輕質(zhì)碳酸鈣摻無機(jī)復(fù)合填料對脫硫石膏的性能影響

文|王小紅

近年來，脫硫工業(yè)副產(chǎn)石膏與粉煤灰、礦渣及各種活性摻和料混合使用以提高脫硫石膏的利用價(jià)值一度受到眾多企業(yè)的高度親睞，在國外，對這些工業(yè)副產(chǎn)石膏進(jìn)行綜合利用的技術(shù)已日漸成熟，對于我們這樣一個(gè)經(jīng)濟(jì)正在迅速發(fā)展、世界最大的發(fā)展中國家而言，如何切實(shí)有效利用工業(yè)廢渣及副產(chǎn)石膏，并產(chǎn)生最大的社會(huì)效益，為社會(huì)百姓造福，提升我國在工業(yè)副產(chǎn)石膏方面的技術(shù)水平，而避免二次污染的發(fā)生，已經(jīng)成為迫切待以解決的全國性難題。

試驗(yàn)

通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行最佳配合比的確定。為保證本次結(jié)論的可行性和準(zhǔn)確性，本試驗(yàn)中，輕鈣作為堿性激發(fā)劑能夠激發(fā)石膏的活性，從而提高其部分性能；水泥作為提高石膏強(qiáng)度性能的無機(jī)添加物，其添加量為2.00%；石膏專用緩凝劑、減水緩凝劑的用量均為0.25%,選取材料如下：

脫硫石膏：（山西潞城電廠脫硫）。

水泥：42.5R普通硅酸鹽水泥（山西智海水泥公司生產(chǎn)）。

粉煤灰：二級粉煤灰（太原一電廠工業(yè)副產(chǎn)）。

礦渣：呂梁鋼廠工業(yè)副產(chǎn)。

試驗(yàn)中，分別調(diào)整輕鈣在不同石膏膠結(jié)材料中的配比，來研究輕鈣對不同膠結(jié)料標(biāo)稠用水量、強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間的影響，并得出輕鈣最佳含量。輕鈣含量分別取0.50%、1.00%、1.50%、2.00%四個(gè)測點(diǎn)進(jìn)行研究。

實(shí)驗(yàn)條件：成型三天后進(jìn)干燥箱進(jìn)行烘干，測其絕干強(qiáng)度。

試驗(yàn)研究操作步驟嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。

試驗(yàn)一：脫硫石膏：98%；水泥：2.00%；石膏專用緩凝劑0.25%；減水緩凝劑0.25%。

材料配比表1

通過實(shí)驗(yàn)整理試驗(yàn)數(shù)據(jù),分析變化規(guī)律如下：

實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)　圖表一

通過圖表一可以看出：

1、隨著輕鈣含量的增加，標(biāo)稠用水量基本沒有變化；

2、初凝時(shí)間隨輕鈣的增加緩慢增長；終凝時(shí)間緩慢縮短；

3、干折強(qiáng)度隨輕鈣的增加逐步增加，變化幅度很小，輕鈣含量為2.0%時(shí)較含量為0.5%時(shí)增加了26%；干壓強(qiáng)度在1.0%時(shí)最小，隨后有增長趨勢，輕鈣含量為2.0%時(shí)較含量為0.5%時(shí)的干折強(qiáng)度僅增加了6%。

綜合考慮，復(fù)摻一定水泥時(shí)，一定范圍內(nèi)的輕鈣用量對石膏膠結(jié)料性能影響不大。輕鈣用量在0.5%時(shí)綜合性能最好。

試驗(yàn)二：在試驗(yàn)1基礎(chǔ)上各測點(diǎn)各加入相同含量的增強(qiáng)、增粘、保水劑，研究輕鈣對石膏膠結(jié)料的影響。

通過圖表二可以看出：隨著輕鈣含量的增加，可見：

實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)　圖表二

1、標(biāo)稠用水量基本沒有變化。

2、初凝時(shí)間變化不規(guī)則，在1.5%時(shí)最短，隨后有所變長；終凝時(shí)間先降低，并且幅度較大，1.5%之后增加，但與輕鈣含量為0.5%時(shí)時(shí)間基本一致；

3、干折強(qiáng)度先降低后增加，但變化幅度很??；干壓強(qiáng)度隨輕鈣含量增加，一直下降。

很明顯，輕鈣用量在0.5%時(shí)，各種性能都好，而且在試驗(yàn)一基礎(chǔ)上當(dāng)加入相同含量的增強(qiáng)、增粘、保水劑時(shí)，干折、壓強(qiáng)度分別增加了28%、11%，初凝時(shí)間增加了17%，綜合性能好，在實(shí)際生產(chǎn)中可以作為參考。

試驗(yàn)三：在試驗(yàn)1基礎(chǔ)上，當(dāng)膠料中摻加12%的粉煤灰，代替部分脫硫石膏時(shí)，研究輕鈣不同含量對膠結(jié)料的影響。

實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)　圖表三

通過圖表三可以看出：隨著輕鈣含量的增加，可見：

1、標(biāo)稠用水量明顯上升，當(dāng)大于1.5%時(shí)，用水量下降；

2、初凝時(shí)間緩慢增加，在2.0%時(shí)時(shí)間達(dá)到最長；終凝時(shí)間變化不規(guī)律且變化幅度較小，在2.0%時(shí)時(shí)間達(dá)到最長；

3、干折強(qiáng)度變化幅度很小；干壓強(qiáng)度隨輕鈣含量增加明顯下降，當(dāng)含量大于1.5%之后開始上升，在輕鈣含量為0.5%時(shí)強(qiáng)度較大。

從表中可以看出，輕鈣用量在0.5%時(shí)，強(qiáng)度較好，但初凝時(shí)間較短，而當(dāng)輕鈣用量在2.0%時(shí)，強(qiáng)度最高，初凝時(shí)間達(dá)到最長。

因此，在試驗(yàn)1基礎(chǔ)上當(dāng)加入一定含量粉煤灰活性摻和料時(shí)，隨輕鈣含量增加，干折、壓強(qiáng)度變化趨勢復(fù)雜。摻入粉煤灰試驗(yàn)中，膠結(jié)料的干折強(qiáng)度比不摻時(shí)增加幅度小，但時(shí)間會(huì)增長，尤其終凝時(shí)間，最大可增長到22%，因此摻入一定量的粉煤灰會(huì)調(diào)整輕鈣含量對膠結(jié)料的影響趨勢，強(qiáng)度性能會(huì)有小幅度降低，但會(huì)增長其凝結(jié)時(shí)間，大大改善膠結(jié)料的施工性能。

試驗(yàn)四：在試驗(yàn)1基礎(chǔ)上，當(dāng)膠料中分別摻加20%、30%的礦渣，代替部分脫硫石膏時(shí)，研究輕鈣不同含量對膠結(jié)料的影響。

對比兩個(gè)表可以看出，當(dāng)摻入不同含量的礦渣時(shí)，輕鈣對脫硫石膏的影響作用不同。

1、從圖表四Ⅰ看出，當(dāng)?shù)V渣摻量在20%時(shí)，隨著輕鈣含量的增加，標(biāo)稠沒有變化，強(qiáng)度一直在降低；凝結(jié)時(shí)間總體趨勢也在變短；

2、圖表四Ⅱ看出，當(dāng)摻加礦渣含量為30%時(shí)，隨輕鈣含量的增加，用水量在減少，強(qiáng)度在緩慢增加，凝結(jié)時(shí)間變化不規(guī)律。

總體看來，當(dāng)輕鈣含量在1.5%時(shí)，其綜合性能最好。但是考慮到施工性要求初凝時(shí)間不能過短，而且初、終凝時(shí)間間距要長，以便有一定的調(diào)整時(shí)間，因此，輕鈣用量在0.5%時(shí)，作用效果最具實(shí)用性。

實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)　圖表四Ⅰ

實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)　圖表四Ⅱ

一是復(fù)摻一定水泥時(shí)，一定范圍內(nèi)的輕鈣用量對膠結(jié)料性能影響不大。輕鈣用量在0.5%時(shí)綜合性能最好，在實(shí)際生產(chǎn)中，也可就單一提高某方面的性能稍做調(diào)整。

二是當(dāng)膠結(jié)料中加入相同含量的增強(qiáng)、增粘、保水劑，輕鈣含量在0.5%時(shí)，干折、壓強(qiáng)度都有所增加，初凝時(shí)間變長，綜合性能好。

三是摻入一定量的粉煤灰會(huì)調(diào)整輕鈣含量對膠結(jié)料的影響趨勢，當(dāng)輕鈣含量在2.0%時(shí)，其綜合性能最好。但是，粉煤灰的摻入會(huì)小幅度降低石膏強(qiáng)度性能，但會(huì)增長其凝結(jié)時(shí)間，大大改善膠結(jié)料的施工性能。

四是當(dāng)摻入一定量的礦渣時(shí)，輕鈣對膠結(jié)料的強(qiáng)度影響不大。不同含量的礦渣會(huì)影響輕鈣對脫硫石膏的影響趨勢，礦渣含量越多，強(qiáng)度越低，時(shí)間影響趨勢也大不相同。無論20%或30%的礦渣摻量，當(dāng)輕鈣含量為0.5%時(shí)，脫硫石膏的凝結(jié)時(shí)間最佳，施工性能最好。