水泥熟料淋雨或受潮后質(zhì)量變化的試驗研究

時間：2014-06-02 10:22:00

    引言 

    隨著國內(nèi)外市場的變化,水泥熟料開始大量出口,僅我局自1994年開始,至今已檢驗出口熟料近百萬噸。在檢驗過程中,發(fā)現(xiàn)水泥熟料不易采取防雨措施,當(dāng)淋雨或長期受潮后,其質(zhì)量發(fā)生變化,導(dǎo)致熟料不符合出口合同指標(biāo)要求,無法出口,不得不處理掉,造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。為防止同類事情的再次發(fā)生,從1996年開始,筆者會同企業(yè)有關(guān)技術(shù)人員按照出口合同指標(biāo)要求,對熟料淋雨、受潮后化學(xué)成分、礦物和強(qiáng)度變化進(jìn)行研究,做了一些模擬試驗,其目的是指導(dǎo)實踐保證出口熟料的質(zhì)量。

    試驗方法和結(jié)果
    模擬樣品制備 把煅燒正常的回轉(zhuǎn)窯水泥熟料取回充分混勻,等分成7份,每份3kg。第一份直接制樣,做為基準(zhǔn)樣進(jìn)行分析和檢測。其余六份均放到鐵盤內(nèi),第二份不淋水,其它五份均淋水,淋水熟料達(dá)到全部濕透,且每個盤底留有少量水。然后共同存放在物理室的地下室內(nèi),溫度控制在20±2℃,相對濕度為90%,每天對樣品攪動1～2次,使第二份均勻受潮。淋水樣品始終保持熟料外層濕潤,盤底留有少量水,如發(fā)現(xiàn)干燥則繼續(xù)加入少量水。然后按表1設(shè)計的周期,到期準(zhǔn)時取出部分熟料,先自然風(fēng)干,再放到烘箱內(nèi)在105±5℃下烘干2h,根據(jù)試驗要求進(jìn)行制樣。
    化學(xué)分析試驗 將模擬樣品烘干后先用顎式破碎機(jī)破碎,混勻縮分,用盤磨磨細(xì)過0.08mm方孔篩,作為分析樣品,按照GB176-1996標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行常規(guī)化學(xué)分析并計算礦物組成。
    巖相分析試驗 用XJZ-6型正置式金相顯微鏡(中國江南光學(xué)儀器廠制造)對模擬樣品進(jìn)行巖相礦物分析,從顯微鏡下觀察,基準(zhǔn)1號樣品中,C3S晶形完整,分布均勻,界面清晰,沒有分解現(xiàn)象,C2S為半完整的圓形,表面粗糙,邊緣較整齊,如照片a所示。2號樣品因受潮10d,與1號樣品相比,C3S晶體發(fā)育完整,但晶體中有輕度分解現(xiàn)象。C2S為半完整的圓形,如照片b所示。3～7號淋水熟料在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)C3S晶體多數(shù)都有程度不同的分解現(xiàn)象,只有少數(shù)晶體較為完整,隨淋水時間增長C3S晶體分解增加,C2S晶體為半完整的圓形或不定形狀,如照片c所示。
    X射線衍射分析 為了判斷C3S的分解產(chǎn)物,我們用D/Max-3B型X射線衍射儀(日本理學(xué)公司制造)對樣品進(jìn)行X射線衍射分析(7號沒測),結(jié)果發(fā)現(xiàn)基準(zhǔn)樣品和受潮10d的熟料沒有出現(xiàn)Ca(OH)2,而淋水的3～6號樣品均有水化產(chǎn)物Ca(OH)2出現(xiàn)。這說明在顯微鏡下觀察到C3S晶體分解,是由于硅酸鈣遇水后發(fā)生水化反應(yīng),生成了Ca(OH)2。
    強(qiáng)度試驗 將幾次被雨淋的出口熟料進(jìn)行取樣做為混合樣進(jìn)行強(qiáng)度試驗,并與出廠時的熟料平均強(qiáng)度進(jìn)行對比。
    試驗結(jié)果分析與討論
    從表2化學(xué)分析結(jié)果來看,1號基準(zhǔn)樣品其化學(xué)成分和礦物均符合合同規(guī)定要求,是一種正常的熟料。受潮10d的2號樣品與1號基準(zhǔn)樣品相比,燒失量增加0.25%。3～7號五個淋水熟料樣品與1號基準(zhǔn)樣品相比,隨淋水時間增長,燒失量逐漸增大,SiO2、CaO含量明顯下降。合同規(guī)定SiO2、CaO、C3S含量最低分別為20.00%、62.00%、50%,燒失量小于1%。從表2可以看出,淋水熟料3d即有燒失量指標(biāo)不合格,且隨時間增長,不合格指標(biāo)增多。到14d時燒失量、CaO、SiO2含量三項指標(biāo)不合格。其中燒失量增大,造成了SiO2、CaO相對含量降低。
    從巖相試驗來看,1號基準(zhǔn)樣品是正常的硅酸鹽水泥熟料。與1號樣相比,2號受潮熟料C3S晶體有分解現(xiàn)象,這說明C3S成分下降。淋水熟料出現(xiàn)C3S晶體分解現(xiàn)象,且隨時間增加,分解加劇,C3S含量隨之下降。
    從X射線衍射試驗來分析,1號基準(zhǔn)樣品和2號受潮樣品并沒有出現(xiàn)Ca(OH)2峰值,這說明沒有Ca(OH)2產(chǎn)生。淋水的3～6號樣品均有Ca(OH)2峰值,這可以判定出熟料遇水后發(fā)生水化反應(yīng),生成了Ca(OH)2。
    由于熟料遇水后發(fā)生水化反應(yīng),C3S含量降低,故熟料的早期強(qiáng)度下降,淋雨熟料3d抗壓、抗折強(qiáng)度分別下降4.7MPa和0.6MPa。而28d抗壓、抗折強(qiáng)度下降2.4MPa和0.2MPa?？傊?淋雨次數(shù)越多,時間越長,水化反應(yīng)越大,強(qiáng)度下降也越大。
    結(jié)論
    1、就受潮的熟料而言,質(zhì)量變化比較小,但長期受潮,就有可能出現(xiàn)不合格指標(biāo)。
    2、淋雨熟料質(zhì)量明顯下降,3d即出現(xiàn)燒失量指標(biāo)不合格,且隨時間增長不合格指標(biāo)增多。到14d時已有燒失量、SiO2、CaO含量三項指標(biāo)不合格,C2S含量也有不合格的可能。由于C3S發(fā)生水化,熟料強(qiáng)度明顯下降。
    3、為保證出口熟料質(zhì)量,商檢人員必須要求企業(yè)和外貿(mào)公司在集貨、發(fā)運、港口貯存時,采取防雨措施,以避免熟料淋雨、受潮,發(fā)生質(zhì)量變化,同時在貨物集港完畢應(yīng)盡快裝運出口。