輕質(zhì)碳酸鈣摻無機復(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)石膏進行綜合利用的技術(shù)已日漸成熟，對于我們這樣一個經(jīng)濟正在迅速發(fā)展、世界最大的發(fā)展中國家而言，如何切實有效利用工業(yè)廢渣及副產(chǎn)石膏，并產(chǎn)生最大的社會效益，為社會百姓造福，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

通過實驗進行最佳配合比的確定。為保證本次結(jié)論的可行性和準確性，本試驗中，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度性能的無機添加物，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)料標稠用水量、強度、凝結(jié)時間的影響，并得出輕鈣最佳含量。輕鈣含量分別取0.50%、1.00%、1.50%、2.00%四個測點進行研究。

實驗條件：成型三天后進干燥箱進行烘干，測其絕干強度。

試驗研究操作步驟嚴格按照國家標準和相關(guān)行業(yè)標準進行操作，記錄試驗數(shù)據(jù)并進行分析。

試驗一：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％。

通過實驗整理試驗數(shù)據(jù),分析變化規(guī)律如下：

1、隨著輕鈣含量的增加，標稠用水量基本沒有變化；

2、初凝時間隨輕鈣的增加緩慢增長；終凝時間緩慢縮短；

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

綜合考慮，復(fù)摻一定水泥時，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%時綜合性能最好。

試驗二：在試驗1基礎(chǔ)上各測點各加入相同含量的增強、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：

1、標稠用水量基本沒有變化。

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

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

很明顯，輕鈣用量在0.5%時，各種性能都好，而且在試驗一基礎(chǔ)上當加入相同含量的增強、增粘、保水劑時，干折、壓強度分別增加了28%、11%，初凝時間增加了17%，綜合性能好，在實際生產(chǎn)中可以作為參考。

試驗三：在試驗1基礎(chǔ)上，當膠料中摻加12%的粉煤灰，代替部分脫硫石膏時，研究輕鈣不同含量對膠結(jié)料的影響。

1、標稠用水量明顯上升，當大于1.5%時，用水量下降；

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

3、干折強度變化幅度很??；干壓強度隨輕鈣含量增加明顯下降，當含量大于1.5%之后開始上升，在輕鈣含量為0.5%時強度較大。

從表中可以看出，輕鈣用量在0.5%時，強度較好，但初凝時間較短，而當輕鈣用量在2.0%時，強度最高，初凝時間達到最長。

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

試驗四：在試驗1基礎(chǔ)上，當膠料中分別摻加20%、30%的礦渣，代替部分脫硫石膏時，研究輕鈣不同含量對膠結(jié)料的影響。

對比兩個表可以看出，當摻入不同含量的礦渣時，輕鈣對脫硫石膏的影響作用不同。

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

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

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

一是復(fù)摻一定水泥時，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%時綜合性能最好，在實際生產(chǎn)中，也可就單一提高某方面的性能稍做調(diào)整。

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

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

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

作者單位：山西省太原市標準計量質(zhì)檢院