第5期 粱宝瑞等：利用烧结脱硫灰-高炉矿渣-水泥熟料制备胶凝材料 .663· 当氧化温度在450℃以上时，脱硫灰的亚疏酸 粉磨的成本却大大增加.另外，如果比表面积过 钙的氧化率基本在80%以上.考虑到能耗的要求， 大，体系的需水量增大，细颗粒表面由于电荷不 并与实际生产相结合，矿渣的烘干温度不能太高且 平衡，导致细微颗粒团聚，造成成型时浆体和易性 时间不能太长，否则会破坏矿渣的晶体结构，导致 差、搅拌时气泡难以排除等缺陷.同时，细度过大也 胶凝材料性能变坏.鉴于此，本文选取表5中的五 会造成水化反应产物过早地在矿渣颗粒表面形成致 组脱疏灰进行实验，按照5%的参入比例与高炉矿 密的水化产物层，影响后期水化产物的形成，从而 渣混合、球磨，然后进行强度实验，结果见表7. 使后期强度增长受到影响.结合矿渣磨细粉生产线 表7不同组合下胶凝材料的强度 的实际情况，后续实验采用矿渣的比表面积为450 Table 7 Strength of cementitious materials under different m2.kg-1. 2.2.3激发剂的影响 combinations 抗折强度/MPa 抗压强度/MPa 按照确定的工艺参数，将脱硫灰和矿渣经加水 编号 3d 7d28d 3d 7d 28d 预拌烘干后，球磨到比表面积为450m2.kg1,将磨 3 5.7 7.2 10.6 26.438.5 60.4 好的复合材料和基准水泥按1：1的比例均匀混合， 4 5.5 7.1 9.8 24.8 36.5 58.9 5 5.7 7.410.8 然后再向复合材料中添加不同种类、不同量的激发 26.7 39.1 61.6 7 5.9 7.5 11.5 27.0 40.8 62.5 剂，按照GB17671一1999规定的方法，制成试件， 8 5.67.210.0 25.637.259.2 测试其抗压强度和抗折强度.研究脱硫灰在不同种 由表5和表7可知，随着脱硫灰中亚疏酸钙 类、不同投加量的激发剂的作用下，对脱硫灰矿渣 转化率的升高，胶凝材料的强度性能增加，与不掺 复合胶凝材料水硬性能的影响，结果见表9和表10. 有脱硫灰的空白矿渣粉样持平或略有上升，因此经 表9正交试验设计 过改性后的烧结脱硫灰能够促进胶凝材料的强度性 Table 9 Orthogonal test design 能. 水平A,激发剂种类B,激发剂添加量/%C,脱硫灰掺入量/% 22.2物料比表面积的影响 1 激发剂1 0.5 1 物料细度是指原颗粒的粗细程度，将直接影响 2 激发剂Ⅱ 1.0 5 胶凝材料凝结硬化和强度性能，比表面积和颗粒粒 3激发剂川 1.5 径分布能有效地表征颗粒的粗细程度.研究认为原 从表10中可以看出，在三个因素中，3、7和 料加水后，首先是在颗粒的表层进行水化作用，然 28d时，各因素对抗折和抗压强度影响的主次顺序 后向内扩散10.颗粒比表面积越大，水化作用越迅 均是：脱硫灰掺入量>激发剂种类>激发剂添加 速而且越充分，凝结硬化的速度也越快，早期强度 量.可知脱硫灰的掺入量是最大影响因素 也就越高.本实验采用矿渣的掺量为45%，脱硫灰 通过综合平衡法1确定最优方案 的掺入量为5%，水泥熟料的摻入量为50%，将矿渣 因素A:对六个指标来说，28d抗折强度以A3 磨细至不同的细度，研究矿渣的细度对复合胶凝材 为最佳水平，其他五个均以A1为最佳，故取A1. 料强度的影响规律，见表8. 因素B:对于3d和7d抗折强度取B3为最佳 水平，28d抗折强度的B2和B3一样大，抗压强度 表8物料细度对胶凝材料强度的影响 Table 8 Effect of materials fineness on the strength of 均以B2为最佳，考虑抗压强度相对重要一些，因 cementitious materials 此取B2. 编号比表面积/(m2.kg-1)抗折强度/MPa抗压强度/MPa 因素C:对于六个指标来说，均以C2为最佳 3d7d 28d 3d 7d 28d 水平，故取C2. D1 350 4.96.88.827.840.155.3 依上述综合平衡的分析结果，得到最优方案为 D2 400 5.88.010.1 29.743.859.4 D3 450 6.68.911.7 33.948.261.5 A1B2C2,激发剂种类为1型，激发剂添加量为1%， D4 500 6.79.111.834.148.361.7 脱疏灰的掺入量为5%. D5 600 6.99,212.435.150.262.7 2.3讨论 由表8可知，随着矿渣比表面积的增加，胶 综合考虑胶凝材料性能、成本等因素，以及工 凝材料的强度呈上升趋势，当矿渣的比表面积超过 业生产中的成本问题，用脱硫灰制备胶凝材料的最 450m2.kg1时，强度继续增加的趋势较为平缓，而 终工艺参数见表11.第 期 梁宝瑞等 利用烧结脱硫灰一高炉矿渣一水泥熟料制备胶凝材料 · · 当氧化温度在 ℃以上时 , 脱硫灰的亚硫酸 钙的氧化率基本在 以上 考虑到能耗的要求 , 并与实际生产相结合 , 矿渣的烘干温度不能太高且 时间不能太长 , 否则会破坏矿渣 的晶体结构 , 导致 胶凝材料性能变坏 鉴于此 , 本文选取表 中的五 组脱硫灰进行实验 , 按照 的掺入 比例与高炉矿 渣混合 、球磨 , 然后进行强度实验 , 结果见表 表 不同组合下胶凝材料的强度 ` 一 编号 抗折强度 抗压强度 由表 和表 可知 , 随着脱硫灰中亚硫酸钙 转化率的升高 , 胶凝材料的强度性能增加 , 与不掺 有脱硫灰的空 白矿渣粉样持平或略有上升 , 因此经 过改性后的烧结脱硫灰能够促进胶凝材料的强度性 育旨 物料 比表面积的影响 物料细度是指原颗粒的粗细程度 , 将直接影响 胶凝材料凝结硬化和强度性能 , 比表面积和颗粒粒 径分布 能有效地表征颗粒的粗细程度 研究认为原 料加水后 , 首先是在颗粒的表层进行水化作用 , 然 后 向内扩散 ` 颗粒比表面积越大 , 水化作用越迅 速而且越充分 , 凝结硬化的速度也越快 , 早期强度 也就越 高 本实验采用矿渣 的掺量为 , 脱硫灰 的掺入量为 , 水泥熟料的掺入量为 , 将矿渣 磨细至不同的细度 , 研究矿渣的细度对复合胶凝材 料强度 的影响规律 , 见表 粉磨 的成本却大大增加 另外 , 如果 比表面积过 大 , 体系 的需水量增大 , 细颗粒表面 由于 电荷不 平衡 , 导致细微颗粒 团聚 , 造成成型时浆体和易性 差 、搅拌时气泡难以排除等缺陷 同时 , 细度过大也 会造成水化反应产物过早地在矿渣颗粒表面形成致 密的水化产物层 , 影响后期水化产物 的形成 , 从而 使后期强度增长受到影响 结合矿渣磨细粉生产线 的实际情况 , 后续实验采用矿渣 的比表面积为 · 一 激发剂的影 响 按照确定的工艺参数 , 将脱硫 灰和矿渣经加水 预拌烘干后 , 球磨到比表面积为 · 一 , 将磨 好的复合材料和基准水泥按 的比例均匀混合 , 然后再向复合材料中添加不 同种类 、不同量的激发 剂 , 按照 一 规定的方法 , 制成试件 , 测试其抗压强度和抗折强度 研究脱硫灰在不 同种 类 、不 同投加量的激发剂的作用下 , 对脱硫灰矿渣 复合胶凝材料水硬性能的影响 , 结果见表 和表 表 物料细度对胶凝材料强度的影响 丁 工 编号 比表面积 · 一 抗折强度 抗压强度 一 ` , 由表 可知 , 随着矿渣 比表面积 的增加 , 胶 凝材料 的强度呈上升趋势 , 当矿渣 的比表面积超过 · 一, 时 , 强度继续增加 的趋势较为平缓 , 而 表 正交试验设计 妞 水平 , 激发剂种类 , 激发剂添加量 , 脱硫灰掺入量 激发剂 石 激发剂 激发剂 从表 中可以看 出 , 在三个因素中 , 、 和 时 , 各因素对抗折和抗压强度影响的主次顺序 均是 脱硫灰掺入量 激发剂种类 激发剂添加 量 可知脱硫灰的掺入量是最大影响因素 通过综合平衡法 阵` 确定最优方案 因素 对六个指标来说 , 抗折强度 以 为最佳水平 , 其他五个均 以 为最佳 , 故取 因素 对于 和 抗折强度取 为最佳 水平 , 抗折 强度的 和 一样大 , 抗压强度 均 以 为最佳 , 考虑抗压强度相对重要一些 , 因 此 取 因素 对于六个指标来说 , 均 以 为最佳 水平 , 故取 依上述综合平衡的分析结果 , 得到最优方案为 , 激发剂种类为 型 , 激发剂添加量为 , 脱硫灰 的掺入量为 讨论 综合考虑胶凝材料性 能 、成本等因素 , 以及工 业生产中的成本 问题 , 用脱硫灰制备胶凝材料的最 终工艺参数见表