脱硫石膏在水泥生产中的应用

水泥 2010-06-07

　　脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫过程中产生的废弃物，随着燃煤电厂项目的快速发展，脱硫石膏废渣排放量会越来越大，将成为继粉煤灰之后的第二大固体废弃物，不仅占用大量土地资源，而且对环境影响非常严重，极易造成二次污染，如不采取积极有效措施进行综合利用，将会造成严重后果。

　　由于脱硫石膏的主要成分为二水硫酸钙，用其代替天然石膏作水泥缓凝剂将对保护环境、发展循环经济、建设节约型社会具有重要的意义。表1、表2分别是脱硫石膏的化学、物理性质。

　　水泥缓凝剂的相关试验
　　本次试验所用材料：水泥熟料、天然石膏、3种不同品位的脱硫石膏、水泥混合材（粉煤灰、炉渣、红煤矸）等。将试验中所用各种材料晒干后，分别经过试验室鄂式破碎机破碎，然后用不同编号的脱硫石膏分别与熟料、混合材等按一定比例混合，在椎500×500试验小磨中磨至规定时间。粉磨后的水泥按国家标准进行水泥物理性能检验，结果列于表3、表4。

　　表3中数据为不同电厂脱硫石膏与天然石膏不同掺量之间的纯硅酸盐水泥物理性能比较，表4列出不同电厂脱硫石膏与天然石膏掺加20%混合材后复合水泥的物理性能比较。

　　GB175-1999《普通硅酸盐水泥》标准规定，工业副产石膏做水泥缓凝剂，必须进行试验，且证明其对水泥性能无害后方可使用。因此，下面笔者主要分析水泥中加入脱硫石膏后，对其性能的影响情况。

　　1.脱硫石膏的物化性能及品位等级
　　脱硫石膏呈浅黄色细粉状，质软、易磨。脱硫石膏正常含有8%～10%的吸附水分，作为水泥缓凝剂使用时，应适当晾晒，否则将给正常下料带来诸多不便。

　　2．对安定性、稠度的影响
　　从表3中编号为K6～K9的数据可以看出，随着脱硫石膏掺入量的增加，水泥的稠度呈增加趋势，与天然石膏相比，其稠度略有降低，表明掺加脱硫石膏的水泥需水量少。另外，从表中还看出脱硫石膏对水泥的安定性没有影响。

　　3．对凝结时间的影响
　　根据表3中K1～K9的凝结时间数据看出，随着石膏掺入量的增加，水泥的初凝、终凝时间均有延长，只是脱硫石膏比同掺量天然石膏凝结时间普遍短，有加速凝结的现象，但从表4中体现不明显。掺量超过5%后，脱硫石膏有加速延长凝结时间的趋势。通过分析比较可以看出，脱硫石膏与天然石膏在水泥中有相同的特性，当加入适量时，能起到延缓水泥凝结时间的作用。

　　4．对水泥强度的影响
　　从表3中可看出，当石膏掺量相同时，脱硫石膏比天然石膏3d抗折强度一般提高0.2～0.7MPa，28d抗折强度一般提高0.2～0.3MPa；特别是3d抗折强度，掺量越高，差值越大。

　　从表4中可看出，当石膏掺量相同时，3d抗折强度提高0.1～0.5MPa，而28d抗折强度却提高0.4～0.9MPa。

　　水泥的抗压强度是判定水泥强度等级的重要指标。从表3、表4中可以看出，当石膏掺入量相同时，脱硫石膏比天然石膏3d抗压强度一般提高2～3MPa，28d抗压强度提高1～2MPa。

　　当掺量为3%时，各电厂石膏3d、28d抗压强度基本相同。1号、2号脱硫石膏比3号脱硫石膏的品位略高，抗压强度则稍微偏高一点。当掺量达到5%时，差距仍然不大，与3％掺量的情况基本相同，但上述脱硫石膏都比天然石膏的强度高。因此，可以认为石膏品位高低不同，对强度的影响略有差异，品位越高，则强度越高。

　　结论
　　电厂脱硫石膏主要成分为二水硫酸钙，其化学成分中不含有害物质。做水泥缓凝剂时，对水泥的安定性、凝结时间、强度等物理性能没有消极影响。随着脱硫石膏掺入量的增加，在一定范围内，水泥的早、后期强度也随之增加。当石膏掺量相同时，脱硫石膏比天然石膏能明显提高水泥的抗折、抗压强度。但脱硫石膏中含有约10%的吸附水，水泥企业使用时，应适当晾晒。

　　脱硫石膏是工业废渣，水泥企业使用后，可有效增加水泥产品中废渣的掺入量，同时能节约资源，变废为宝。这也是企业构建和谐社会、履行社会责任的具体体现,脱硫石膏的使用符合国家节能减排的产业政策，在取得良好经济效益的同时减少了工业废渣对城市的污染,是水泥生产企业向环保责任型企业转型的一个创新。

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