提高矿粉活性方法的研究
提高矿渣粉活性的方法

矿渣粉是较好的胶凝材料,尤其S105级高等级矿渣粉具有较高的活性。
加入高品质矿渣粉的混凝土强度高、和易性能好、脱模快,能改善混凝土的抗渗性、抗冻性,增加塌落度。
目前市场应用的矿渣粉达到国家标准S105级的较少,市场份额大约不到5%;S95级矿渣粉市场份额只有35%以下,不能满足建筑市场尤其是国家重点建设工程的需要。
高等级矿渣粉占比低的主要原因是矿渣粉活性指数低,达不到建筑工程设计要求。
因此,找出矿渣粉活性低的原因,寻求提高其活性的方法,是大家十分关注并希望解决的问题。
1矿渣粉活性低的原因影响矿渣粉活性的因素较多,矿渣中晶体所占比例大而且晶体结构比较完整,SiO2等惰性组分含量较高,CaO、MgO、Al2O3等活性组分含量较少,是造成矿渣粉活性低的主要原因;其次是粉磨工艺、粉磨设备和粉磨技术等原因造成的。
2提高矿渣粉活性方法提高矿渣粉活性的方法较多,除注意选择矿渣品质之外,主要依靠粉磨工艺、粉磨设备和粉磨技术提高矿渣粉活性,要做到矿渣粉比表面积比较高,颗粒形貌比较好,颗粒级配分布范围较大;另外,还可以通过化学激发方法提高矿渣粉活性。
2.1选择相对优质矿渣矿渣是炼铁过程中排出的工业废料,经水淬处理后称为粒化高炉矿渣。
粒化高炉矿渣玻璃体含量多,具有一定的潜在活性。
由于冶炼工艺及其原材料不同,矿渣品质存在较大的差异,用不同品质的矿渣粉磨成相同比表面积矿渣粉,其活性差异很大。
如果矿渣碱性系数达到0.85左右,即使利用开路球磨机系统粉磨,把矿渣粉磨到比表面积500m2/kg以上,其活性也很难提高,因此要尽可能选择相对优质矿渣。
2.2物理方法提高矿渣粉活性2.2.1提高矿渣粉比表面积根据有关资料报道,矿渣粉的比表面积只有达到480m2/kg以上时,大多数颗粒分布在2~40μm之间,其活性才能完全发挥出来,对混凝土强度提高及性能发挥起决定性作用。
用350m2/kg的熟料(95.5%的熟料和4.5%的石膏在Φ3m×9m闭路系统中共同粉磨)与不同细度的矿渣粉配制而成水泥,其物理性能见表1。
如何提高矿粉活性

23.0~25.0 27.0~29.0
61~56
59~55
Kwh/t
二、矿渣微粉活性指数高
加入矿渣助磨活化剂,超细活化矿渣微粉7d 活性指数完全可以达到或超过75%、95%, 质量才能达到 S95级、S105级矿渣微粉国家标准。可以解决大掺量矿渣微粉造成水泥、混凝 土早期强度偏低的技术问题,具有较高的经济效益。
针对这些问题,探讨如何在粉磨矿渣电耗比较低的情况下,提高矿渣微粉的比表面积,提高 矿渣微粉活性指数,发挥其最大的活性性能。
高活性指数矿渣微粉应用到水泥可等量替代大量熟料、应用到混凝土可等量替代大量水泥, 并且能够提高混凝土的综合性能,达到降低生产成本、节能减排目的。
2 目前矿渣的粉磨状况
矿渣在粉磨过程中,比表面积增长十分缓慢,当矿渣微粉比表面积大于450㎡/kg 时, 由于研磨介质产生静电吸附现象,造成颗粒聚集、糊球,致使磨机产量降低,电耗增加,产 品比表面积降低。
这些硬件措施具备之后,还要有一个重要的因素——技术措施。
3.3 技术措施 根据矿渣的易磨性、磨机的长度,确定合理的仓位、仓长;选择合理的研磨体级配方案,
如平均球径、填充率等等,是保证低电耗生产比表面积550㎡/㎏矿渣微粉的技术措施之一。
球磨机外部的一些技术要求不可忽视,如对矿渣的易磨性、入磨粒度、水分,除尘设备的选 型及风压、风量的参数确定等等;即使是烘干设备的选型和烘干形式,也不可忽视,因为烘 干设备工艺不当,对矿渣活性的影响可下降12~15%。
3.1 物理作用 利用开路球磨机设备研磨方法生产矿渣活化微粉,是在充分利用原有设备条件的情况
下,对磨内部件技术改造,应用高效、特殊的内筛分双层隔仓板装置、出磨篦板,选择合适 的衬板及钢球钢段,是保证低电耗生产比表面积550㎡/㎏左右矿渣微粉的硬件措施条件。
科学研究方法——高活性复合矿粉的研究

复合矿粉的研究方法范晓玲(西南科技大学材料学院四川绵阳621010)摘要:本文讨论了用各种工业废渣制备复合矿粉的应用研究方法,以及复合矿粉相对单种矿物外加剂的性能优点,利用多种矿物外加剂复合能使它们的的优势互补,有助于混凝土各方面性能的提高。
关键词:复合矿粉研究性能0 前言我国是世界上硅酸盐水泥生产大国,同时也是粉煤灰、高炉矿渣等工业废渣排放量最大的国家。
据统计,我国2006年火力发电量为23573亿kw·h[1],按95%为煤电计,每年约要排放出1200亿吨粉煤灰和灰渣。
这些工业废渣的堆放,不仅占用大量的土地,而且污染大气、土壤和地下水,导致人类居住的环境恶化。
因此我们在推进混凝土材料和工程技术的同时,更应该关注开发研究能有效利用工业废渣、减少硅酸盐水泥熟料生产的技术;关注降低单位混凝土水泥用量,利用工业废渣有效改善混凝土结构性能。
现在有很多研究者发现[2],除水泥外,一些工业废渣(矿渣粉、粉煤灰、硅灰等)也具有不稳定的结构特征,这些潜在能量的存在表明这些工业废渣具有潜在的活性,可以很好的大量取代混凝土中的大多数水泥,生产出相同或更佳质量的混凝土。
而且,除了单用某一种废渣取代水泥外,将多种不同的矿粉复合化更是新一代矿物外加剂的发展趋势,将多种磨细工业废渣及天然矿物材料复合而制得多元胶凝粉体,利用多元粉体之间的“梯度水化”反应,调控其各组分胶凝反应的进程,充分发挥各组分性能而起到叠加作用。
这样的应用可以减少环境负荷,节约资源,并促进绿色高性能水泥与混凝土的发展,因而成为当前超细粉磨技术与混凝土研究的热点题。
故近年来,对高活性的复合矿粉的研究取得了较大的进展。
用多种不同矿物如粉煤灰—硅粉,粉煤灰—矿渣,或矿渣—硅粉组合等的混合水泥已得到了快速发展,且目前已在很多国家得到了应用[3,4]。
以下我们将讨论研究复合矿粉的各种研究方法。
1复合矿粉的研究方法对复合矿粉的研究方法目前主要有以下几种:(1)建立物理模型来研究复合后的矿粉性能变化;(2)研究复合矿粉的粉末工艺对其颗粒分布的影响;(3)将单一矿粉或复合矿粉取代50%的水泥做胶砂强度实验,然后与纯水泥的胶砂强度作对比,得到活性指数;(4)将复合矿粉应用在混凝土中的结果与纯水泥或纯某种矿粉混凝土对比,观察其对混凝土各方面性能的影响。
提高矿渣微粉早期的活性指数

提高矿渣微粉早期的活性指数----1af92c94-715f-11ec-b3d8-7cb59b590d7d随着人们对矿渣微粉的经济价值的逐渐认识,最近几年,很多水泥企业尤其是钢铁企业,新装备了矿渣粉磨设备;由于粉磨矿渣与粉磨水泥的物料易磨性、粒度等条件不相同,对矿渣粉磨的技术没有完全掌握,经验不足等原因,致使粉磨的矿渣微粉产量低、产品电耗高、矿渣微粉的活性指数达不到《gb/t10846-2000》矿渣微粉国家标准,针对这些问题,谈谈我们在矿渣粉磨实践中的体会。
2目前矿渣的粉磨状况由于矿渣的可磨性差,矿渣粉磨技术的质量、产量和效益差别很大。
矿渣在粉磨过程中,比表面积增长十分缓慢,当矿渣微粉比表面积大于450㎡/kg时,会产生过粉磨,由于静电吸附造成颗粒聚集、糊球现象,致使磨机产量大幅降低,电耗大幅增加。
有的企业为了提高产量降低电耗,在矿渣粉磨的同时加入5~10%的粉煤灰,达到助磨作用,其结果是产量有所提高,水泥的强度却下降了,其经济效益没有完全发挥出来。
一般矿渣微粉往水泥里的掺入量只有15%左右,河北某水泥集团购买河北邯郸某厂生产的矿渣微粉,往水泥里只掺加6%,才能保证原来的水泥强度指标不降低。
当磨细矿渣粉的比表面积小于450㎡ / kg,渣粉活性未充分发挥;加入水泥后,虽然后期强度增加,但3D强度降低1~3Mpa,活性指数降低≤ S75级矿渣粉国家标准。
这种粉磨方法存在磨矿产量低、矿粉比表面积小、水泥掺量低、经济价值低等问题。
随着企业质量意识不断提高,尤其是商品混凝土搅拌站对矿渣微粉的质量要求已经不再仅仅满足s75级,他们要求矿渣微粉的活性指标达到s95级或s105级;所以,生产矿渣微粉的企业一定要把矿渣微粉的活性指数提高上去,产品才有市场;附件:矿渣粉国家标准GB/t10846-2000见表1矿渣微粉活性指数:a=c/b×100A-7d和28d活动指数(%)b—对比样品7d(或28d)抗压强度(mpa)C-7d(或28d)试样抗压强度(MPA)(指对比水泥与矿渣粉按1:1的质量比组成的试样)现在国内一些厂家生产的矿渣微粉掺入水泥后,存在早期强度比较低的问题,原因是矿渣微粉的7d活性指数≤75%;关键是如何提高矿渣微粉的早期活性指数,把7d的活性指数提高到75%或95%以上。
水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究

水玻璃激发粉煤灰、矿粉活性的试验探究粉煤灰和矿粉是比较典型的可以被激发剂激发而发生水化、产生强度的胶凝材料。
利用粉煤灰、矿粉取代混凝土中的部分水泥和细集料,较好地改善混凝土的某些性能并节约水泥,一直是人们研究、关注的课题,而发挥粉煤灰、矿粉的活性或活性成分,却是充分利用粉煤灰和矿粉作用的关键。
目前,国内外关于粉煤灰和矿粉的活性激发方法主要有物理细磨、单掺化学激发剂、加钙处理等。
通过大量研究人们发现粉煤灰和矿粉的活性在碱性介质或酸性介质,特别是碱性介质中可以得到激发,同时也找到一些激发粉煤灰和矿粉活性的方法和途径,但存在难以快速、充分和经济地激发其活性的问题,表现在粉煤灰和矿粉成型制品早期强度比较低。
因此寻找激发粉煤灰和矿粉活性优化方法,成为现在矿物充分利用的重要课题。
文章在研制出一种矿粉- 粉煤灰水泥基材料的基础上,针对该种水泥基材料,采取对粉煤灰物理细磨和添加水玻璃化学激发剂结合的方法,进一步通过实验研究粉煤灰、矿粉替代水泥胶凝材料制作轻型节能混凝土砌块时,水玻璃掺量对粉煤灰、矿粉及水泥组成的胶凝体系力学性能的影响和粉煤灰、矿粉活性激发作用机理等问题。
1 原材料及试验方法1. 1 原材料水泥: 采用广西柳州鱼峰水泥有限公司生产的P. O42. 5级普通硅酸盐水泥。
粉煤灰( Ⅰ) : 柳州电厂II 级粉煤灰,密度为2. 24g /cm3,比表面积423m2 /kg。
矿粉: 柳州市鱼峰水泥有限公司生产的磨细矿粉,密度2. 64g /cm3,比表面积462m2 /kg。
砂子: 柳江河沙,中砂。
激发剂: 水玻璃。
减水剂: MN -Ⅱ型高效减水剂,柳州市威安混凝土助剂厂,减水率20%左右。
1. 2 试验方法试验的主要目的是确定粉煤灰- 矿粉矿物掺合料在完成物理细磨激活后,进一步选择激发剂水玻璃激活,制作轻型混凝土砌块的优化结果,最终找到一条有效激发粉煤灰和矿粉活性的方法。
因此按照《普通混凝土配合比设计规程》( JGJ55 - 2011) 并结合矿粉-粉煤灰水泥基材料研究成果,设计胶凝材料450g( 水泥、粉煤灰、矿粉掺量分别占胶凝材料总质量的70%、15%、15%) ,砂子1350g,胶砂比1: 1. 5; 减水剂取胶凝材料总质量的5%,水灰比为0. 4; 水玻璃用量分别按总胶凝材料质量的3%、4%、5%、6%、7%,配合比设计方案见表2。
提高矿渣粉活性的方法

提高矿渣粉活性的方法2018-02-06 15:47矿渣粉是较好的胶凝材料,尤其S105级高等级矿渣粉具有较高的活性。
加入高品质矿渣粉的混凝土强度高、和易性能好、脱模快,能改善混凝土的抗渗性、抗冻性,增加塌落度。
目前市场应用的矿渣粉达到国家标准S105级的较少,市场份额大约不到5%;S95级矿渣粉市场份额只有35%以下,不能满足建筑市场尤其是国家重点建设工程的需要。
高等级矿渣粉占比低的主要原因是矿渣粉活性指数低,达不到建筑工程设计要求。
因此,找出矿渣粉活性低的原因,寻求提高其活性的方法,是大家十分关注并希望解决的问题。
1 矿渣粉活性低的原因影响矿渣粉活性的因素较多,矿渣中晶体所占比例大而且晶体结构比较完整,SiO2等惰性组分含量较高,CaO、MgO、Al2O3等活性组分含量较少,是造成矿渣粉活性低的主要原因;其次是粉磨工艺、粉磨设备和粉磨技术等原因造成的。
2 提高矿渣粉活性方法提高矿渣粉活性的方法较多,除注意选择矿渣品质之外,主要依靠粉磨工艺、粉磨设备和粉磨技术提高矿渣粉活性,要做到矿渣粉比表面积比较高,颗粒形貌比较好,颗粒级配分布范围较大;另外,还可以通过化学激发方法提高矿渣粉活性。
2.1 选择相对优质矿渣矿渣是炼铁过程中排出的工业废料,经水淬处理后称为粒化高炉矿渣。
粒化高炉矿渣玻璃体含量多,具有一定的潜在活性。
由于冶炼工艺及其原材料不同,矿渣品质存在较大的差异,用不同品质的矿渣粉磨成相同比表面积矿渣粉,其活性差异很大。
如果矿渣碱性系数达到0.85左右,即使利用开路球磨机系统粉磨,把矿渣粉磨到比表面积500m2/kg以上,其活性也很难提高,因此要尽可能选择相对优质矿渣。
2.2 物理方法提高矿渣粉活性2.2.1 提高矿渣粉比表面积根据有关资料报道,矿渣粉的比表面积只有达到480m2/kg以上时,大多数颗粒分布在2~40μm之间,其活性才能完全发挥出来,对混凝土强度提高及性能发挥起决定性作用。
用350m2/kg的熟料(95.5%的熟料和4.5%的石膏在Φ3m×9m闭路系统中共同粉磨)与不同细度的矿渣粉配制而成水泥,其物理性能见表1。
矿渣粉的活性和流动度研究

(2)矿渣粉体的细度和掺量对混凝土的力学性能有显著的影响。
提高细度,矿渣活化效果显著。
矿渣粉的比表面积越大,胶砂早期强度越大,其28d强度可超过纯熟料水泥。
混凝土抗压强度达到最高值的超细矿渣掺量一般在25%~50%,其断裂能亦在同期达到高值。
但矿渣混凝土的早期强度发展略慢,也可能导致混凝土的缓凝;然而,混凝土强度后期发展较快,在90天时,矿渣混凝土有最高的抗压强度。
矿渣作为一个具有潜在活性的物质,提高它的粉磨细度,无疑可以提高它的水化活性。
矿渣比表面积越高,水化活性也就越高。
相对于硅酸盐水泥而言,由于矿渣的C/S比较低,因此,矿渣的活性效应可以从以下方面得到体现:1. 从整体上降低了原有硅酸盐水泥水化体系的碱度,加速了硅酸盐水泥中Ca2+离子的析出和C3S与C2S的水化速度,而硅酸盐水泥的水化加速反过来又有利于矿渣潜在水化活性的激发,这种水泥与矿渣颗粒之间持续的良性循环水化进程,有利于使混凝土硬化体进一步密实化和强度的增进;2. 矿渣的水化,耗用了体系内不利于力学性能发展的氢氧化钙晶体相,细化了羟钙石晶体,弱化了其在混凝土过渡区晶体的定向排列,改善了混凝土过渡区的结构;3. 使水化产物C-S-H凝胶的C/S比相应降低,提高了强度。
矿渣粉的活性和流动度研究对6个细度水平的矿渣粉活性和流动度研究,矿渣粉的抗折活性指数比抗压活性指数高,它在 2 8d内是龄期和细度的单调增函数.矿渣粉的抗压活性指数在7d内是龄期和细度的单调增函数,2 8d的抗压活性指数采用不同品质的硅酸盐水泥表现存在差异.矿渣粉比表面积在350 - 6 50 m2 / kg范围内,流动度比都大于110 ,而矿渣水泥的标准稠度用水量却比硅酸盐水泥高.采用不同细度硅酸盐水泥作为对比样时,矿渣粉流动度比偏差在14 %以内。
如何提高立磨矿渣粉活性

方案一1、概述目前国内专用于生产矿渣粉的立磨较多,但许多立磨所生产的矿渣粉的活性系数不高。
本文通过对矿渣粉工艺生产线、矿渣品质、生产控制指标、外加剂实验这几个方面的分析研究,探讨了提高矿渣粉活性的方法。
2、工艺生产线的分析:2.1几条立磨矿粉生产线的分析2.1.1设备对比下表是几个工艺线相近的矿渣粉生产线的主机设备表:表2.1不同矿渣粉生产线主机设备对比2.1.2工艺线对比国内几大采用立磨生产矿渣粉的生产厂采取的工艺流程几乎是一致的。
所不同的是立磨设备生产厂家及选型。
国外几大供货商虽各自强调自己的特点,但基础上工作原理都是相同的,所不同支出知识结构,这些只会影响设备及损件的寿命,对产品的质量不会造成显著影响。
2.2工艺生产线分析结论这些生产设备设计合理,工艺流程间接可靠。
其生产能力与质量控制能力均较好。
目前尚未发现打的缺陷及确需做较大改进的地方。
3矿渣特性分析3.1不同表现特征矿渣的对比在实验中我们发现不同表现特征的矿渣其矿渣活性指数有很大的差异。
我们选择了同一个厂生产的四种外观不同矿渣,进行了对比分析:C类外观较白,针状物较多D类外观较黑,针状物较少G类外观较白,针状物较少H类外观较黑,针状物较多分别称取C类、D类矿渣相同质量,用化验室制样机分别磨4分钟、6分钟、8分钟(D类没有做8分钟的样)比表面积及其活性指数见下表:对C、D、G、H四种矿渣分别取相同质量的式样,磨相同时间得出检验结果如下表。
以上数据看出,颜色偏白,表现针状物含量多的矿渣活性指数较高;颜色偏黑,表现针状物较少的矿渣活性指数较低。
3.2不同厂的矿渣的对比分析从两个不同生产厂家取矿渣及矿粉样品,分别称取相同质量的矿渣,用化验室制样机粉磨相同的时间,分别实验3天、7天强度。
同时做了化学成分分析,并对表现特征及颜色做了对比。
3.2.1矿渣活性指数及活学成分的对比矿渣抽样经制样机制成矿渣粉所得化学成分及其活性指数见表33.2.2矿渣粉成品粒度分析及活性对比矿渣粉成品抽样所得化学成分及其活性指数见表4从化学成分上看,TL矿渣CaO、MgO、AL2O3含量较JL厂高,SiO2 含量较低。
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Abstract: Mechanical activation and chemical activation were chosen for two kinds of activation methods to improve the activity of mineral powder from Xinjiang.Through orthogonal test,it was ensured in milling time and excitation agent dosage,after that the influence of the strength of mortar test block adding the activation of different dosage of mineral powder was studied.Test results show edsodium sulfate excitation effect was better than sodium hydroxide,when exciting agent content was 3% and ball grinding time was 90~100 min, the activity of mineral powder dosage range could be expanded to 40%~50% but strength could also be increased in standard age and later age.It was greatly improved the utilization of mineral powder.The microtest results proved that the post-activated minerall powder increased mortar compactness and improved the coating properties of the glue to the sand.It was led directly beneficial to the growth of calcium alum crystals and promoted cement hydration. Key words: mineral powder;mechanical activation;chemical activation;orthogonal test;mortar strength
Study on improving the activity method of mineral powder
1
1
1
n 1,2
1
1
(1.China West Construction Group Co.,Ltd.,Urumqi 830000,China;
2.School of Civil Engineering,Qingdao Technological of University,Qingdao 266033,China)
(1.中建西部建设股份有限公司,新疆 乌鲁木齐 830000;2.青岛理工大学 土木工程学院,山东 青岛 266033)
摘 要: 通过物理球磨,化学激发剂两种活化方式共同来改善新疆当地的一种矿粉活性。使用正交试验,研究了球磨时间和激
发剂用量对该矿粉活性影响,以及活化后矿粉掺量对胶砂试块强度的影响。试验结果表明:Na2SO4 对该矿粉的激发效果更好,当 激发剂掺量为 3%,球磨时间在 90~100 min 时,可以有效地提高矿粉活性,且增加活性后的矿粉掺量范围扩大 40%~50%,仍可以
2018 年 第 4 期( 总 第 342 期 ) Number 4 in 2018(Total No.342)
doi:10.3969/j.issn.1002-3550.2018.04.018
混
凝
土
Concrete
原材料及辅助物料 MATERIAL AND ADMINICLE
提高矿粉活性方法的研究
刘 军 1,孟书灵 1,李晓文 1,李绍纯 1,2,张 涛 1,陈 旭 1
1 试验原料及测试方法1.1 Nhomakorabea验原料一种比表面积更大的工业废渣,其代替一定比例的水泥,
本次试验所使用的基准水泥来源于天宇华鑫水泥厂,
内掺于水泥基材料中,可以减少大孔,细化以后水化程度 其检测依据是 GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》,主要项
更大,孔隙得到了有效填充,从而提高水泥基材料密实度。 目检测数据见表 1。
影响水泥水化过程,当矿粉掺量过大时还会使水泥基材料 强度不升反降[3-4]。因此关于矿粉的活化,以及活化后矿粉 的掺量很值得研究探讨。
本研究采取机械活化和化学激发剂活化的方式来改 善新疆某地矿粉的活性,按不同取代量取代水泥,内掺于 水泥胶砂中,通过不同龄期抗压强度和扫描电镜结果研究 了该矿粉的性能,最终得到该矿粉的最优活化方式和最优 内掺方案。
0 引言
混凝土耐久性问题一直备受研究人员的关注,而归根 溯源是混凝土自身的密实度不好,存在很多裂缝和有害孔, 使得混凝土在实际服役期间性能往往达不到预想效果[1]。其 中,影响的主要因素是作为胶凝材料及填充料的水泥,研究 发现水泥在与粗细骨料胶连过程中,由于水泥粉体中细颗 粒比例较少,无法有效填充大量粗颗粒堆积形成的孔隙, 因此,水泥粉体中由于缺乏这部分超细颗粒,造成水泥粉 体中存在比较大的孔隙率[2]。如果能在水泥粉体中引入更 细的颗粒,孔隙率得到降低,孔结构也更加合理。矿粉作为
增加胶砂试块标准及后期强度,很大程度的提高了该矿粉的使用率。微观测试表明,激活后的矿粉提高了胶砂密实度,改善了胶
材对砂的包裹性能,有利于钙矾石晶体的生长,促进了水泥水化。
关键词: 矿粉;机械活化;化学活化;正交试验;胶砂强度
中图分类号: TU528.041
文献标志码: A
文章编号: 1002-3550(2018)04-0070-05
但是大量试验研究表明矿粉自身的活性会在很大程度上