1、熟料中矿物含量与抗折强度相关性分析 张辉 嘉华特种水泥股份有限公司 摘 要： 随着海绵城市建设的推广与普及, 对于特种水泥的要求越来越高。为了能够获得更加适合于海绵城市建设的水泥产品方案。在文中就熟料中矿物含量与抗折强度相关性进行分析, 以期可以为特种水泥产品提供借鉴。关键词： 熟料; 特种水泥; 抗析强度; 1 熟料抗折强度分析目的近年随着经济的发展, 社会对城市建设的基建需求更趋向人性化环保化, 政府提出了建设海绵城市等的需求概念。为满足社会发展及市场需求, 生产出适合海绵城市建设需求的特性水泥, 我们正在努力通过从熟料煅烧、水泥生产及混凝土生产多方面寻找产品解决方案, 此文将从分析熟料矿
2、物含量的变化对熟料抗折强度产生不同影响来寻找更优化的生产配方, 使熟料 28 天抗折强度达到11MPa 以上的目标。2 下面从多个水泥厂收集熟料数据进行归纳和分析2.1 普通熟料样品一2.1.1 数据统计28 天抗折强度在 9 以上的的数据中:A/B 矿合量是 67.54, 其余的平均值是66.71, 总体与普通熟料近似;C3S 的平均值是 51.02, 其余的平均值是49.39;C2S 的平均值是 16.52。其余的平均值是 17.32;C4AF 的平均值是 20.63, 其余的平均值是 20.87。2.1.2 分析A/B 矿合量变化对强度呈现正影响的趋势。C3S 和 C4AF 呈负影响的趋
3、势。C2S呈正影响的趋势。28 天抗折强度随 C2S、AB 矿合量下降而下降。C3A 影响不大。28 天抗折强度大于 9 以上的比例明显比其它熟料品种多, 占比 71.4%。2.2 普通熟料样品二2.2.1 数据统计28 天抗折强度在 9 以上的的数据中:A/B 矿合量是 76.8, 其余的平均值是76.32;C3S 的平均值是 59.89, 其余的平均值是 58.98;C2S 的平均值是 16.85。其余的平均值是 17.35 (把最后两个特殊高点除掉只有 16.52) ;C4AF 的平均值是 9.74, 其余的平均值是 9.67;28 天抗折强度大于 9 以上的比例占 63.16%。2.2
4、.2 分析C3S 高于 60 后, 对强度贡献不大, 或者造成 C2S 下降, 对强度造成负面影响。C4AF 对强度也呈现正影响, 程度不是很明显。2.3 普通熟料样品三2.3.1 数据统计28 天抗折强度在 9 以上的的数据中:A/B 矿合量是 75.4, 其余的平均值是74.56;C3S 的平均值是 56.95, 其余的平均值是 52.43。C2S 的平均值是 18.48。其余的平均值是 22.12;C4AF 的平均值是 9.74, 其余的平均值是 10.32;C3A 的平均值是 8.83, 其余的平均值是 8.44;28 天抗折强度大于 9 以上的比例占 35.3%。2.3.2 分析A/
5、B 矿合量变化对强度明显呈现正影响的趋势。C3S 也是明显的正影响的趋势。28 天抗折强度随 C3S、AB 矿合量下降而下降。C2S 和 C4AF 是负影响的趋势。C3A 也呈正影响, 但影响不大。2.4 高镁中热熟料2.4.1 数据统计28 天抗折强度在 8.8 以上的的数据中:A/B 矿合量是 75.6, 其余的平均值是 76, 总体与普通熟料近似;C4AF 的平均值是 16.04, 其余的平均值是 15.55;C3S 的平均值是 54.2, 其余的平均值是 55.8;C2S 的平均值是 21.4。其余的平均值是20.09;28 天抗折强度大于 8.8 以上的比例占 23.53%。2.4.
6、2 分析高镁中热熟料中 A/B 矿合量变化对强度的影响趋势不明显, 有负影响的趋势。C3S 也有负影响的趋势, 但变化也小。C2S 和 C4AF 是正影响的趋势, 但 C4AF 变化很小, 趋势不明显。但 28 天抗折强度大于 9 以上的比例明显比其它品种少, 只占 14.7%。大于 8.8 以上的比例占 23.53%。镁含量高了对强度有负面影响。如果排除镁对强度的负面影响, 感觉四大组份的比例较合适, 比普通熟料样品二的成份比例搭配稍好。初步判断 C4AF 的含量比例对抗折强度的贡献要优于普通熟料样品二、三。2.5 普通低热2.5.1 数据统计28 天抗折强度在 9 以上的的数据中:A/B
7、矿合量是 77.76, 其余的平均值是77.53;C4AF 的平均值是 14.55, 其余的平均值是 14.61;C3S 的平均值是 31.54, 其余的平均值是 30.13;C2S 的平均值是 46.22。其余的平均值是 47.40;28 天抗折强度大于 9 以上的比例占 67.1%。2.5.2 分析A/B 矿合量变化对强度呈现正影响的趋势。C3S 也是正影响的趋势。28 天抗折强度随 C3S、AB 矿合量下降而下降。C2S 和 C4AF 是负影响的趋势。28 天抗折强度大于 9 以上的比例明显比普通熟料样品二、三多, 占 67.1%。也有 C3S 较高的抗折强度也不高, 从左边前 12 个
8、 28 天大于 9.5MPa 的数据分析, C2SC3S适当的比例及合量有利于强度的发挥。2.6 多品种熟料成份含量变化与强度的相关性表 1 28 天强度由高到低降序 下载原表 图 1 下载原图3 多熟料品种数据对比分析熟料 28 天抗折强度大于 9 的样品中: (1) 普通熟料样品一、低热熟料是比例最高的两个, 但这两个品种的 C3S 含量却是最低的两个, 低热熟料的 C3S 含量最低, 普通熟料样品一适中, 但强度大于 9 的比例最高; (2) C2S 的含量普通熟料样品一最低, 低热熟料中的含量最高, 但平均强度却是普通熟料样品一最高, 其次才是低热熟料; (3) 普通熟料样品一 C4A
9、F 的含量最高;其次是高镁中热熟料;第三是低热熟料, C3S 含量比普通熟料要少, A/B 矿合量也比普通熟料少。由此判断在普通熟料样品一中 C4AF 的含量比例的增加对抗折强度的贡献要优于普通熟料样品二和普通熟料样品三。除开中热熟料, 普通熟料样品一和低热熟料中 C4AF 的含量降序与强度降序相同; (4) 中热熟料四大矿物组份含量与普通熟料样品一中强度大于 9.4 的最接近, 但表现在强度上, 中热熟料是最低, 普通熟料样品一最高; (5) 普通熟料样品一 3 天抗折强度小于 6MPa, 接近但略低于普通熟料样品二和普通熟料样品三, 但 28 天增长最终值却高于普通熟料样品二和普通熟料样品
10、三。4 综合分析通过各样品熟料数据统计及表 1、图 1 归纳分析如下: (1) 熟料饱和比的高低和抗折及抗压强度关系不是绝对的, A/B 矿的合量及 A、B 矿的各自含量在熟料中的搭配比例对强度影响比较大; (2) A/B 矿合量对强度影响不明显, 但 C2S在 4050 之间/C3S 在 2535 之间对强度的贡献明显高于 C2S 在 4555 之间/C3S在 2531 之间的区域。数据总体趋势中, 低热和普通熟料都随着 AB 矿合计量降低, 抗折强度降低。随着 C3S 含量下降强度跟着下降, 随着 C2S 含量上升强度跟着下降; (3) 在不同的熟料品种中。C3S 含量并不是越高对抗折强度
11、贡献越大。C3S 也并不是含量越低对抗强度贡献越小。总体上 C3S 对熟料的早期抗折强度贡献大于后期贡献 (或者说对 28 天以前的强度) , C2S 对后期抗折强度贡献要大于早期贡献 (或者说对 28 天以后的强度) , C2S 含量并不是越高对后期抗折强度贡献越大; (4) C2S 含量低于 20 后, 含量降低强度也跟着降低;C3S 含量高于 55 后, 对抗折强度帮助不大, 越高抗折强度反而下降 (普通熟料样品二C3S 高于 60 后, 抗折强度明显下降, 可能原因是 C3S 含量高因而挤占了 C2S 和C4AF 的含量比例) ; (5) C3A 和 C4AF 趋势变化对强度的影响呈相
12、反方向, C3A下降强度也下降, C4AF 上升强度也上升。C4AF 在 16%至 20%对抗折强度贡献最大, 然后随着含量比例下降, 抗折强度呈下降趋势; (6) 低热熟料中 A/B 矿的合计量大于普通熟料的合计量时, 熟料的 28 天抗折强度可以达到 10 左右。普通熟料样品一 A/B 矿的合计量低于普通熟料和低热熟料, 但熟料的 28 天抗折强度也可以达到十左右。而对于 28 天强度来说, 既不能算中期, 也不能算太后期。因此, C3S、C2S 和 C4AF 的含量比例应该有一个比较适当的范围, 来使二十八天的抗折强度达到最佳效果。5 结论根据图 1 中各数据点的分布对比分析, 再根据普通熟料样品一 28 天抗折强度最大值的数据分布范围及表一数据来初步确定矿物含量范围控制如下: (1) C3A16%; (2) C 4AF1620%; (3) C 3S4553%; (4) C 2S1523%; (5) 熟料 KH0.89-0.93。
