工业副产石膏（磷石膏）作为缓凝剂在水泥中的应用

2021-09-01汤银浩

江苏建材 2021年4期

汤银浩

（江苏金峰水泥集团有限公司，江苏常州213342）

0 引言

磷石膏中的二水硫酸钙含量大大高于天然石膏，是一种很重要的再生石膏资源，但是由于磷石膏中存在一些与天然石膏不同的有害杂质，如磷、氟、有机物等，这些杂质对其应用性会产生不利影响。因此，在天然石膏资源不断减少、化学石膏不断增加的情况下，磷石膏的改性及去杂质方法的研究，对促进化学石膏的综合利用具有重要意义。

1 影响水泥强度的因素

影响水泥强度的因素有熟料质量、比表面积、水泥细度、颗粒分布、外掺石灰石质量、矿渣活性系数、水泥初、终凝时间等。

2 缓凝剂的作用

石膏作为缓凝剂，在水泥中的作用至关重要，可以针对混凝土搅拌企业的需求，在国家规定范围内为不同企业匹配适应企业需求的混凝土凝结时间、坍落度损失等。

3 改性磷石膏的性能

改性磷石膏是由普通磷石膏（湿）与煅烧过后的磷石膏（干）混合，干、湿混合比例按用户需求定制，经煅烧处理，改变磷石膏内部性质。通过试验，利用改性磷石膏，可将磷石膏中对水泥有害的杂质转化为难溶盐，并能改善磷石膏中硫酸钙的溶解性能。同时，在生产过程中普通磷石膏和煅烧前的磷石膏均添加了一定量的石灰进行中和，石灰中和可消除可溶磷、氟的影响，经济、实用。有机物含量高时，石灰中和反应更适用，磷石膏胶结材料性能对石灰掺量很敏感，故磷石膏品种比较稳定，利用干、湿混合生产工艺可解决磷石膏含水率高的问题，部分有害杂质得到有效去除，水泥初、终凝时间达生产需求。实践证明，改性磷石膏作为缓凝剂能满足水泥混凝土搅拌企业的各方面需求，可以替代天然石膏用于水泥生产，使用更安全、更节能。

4 改性磷石膏的优势

（1）改性磷石膏是白色细末状，不需要像天然石膏那样经过破碎才能使用，有效简化了工艺，为水泥企业节约了设备、电耗及人工成本，入磨计量方便，配比比较均匀稳定。因磷石膏中二水硫酸钙含量大大高于天然石膏，所以SO3和结晶水的含量完全优于天然石膏，经处理有害杂质后，质量稳定，水泥中同等SO3情况下，用量明显下降，通过小磨试验，各项指标优于天然石膏。实践中，只要SO3控制合理，对水泥强度早期激发比较明显。

（2）水分稳定、因地适宜，可根据不同的天气、不同的储料下料设备，匹配客户要求，保证下料顺畅。

（3）不同季节不同厂对PH值的要求不同，通过多次试验及实际生产运用，冬季生产PH值9.0∽10.0，夏季生产PH值8.0∽9.0，区分要求后，既可保证质量又能保证气温变化对凝结时间的要求。

（4）经过长期实践，改性磷石膏对入磨熟料温度的要求优于天然石膏，不因入磨熟料过高而使石膏产生脱水现象，从而有效保证了水泥产品质量。

（5）同等SO3指标控制的情况下水泥产品的适应性和泌水性优于天然石膏，解决了客户对水泥适应性的要求。

5 设备改造和技术支撑

为了大量使用改性磷石膏，江苏金峰水泥集团有限公司专门技改配备了每台磨约80 t的储料仓和电子皮带秤，实际使用下来经济合理、质量稳定。

6 试验方法及方案

6.1 试验原料

改性磷石膏取自山东泰山石膏厂石膏成品库房，物料在装车运输时取样，为正常运输抽检样品。熟料为江苏金峰水泥集团有限公司5 000 T/D新型干法旋窑生产线现场取样样品。

6.2 试验方法

水泥比表面积的测定按GB/T8074—2008《水泥比表面积测定方法勃氏法》进行；水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性按GB/T1346—2011《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行；水泥胶砂强度按GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行测定；石膏PH值测定：取烘干至恒重的石膏2 g，加入10 ml蒸馏水中，使用精密PH试纸检测。