柠檬酸渣作水泥缓凝剂的研究（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）试验研究文章编号:1009-9441(202101-0001-03柠檬酸渣作水泥缓凝剂的研究□□黄伟,陶珍东,王小波(济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022摘要:研究了柠檬酸渣、钢渣掺入量和钢渣比表面积等3个因素对水泥物理化学性能的影响,并探索了柠檬酸渣代替天然石膏作水泥缓凝剂的可行性。结果表明,柠檬酸渣掺入量为3%,钢渣掺入量为15%,钢渣比表面积为354.6m2/kg时,水泥的力学性能最佳;柠檬酸渣掺量为4%时,缓凝作用明显。柠檬酸渣与天然石膏的掺量相同时,其早期强度高于掺天然石膏的水泥样品。采用柠檬酸渣配制水泥时,水泥物理力学性能无不利影响,可以代替天然石膏作水泥缓凝剂。关键词:工业废渣;柠檬酸渣;钢渣;缓凝剂中图分类号:TQ172.4:引言柠檬酸渣是生产柠檬酸过程中排出的废渣,经过压滤工艺处理后,水分在12%左右[1],其细度较细、形态如泥,呈白色松散状[2],故又称为钙泥,是一种以CaSO4・2H2O为主要成分的工业废渣,其SO3的含量高达42%~48%[3],属优质石膏。通常每生产1t柠檬酸可产生废渣2~3t[4]。我国的柠檬酸年产量超过100万t,年排放废渣量超过200万t。由于废渣中含有砷、氟等有害元素,对环境污染较严重。我国的石膏工业储量在29~46.6亿t,居世界第1位,但优质石膏只占总储量的8%[5],目前的石膏年开采量为2000多万t。我国的石膏矿产分布很不均匀,多在中南、西南、西北地区[6],相当一部分地区缺乏天然石膏资源,若远途外购石膏,既加剧了运输紧张的矛盾,又增大了生产成本。而在一些天然石膏缺乏的地区,化学石膏的排放量却很大,在这些地区开发利用化学石膏具有重要的意义。所以,世界各国都对开发利用化学石膏给予了高度的重视[7]。本课题的目的是研究柠檬酸渣作为水泥缓凝剂的应用效果,以期化害为利、变废为宝,节约天然石膏资源;同时还可以保护环境、节约土地,减少化学石膏对环境的污染。1原材料(1柠檬酸渣:来自山东柠檬生化,密度为2.459g/cm3。(2水泥熟料:来自山水集团,密度3.141g/cm3。(3:,密度2.439g/cm3。4:3c3,粉磨至比表面m1。表1原材料的化学组成%原料烧失量SiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3柠檬酸渣20.471.630.060.4831.540.3745.46天然石膏21.870.86—0.3232.322.0742.34水泥熟料—21.963.304.7664.882.860.59钢渣3.0912.3620.066.5541.3211.65—2试验2.1试验方法水泥比表面积的测定,按GB8074—87《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、体积安定性的测定,按GB1346—89《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》进行。水泥胶砂强度的测定,按GB/T17671—1999《水泥胶砂强度检验方法(ISO法》进行。2.2试验方案试验采用正交试验法,按L9(34设计正交表,其因素与水平见表2。为了考察柠檬酸渣的各种性能,利用天然石膏设计了3组对比试验(见表3。表2正交试验的因素与水平因素水平A柠檬酸渣掺入量/%B钢渣掺入量/%C钢渣比表面积/(m2/kg1315354.62420371.43525394.6・1・建材技术与应用1/2021表3对比试验方案试验号天然石膏掺入量/%钢渣掺入量/%钢渣比表面积/(m2/kg10320371.411420371.412520371.43结果与讨论正交试验与对比试验的结果见表4。表4试验结果试验编号安定性标准稠度用水量/%凝结时间/(h∶min抗折强度/MPa抗压强度/MPa初凝终凝3d28d3d28d正交试验1合格26.001∶442∶407.17.633.145.92合格28.752∶063∶216.07.530.344.53合格26.002∶003∶095.98.028.140.94合格26.252∶023∶146.57.531.640.5合格26.252∶013∶28539.96合格26.1∶7.947合格26.252∶506.96.833.040.78合格26.252∶062∶547.06.836.339.59合格26.752∶023∶326.47.430.738.5对比试验10合格26.001∶433∶095.97.026.941.311合格26.252∶023∶146.18.130.446.012合格26.25