量超过200万t。

3、由于废渣中含有砷、氟等有害元素，对环境污染较严重。我国的石膏工业储量在29～46．6亿t，居世界第l位，但优质石膏只占总储量的8％【51，目前的石膏年开采量为2000多万t。我国的石膏矿产分布很不均匀，多在中南、西南、西北地区∞o，相当一部分地区缺乏天然石膏资源，若远途外购石膏，既加剧了运输紧张的矛盾，又增大了生产成本。而在一些天然石膏缺乏的地区，化学石膏的排放量却很大，在这些地区开发利用化学石膏具有重要的意义。所以，世界各国都对开发利用化学石膏给予了高度的重视。川。本课题的目的是研究柠檬酸渣作为水泥缓

4、凝剂的应用效果，以期化害为利、变废为宝，节约天然石膏资源；同时还可以保护环境、节约土地，减少化学石膏对环境的污染。1原材料(1)柠檬酸渣：来自山东柠檬生化有限公司，密度为2．459g／cm’。(2)水泥熟料：来自山水集团，密度3．141g／cm3。(3)天然石膏：来自山水集团，密度2．439g／cm3。(4)钢渣：密度为3．061g／cm3，粉磨至比表面积为350m2／kg。原材料的化学组成见表1。表1原材料的化学组成％原料烧失量si02Fe203A1203CaOMgoS03柠檬酸渣20．471．630

5、．06O．4831．540．3745．46天然石膏21．87O．86O．3232，322．0742．34水．抛熟料21．963．304．7664．882．86O．59钢渣3．0912．3620．066．5541．3211．652试验2．1试验方法水泥比表面积的测定，按GB8074_87《水泥比表面积测定方法(勃氏法)》进行。水泥标准稠度用水量、凝结时间、体积安定性的测定，按GB1346—89(水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行。水泥胶砂强度的测定，按GB／T17671—1999(水泥胶砂

6、强度检验方法(iso)法》进行。2．2试验方案试验采用正交试验法，按k(34)设计正交表，其因素与水平见表2。为了考察柠檬酸渣的各种性能，利用天然石膏设计了3组对比试验(见表3)。表2正交试验的因素与水平＼＼因素ABC水八柠檬酸渣掺入量钢渣掺入量钢渣比表面积／％／(m2／kg)l315354．62420371．43525394．6建材技术与应用1／2010‘1。表3对比试验方案天然石膏掺入量钢渣掺入量钢液比表面积试验号／％／(m!／ks)10320371．411420371．412520371．43结果

7、与讨论正交试验与对比试验的结果见表4。表4试验结果试验安定标准稠凝结时间抗折强度抗压强度度用水／(h：rain)／MPa编号性量／％初凝终凝3d28d3d28dl合格26．001：442：407．17．633．145．92合格28．752：063：216．O7．530．344．53合格26．oo2：003：095．98．O28．140．9正4合格26．252：023：146．57．531．640．2交5合格26．252：Ol3：286．17．131．539．9试验6合格26．00l：583：186．57

8、．730．941．47合格26．25l：582：506．96．833．040．78合格26．252：062：547．O6．836．339．59合格26．752：023：326．47．430．738．5对10合格26．oo1：433：095．97．O26．941．3比II合格26．252：023：146．18．I30．446．0试验12合格26．252：143：086．57．932．541．63．1柠檬酸渣和天然石膏掺量对水泥物理性能的影响3