磷石膏作缓凝剂在水泥生产中的应用.doc

磷石膏作缓凝剂在水泥生产中的应用 孙国芳? 江苏省扬中县水泥厂(212200) 1 ? 磷石膏的物化特性及作缓凝剂的可行性 ??? 水泥工业生产中一般以天然石膏作通用水泥的缓凝剂,而化学副产石膏的应用并不普及,磷石膏是湿法制造磷酸的工业废渣,含自由水20%～30%,外观为灰白色粉末,磷石膏可用于水泥生料作矿化剂,但其用量毕竞有限。且磷石膏中含自由水分高,计量、储存、输送、烘干比较困难,给它的广泛应用带来了一定的难度。为了变废为宝、节约生产成本,扬中水泥厂不但尝试了用磷石膏作矿化剂用于机立窑生产,而且在江苏省建材所的支持下成功地将磷石膏作水泥的缓凝剂,磷石膏为泰兴某化工厂废弃物。其化学成分分析见表1。 表1? 磷石膏化学全分析(%) 结晶水 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 P2O5 Σ 19.88 3.62 0.08 0.05 31.57 0.17 42.48 1.05 98.91 　 ??? 经多次分析磷石膏中含二水石膏95%以上,含P2O51.0%～1.25%,含酸性杂质1.0%～1.3%。笔者做了掺不同石膏时水泥物理性能对比试验,结果见表2。 表2? 掺不同石膏时水泥物理性能对比 编号 熟料 矿渣 磷石膏 二水石膏 细度 稠度 安定性 初凝 终凝 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） (%) (%) (%) (%) (%) (%) (h:min) (h:min) 3d 7d 28d 3d 7d 28d S0 S1 S2 96 4 5.0 25.2 合格 3:40 4:25 31.0 45.8 58.7 4.7 5.8 8.0 64 30 6 5.2 26.0 合格 4:10 5:10 22.6 31.3 49.4 3.6 4.7 7.6 65 30 5 5.2 26.0 合格 5:05 6:15 17.8 25.0 44.8 2.1 3.8 6.5 注:表中熟料为掺氟硫复合矿化剂机立窑熟料,S1、S2中含SO32.8%,磷石膏晒至自由水含量6%,二水石膏中SO3含量35%。 ??? 由表2可知,磷石膏直接用于矿渣水泥中作缓凝剂凝结时间延长,7d、28d抗压强度不如使用二水石膏,这与泰兴某化工厂磷石膏中所含酸性杂质有关。为了使磷石膏可行地应用到水泥中作缓凝剂,笔者查阅有关资料认为有必要对磷石膏进行热处理才能使之与二水石膏有同样的效果。 2? 试验小样 ??? 将表1磷石膏于180℃、750℃烘烧2h,然后掺入矿渣水泥试样中。各原料化学成分见表3,各组矿渣水泥物理性能见表4。 表3? 各原材料化学分析(%) 原材料 烧失量 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO SO3 fCaO Σ 熟料 矿渣 硬石膏 二水石膏 180℃烧磷石膏 750℃烧磷石膏 0.96 20.54 5.28 4.35 1.82 64.27 － 2.77 97.22 0.20 33.66 12.63 1.57 12.43 37.36 － － 97.85 0.42 0.43 0.16 0.17 2.48 39.11 49.51 36.68 9.8 46.5 0.6 51.9 　 表4? 各组矿渣水泥物理性能 编号 熟料（%） 矿渣（%） 180℃烧磷石膏（%） 750℃烧磷石膏（%） 二水石膏（%） 硬石膏（%） 磷石膏（%） 细度（%） 初凝（h:min） 终凝(h:min) 抗压强度（MPa） 抗折强度（MPa） 7d 28d 7d 28d S0 96 ? ? ? 4 ? ? 4.7 3:10 4:40 38.8 54.2 6.4 7.8 S1 60 34 ? ? 6 ? ? 4.7 4:10 5:50 24.2 47.8 4.6 7.6 S2 60 34 3 ? ? 3 ? 4.8 3:40 5:35 30.0 49.0 5.2 7.9 S3 60 34 6 ? ? ? ? 4.5 3:20 5:00 31.2 50.0 5.3 7.9 S4 60 34 ? 6 ? ? ? 4.6 3:20 4:40 29.1 48.2 4.8 8.0 S5 60 34 ? 3 3 ? ? 4.7 3:00 4:00 30.4 49.6 5.3 8.0 S6 60 34 ? ? ? ? 6 4.6 4:45 6:25 20.6 43.9 4.1 7.2 ????? 注:以上各组安定性合格。 ??? 由表4可知,磷石膏经热处理后用于矿渣水泥中作缓凝剂效果比未处理的磷石膏好,初凝、终凝时间与二水石膏相近并略有提前,特别是热处理磷石膏与硬石膏搭配使用,凝结时间提前达1h,抗压强度也有所提高。以上效果主要与磷石膏中