礦渣微粉做水泥溷合材的最佳配比方案

1、礦渣微粉做水泥混合材的最佳配比方案周紅（山西雙良水泥有限公司 山西 太原 030003）摘要：通過正交配比試驗(yàn)，尋求礦渣微粉在水泥配料中使用的最佳方案，試驗(yàn)表明：分別粉磨工藝中，將熟料與適當(dāng)比例的礦渣、石灰石、石膏磨成普通水泥后，再與礦渣微粉混合配制成礦渣硅酸鹽水泥，水泥各項(xiàng)性能良好。關(guān)鍵詞：礦渣微粉 水泥 性能前言2005年以來我公司開始使用礦渣微粉作為水泥的混合材，主要用于32.5強(qiáng)度等級(jí)礦渣硅酸鹽水泥的生產(chǎn)。采用熟料與石膏粉磨為硅酸鹽水泥后，與礦渣微粉在雙軸攪拌機(jī)內(nèi)按配比攪拌均勻后得到成品水泥的生產(chǎn)工藝。該水泥在礦渣微粉摻量60%時(shí)，水泥強(qiáng)度指標(biāo)完全滿足國(guó)標(biāo)的要求，尤其是28天強(qiáng)度達(dá)到4

2、2.5等級(jí)水泥的要求，但其標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量增大，凝結(jié)時(shí)間明顯延長(zhǎng)，對(duì)水泥在混凝土中的使用帶來不利影響。大量的試驗(yàn)表明：熟料的化學(xué)成分、煅燒窯型、石灰石的摻量、石膏摻量、混合材的摻量對(duì)水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間等物理性能有很大的影響，本次試驗(yàn)采用統(tǒng)一的熟料，主要通過對(duì)熟料、礦渣微粉、礦渣、石灰石、石膏等物料配比的調(diào)整，達(dá)到水泥的最佳顆粒級(jí)配，優(yōu)化水泥性能。1 試驗(yàn)方案的確定1.1 技術(shù)路線使用在德國(guó)萊歇立磨LM46.2+2S中粉磨為450m2/kg的太鋼礦渣微粉，將熟料與少量混合材以及適量石膏在 = 500500 * Arabic 500500mm的實(shí)驗(yàn)小磨中粉磨成普通硅酸鹽水泥，與礦渣微粉按

3、比例攪拌混勻成礦渣硅酸鹽水泥后檢驗(yàn)。1.2試驗(yàn)用原料原料LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3熟料0.0921.196.003.2065.251.990.73礦渣（微粉）1.2035.8213.650.7438.718.630.18石灰石41.882.070.890.4852.391.190.11石膏22.463.372.061.0729.879.9130.691.3試驗(yàn)方案因影響水泥性能的因素較多，為減少試驗(yàn)次數(shù)，采用類似于正交實(shí)驗(yàn)的方案，取對(duì)水泥性能影響最大的四個(gè)因素：礦渣、石灰石、石膏、礦渣粉摻量，每因素取4個(gè)水平，制定試驗(yàn)方案如下：表 = 41 * Arabic 1 水

4、泥配比試驗(yàn)方案配比編號(hào)水泥配比熟料粉（1-礦粉含量%）礦渣微粉（%）熟料礦渣石灰石石膏171204535268206640364208845460201010505751546456741565507671581035867151084097810485010741061045117710854012741010635138604104014860683515860865016850105452 試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表2：表 = 42 * Arabic 2 試驗(yàn)結(jié)果配比編號(hào)細(xì)度（%）/比表面（m2/kg標(biāo)稠用水（%）凝結(jié)時(shí)間（min）強(qiáng)度MPaSO3（%）備注抗折抗壓初凝終凝3d28d3d28d13

5、.5/39227.42343043.510.113.340.91.9823.2/38927.72543074.18.311.438.02.2233.3/39627.82173224.19.315.837.42.7344.0/39428.02303563.69.214.335.83.3553.2/38127.92202853.38.416.744.11.9464.1/39128.31782483.69.414.844.01.7474.3/36727.51652823.37.513.336.73.2184.0/36027.41552852.68.913.035.12.6092.5/37728.01

6、553053.210.313.541.82.55102.7/37927.51583533.110.012.839.93.28114.3/36727.41503353.18.412.841.21.81125.5/36527.51502803.49.114.241.52.27134.3/36227.41543043.29.015.742.43.38144.8/34827.31352853.79.415.240.82.84153.5/37227.41602802.98.814.840.42.26164.3/35627.51552853.410.215.242.01.823 試驗(yàn)結(jié)果分析根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)

7、果計(jì)算方法，做出正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算表3，表中K1表示該因素對(duì)應(yīng)第一水平的試驗(yàn)數(shù)據(jù)相加，R表示每列中最大值減去最小值的極差，極差越大，表示該因素的水平變化對(duì)標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響越大，反之越小。表3 各因素對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的影響水泥配比標(biāo)稠用水（%）熟料粉（1-礦粉含量%）礦渣微粉（%）熟料礦渣石灰石石426820664027.736420884527.84602010105028.057515464527.967415655028.3767158103527.5867151084027.497810485028.01074106104527.51177108540

8、27.41274101063527.5138604104027.414860683527.315860865027.4168501054527.5K1110.9110.7110.6109.7K2111.1110.8110.5109.9K3110.4110.1110.5110.7K4109.6110.4110.4111.7R1.50.70.22.0以此類推，可分別做出各因素對(duì)初凝時(shí)間、終凝時(shí)間、3天、28天抗壓強(qiáng)度的影響，分別得出如下結(jié)論:（1）對(duì)水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量影響較大的是礦渣微粉和礦渣的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量的配比為：（熟料：礦渣：石灰石：石膏=72-82%：0-10%：8%：

9、10%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%（2）對(duì)水泥初凝時(shí)間影響較大的是礦渣和石膏的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳初凝時(shí)間的配比為：（熟料：礦渣：石灰石：石膏=72-82%：0-10：10%：8%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%（3）對(duì)水泥終凝時(shí)間影響較大的是礦渣、石膏及礦粉的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳終凝時(shí)間的配比為：（熟料：礦渣：石灰石：石膏=73%：15%：6%：6%）：礦渣微粉=60-65%：35-40%（4）對(duì)水泥3d強(qiáng)度影響較大的是礦渣和礦渣微粉的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳3d強(qiáng)度的配比為：（熟料：礦渣：石灰石：石膏=73-82%：0-15%：4%：8%）：礦渣微粉=55%：45%（5）對(duì)

10、水泥28d強(qiáng)度影響最大的是礦渣微粉，其次為石灰石、礦渣、石膏的摻入量，對(duì)應(yīng)水泥最佳28d強(qiáng)度的配比為：（熟料：礦渣：石灰石：石膏=78-82%：0-10%：4%：8%）：礦渣微粉=55%：45%3最終方案的選擇最終配比方案的確定，要考慮到水泥國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求、水泥優(yōu)良使用性能的要求、配比成本等多方面的因素，最終確定配比如下：（熟料：礦渣：石灰石：石膏）: 礦渣微粉=(74%：12%：6%：8%):43%生產(chǎn)水泥性能如下：表3 生產(chǎn)水泥性能細(xì)度（%）比表面積（m2/kg）標(biāo)稠用水（%）凝結(jié)時(shí)間（min）強(qiáng)度（MPa）抗折抗壓初凝終凝3d28d3d28d2.637627.41682193.38.61

11、3.840.2原配比生產(chǎn)水泥性能如下：表4 原配比生產(chǎn)水泥性能細(xì)度（%）比表面積（m2/kg）標(biāo)稠用水（%）凝結(jié)時(shí)間（min）強(qiáng)度（MPa）抗折抗壓初凝終凝3d28d3d28d1.842128.92142833.49.013.946.2由以上兩表比較可知，配比方案優(yōu)化后，水泥的標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量降低了1.5%，水泥初凝結(jié)時(shí)間提前46min，水泥的終凝時(shí)間提前64min，水泥的3d強(qiáng)度變化不大，28天強(qiáng)度不再超強(qiáng)度等級(jí)，水泥各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)的要求，水泥在混凝土中使用時(shí)用水量、塌落度損失、粘聚性等性能很好。4結(jié)論將礦渣單獨(dú)粉磨成450m2/kg的礦渣微粉在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用正越來越得到水泥行業(yè)的重視。隨著礦渣比表面積的增加，其活性明顯增強(qiáng)，生產(chǎn)礦渣水泥時(shí)摻量可提高 = 20 * Arabic 20。為達(dá)到最佳的使用效