采用大掺量石灰石水泥助磨剂研发P·C42.5水泥的试验研究
水泥 安徽海螺水泥股份有限公司 秦宏基 2016-06-16
本次试验研究是通过P·C42.5水泥评价大掺量石灰石助磨剂使用效果的试验研究，优化HY型水泥助磨剂技术配方，提高其对AK公司P·C42.5水泥的增强效果。
一、试验方案及试验检测内容
1. 试验用材料
AK公司的原材料为水泥熟料、天然二水石膏、矿渣、河砂、石灰石、砂岩等。HY型水泥助磨剂分别为4种不同型号的助磨剂，pH值为8.5±1.0。其型号分别为HY-A型，掺量为0.03%，密度为1.17±0.03kg/m3；固含量为(58.00±3.00)%；HY-A1型，掺量为0.03%，密度为1.16±0.03kg/m3，固含量为（59.00±3.0）%； HY-B型，掺量为0.1%，密度为1.25±0.03kg/m3，固含量为（47.00±3.0）%；HY-C型，掺量为0.05%，密度为1.18±0.03kg/m3，固含量为（51.00±3.00）%。
2. 试验方案与检测内容
2.1 试验方案
AK公司熟料、矿渣、河砂、石灰石、砂岩的不同配比方案见“P·C42.5水泥小磨空白试验方案表”。不同配比方案空白试验，与掺加4种不同型号助磨剂（分别掺加HA、HA1、HB、HC等4种不同型号水泥助磨剂）的试验方案进行对比试验。
2.2 试验样品质量控制指标
P·C42.5水泥质量控制指标中设置SO3指标控制：2.7±0.2%；比表面积控制：385±15m2/kg。
2.3 试验检测内容
对不同方案试验水泥样品进行全套物理检验及化学分析检测，强度检验含1d、3d、7d、28d强度，检测与掺加2.3%萘系外加剂进行水泥与砼外加剂相容试验（检测水泥净浆流动度），对比水泥颜色差异等指标。
二、试验结果分析
分析一：
1. 空白样品试验检测结果表明，空白水泥试验样品中，熟料配比在75%以上的试验样，其强度可达到出厂P·C42.5水泥强度控制标准要求。
2. 在大掺量石灰石条件下，同等配比的矿渣、砂岩、河砂对强度影响的依次顺序是矿渣＜砂岩＜河砂。
3. 掺加2.3%标准萘系外加剂后，随着石灰石掺加量的增加，水泥净浆流动度初始流动度基本没变化，但水泥净浆经时损失逐步减少，即水泥对砼外加剂的适应性逐步改善。
4. 随着石灰石掺加量的增加，水泥凝结时间基本无变化。
分析二：
1. 对水泥颜色控制的空白试验结果表明，随着石灰石掺量的增加，水泥的深灰色颜色逐渐变为浅色，但在黑砂岩等着色混合材的掺加下，颜色基本满足常规水泥颜色。
2. 编号为3-5试验样品在石灰石掺量为20%时，其颜色为深灰色，仍可确保水泥的颜色满足市场需求。
3. 在大掺量石灰石条件下、同等熟料配比下，同等配比的矿渣、砂岩、河砂对颜色影响的依次顺序是砂岩＜河砂＜矿渣。
分析三：
不同编号水泥试验样品不同龄期的抗压强度，以及不同编号水泥试验样品凝结时间及性能结果都表明：
1. 随着石灰石掺加量的增加，扣除比表面积对强度的影响，都表现出HY-B型助磨剂的增强效果最好，HY-A1型助磨剂的增强效果最差，HY-A型和HY-D型助磨剂的增强效果鉴于二者之间。
2. HY-B型助磨剂对掺有矿渣、砂岩、河砂的大掺量石灰石水泥的增强效果，均有很好的适用性。
3. 掺加矿渣、砂岩、河砂、石灰石的多种复合混合材的水泥，随着石灰石的掺加量从15%增加到25%，HY-B型助磨剂对水泥的增强效果逐步增加（石灰石掺量15%时强度增加平均值2.2MPa，石灰石掺量20%时强度增加平均值2.8MPa，石灰石掺量25%时强度增加平均值3.3MPa）。
4. 从以上试验结果可以看出，熟料配比在70%~75%，（熟料+石膏）＜80%，完全可满足复合水泥国家标准的要求，其强度可达到出厂P·C42.5水泥强度控制标准要求。
5.通过优化选择助磨剂型号，采用大掺量石灰石生产P·C42.5水泥，其水泥标准稠度需水量、凝结时间、强度等各项指标均满足P·C42.5水泥国家标准要求。其掺加2.3%标准萘系外加剂后，水泥净浆流动度初始流动度基本没有变化，即水泥对砼外加剂的适应性较好。
三、结论
1. 通过本次试验研究确定出P·C42.5水泥的最佳石灰石掺加量范围为15%~20%。
2.大掺量石灰石P·C42.5水泥的最佳配伍助磨剂是HB型号助磨剂，将有效指导工业性大磨水泥生产。
3. 使用HB型助磨剂生产的大掺量石灰石P·C42.5水泥与砼外加剂的相容性良好。
4. 通过掺加适量的（4%左右）不影响水泥性能的深灰色混合材（砂岩等），可对大掺量石灰石水泥起到着色作用，解决大掺量石灰石水泥颜色发白的问题。
5. 用石灰石作混合材生产复合水泥，能够降低水泥生产成本、扩大混合材资源、增加水泥产量、改善水泥性能，对矿渣、粉煤灰、火山灰等活性混合材资源短缺的地区来说，具有重要的意义。
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