黑渣粉摻量對水泥性能影響的研究

肖海波

（中國第八工程局有限公司東北公司， 遼寧 大連 116000)

0 前言

利用各種工業廢渣廢料，作為代用原料替代混合材，用于生產水泥，既處置了廢料、減少了環境污染，又節約了資源和能源，對水泥工業的可持續發展具有深遠意義。

采用煤變油項目產生的黑渣粉在水泥中性能影響的研究較少，本文通過在硅酸鹽水泥中摻入 10%、30%的黑渣粉，研究不同黑渣粉摻量對水泥凝結時間、膠砂流動度、膠砂強度性能的影響，選擇合適的黑渣粉摻量用于水泥生產，為水泥生產選定新材料奠定基礎。

1 試驗原材料及試驗方法

（一） 試驗原材料

黑渣粉：采用山西省潞安集團煤變油項目排出的尾渣，其物理性能如表1：

表1 黑渣粉的物理性能

水泥：P·Ⅱ52.5硅酸鹽水泥；石膏：采用排煙脫硫石膏；水：潔凈的飲用水；砂：中國ISO標準砂。

（二）試驗方法

參照GB/T 1346-2011《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢測方法》的相關規定進行，GB/T 17671-1999《水泥膠砂強度檢測方法》的相關規定進行，GB/T 2419-2005《水泥膠砂流動度試驗方法》的相關規定進行。

（三）試驗方案

本試驗采用對比的試驗方法，黑渣粉a及黑渣粉b分別以0、10%、30%的摻量等量取代水泥，其試驗配合比如表2：

表2 試驗配合比

2 試驗結果及分析

（一） 黑渣粉對水泥凝結時間的影響

黑渣粉對水泥凝結時間的影響結果如表3：

表3 凝結時間測定結果

從表3得出以下結果：

與試驗基樣S0相比，S1的初凝時間下降了9.23%，終凝時間下降了3.40%；S3的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；與試驗基樣S0相比，S2的初凝時間下降了8.72%，終凝時間下降了5.11%；S4的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；與試驗基樣S0相比，S1的初凝時間下降了9.23%，終凝時間下降了3.40%；S2的初凝時間下降了8.72%，終凝時間下降了5.11%；S3的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化；S4的初凝時間下降了4.10%，終凝時間沒有變化。

（二） 黑渣粉對水泥膠砂流動度及標準稠度的影響

黑渣粉對水泥膠砂流動度和標準稠度用水量的影響結果如表4：

表4 膠砂流動度和標準稠度用水量測定結果

從表4得出以下結果：

與試驗基樣S0相比，S1的水泥膠砂流動度下降了4.08%；S2的水泥膠砂流動度下降了 0.82%；S3的水泥膠砂流動度下降了 5.71%；S4的水泥膠砂流動度下降了5.71%；與試驗基樣S0相比，S1的標準稠度用水量上升了1.43%；S3的標準稠度用水量上升了5.73%；S2的標準稠度用水量上升了0.36%；S4的標準稠度用水量上升了4.66%。

（三） 黑渣粉對水泥膠砂強度的影響

黑渣粉對水泥膠砂強度影響的結果如表5：

表5 黑渣粉對水泥膠砂強度測定結果

從表5可得出：隨著黑渣粉摻量的增加，水泥膠砂抗壓和抗折強度逐漸減小，當黑渣粉摻量達到30%時，52.5級水泥抗壓強度不符合規范標準的要求，石膏的摻入會使得早期水泥膠砂強度下降，后期膠砂強度有所提升。

3 結論

⑴適量的黑渣粉摻量能降低水泥凝結時間。

⑵當黑渣粉摻入量低于 30%時，石膏的摻量可適當提高水泥膠砂流動度，但影響不大，當黑渣粉摻入量高于30%時，石膏摻量對水泥膠砂流動度幾乎無影響。

⑶隨著黑渣粉摻量的增加，水泥的標準稠度用水量有所增加，但增加幅度不大。

⑷隨著黑渣粉摻量的增加，水泥強度下降幅度越大，當摻量為 30%時，水泥抗壓強度不符合52.5級水泥強度的技術要求。