技术途径的确定
客户提出的技术要求是,水泥的初凝时间为 4.5 小时~ 5.5 小时 , 终凝时间心须在 6 小时以上,其他技术指标满足水泥品质要求即可。
一般情况下,可通过以下 3 种技术途径达到客户所要求的凝结时间。一是在生料配料过程中,加大萤石掺量;提高熟料中 Fe 2 O 3 含量,降低 Al 2 O 3 含量,以延长熟料的凝结时间,从而在粉磨水泥时达到延长水泥凝结时间的目的。二是在粉磨水泥时掺入少量对水泥性能无损害的缓凝剂,如三乙醇胺和糖厂产生的滤泥等。三是粉磨水泥时,以磷石膏代替部分石膏作为调凝剂,以达到道路水泥对凝结时间的要求。
多种因素考虑,公司决定采用第三种方法生产道路水泥。
磷石膏与天然石膏
磷石膏与天然石膏的化学成分见表 1 。
表 1 磷石膏、天然石膏的化学成分 %
名称 |
Loss |
SiO 2 |
Al 2 O 3 |
Fe 2 O 3 |
CaO |
MgO |
SO 3 |
Σ |
磷石膏 |
21.10 |
3.20 |
0.26 |
0.31 |
31.01 |
1.56 |
40.98 |
98.42 |
天然石膏 |
20.40 |
3.00 |
0.34 |
0.21 |
30.89 |
1.78 |
38.56 |
95.18 |
由表 1 可以看出,磷石膏与天然石膏的化学成分基本相同。
小磨试验
将煤矸石、石灰渣分别固定掺量 10% ,混合材总量固定为 20% ,天然石膏固定掺量 1.0%, 磷石膏分别按照 1.0% 、 1.5% 、 2.0 % 、 3.0% 、 3.5%6 种比例进行配合 , 混合后进行小磨试验 . 水泥配料方案见表 2 , 6 种配料方案的物理性能见表 3 。
表 2 配料方案 %
编号 |
熟料 |
煤矸石 |
石灰渣 |
天然石膏 |
磷石膏 |
1 |
78.0 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
1.0 |
2 |
77.5 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
1.5 |
3 |
77.0 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
2.0 |
4 |
76.5 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
2.5 |
5 |
76.0 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
3.0 |
6 |
75.5 |
10.0 |
10.0 |
1.0 |
3.5 |
表 3 水泥物理性能
编号 |
Loss |
SO 3 |
MgO |
标准稠度 |
安定性 |
比表面积 / |
凝结时间 |
抗折强度 / |
抗压强度/ | |||
初凝 |
终凝 |
3d |
28d |
3d |
28d | |||||||
1 |
3.11 |
1.55 |
0.91 |
25.5 |
合格 |
346 |
3:40 |
4:15 |
3.4 |
6.8 |
16.1 |
36.2 |
2 |
3.16 |
1.66 |
0.96 |
25.5 |
合格 |
347 |
4:00 |
4:59 |
3.5 |
6.8 |
16.2 |
37.9 |
3 |
3.19 |
1.91 |
0.98 |
25.5 |
合格 |
337 |
4:31 |
5:31 |
4.0 |
7.1 |
16.8 |
40.1 |
4 |
3.20 |
2.19 |
1.01 |
25.5 |
合格 |
347 |
5:00 |
6:39 |
4.0 |
6.9 |
17.0 |
39.4 |
5 |
3.30 |
2.31 |
1.01 |
25.8 |
合格 |
345 |
5:27 |
6:51 |
3.9 |
7.1 |
17.2 |
40.5 |
6 |
3.35 |
2.50 |
1.03 |
25.8 |
合格 |
349 |
5:41 |
7:05 |
4.0 |
7.1 |
17.8 |
41.5 |
由表 3 可看出 , 编号 1 ~编号 3 的试样 , 凝结时间较短 , 不符合客户提出的要求 , 故剔除不用。编号 4 ~编号 6 的试样 , 初凝和终凝时间都符合要求。但结合以往小磨试验与生产实践经验 , 公司决定采用编号 4 的方案大批量生产道路水泥。
生产过程实践
磷石膏的外在水分较大 , 为 21% 左右 , 所以磷石膏在进厂后需存放 10 天左右 , 使其自然脱水 , 然后再进行充分晾晒 , 以达到磷石膏下料顺畅 , 满足配料计量要求。
由于磷石膏成粉状 , 不易与天然石膏混合均匀 , 所以天然石膏与磷石膏在配料过程中要分别计量 , 以达到配料的准确性 .
生产实践表明 , 以磷石膏代替部分天然石膏作为调凝剂生产道路水泥 , 技术上完全可行。通过这次批量生产道路水泥约 4000 吨供应市场,公司成功积累了生产经验,用户反映施工性能良好,产品赢得了用户的青睐。生产这批道路水泥 4000 吨,如按天然石膏进厂价 243 元 / 吨,掺量 4.5%; 磷石膏进厂价 125 元 / 吨 , 掺量 2.5% 计算 , 可节约成本 9440 元。