針對(duì)脫硫石膏特性及其對(duì)水泥粉磨過(guò)程和性能的影響方面，有文獻(xiàn)提到，脫硫石膏單摻或與天然石膏按比例雙摻作為水泥的緩凝劑，凝結(jié)時(shí)間和3d、28d強(qiáng)度都略有延長(zhǎng)和增加；由于脫硫石膏已是細(xì)粉狀物料，在粉磨時(shí)間相同時(shí)，加脫硫石膏的水泥比表面積明顯偏大，且脫硫石膏的易磨性比天然石膏要好。但這些文獻(xiàn)對(duì)脫硫石膏的粒徑分布和水的存在特征是如何影響水泥性能和粉磨過(guò)程，以及不同種類的脫硫石膏對(duì)水泥性能的影響的研究涉及不多。為此，本試驗(yàn)采用不同含水量的石膏配制水泥進(jìn)行小磨粉磨試驗(yàn)，通過(guò)脫硫石膏和所配水泥的粒徑分布以及脫硫石膏中水的存在特征，探索其對(duì)水泥粉磨過(guò)程的影響；并采用兩種不同種類的脫硫石膏與天然石膏搭配配成水泥，研究其對(duì)水泥性能的影響。

　　1 原材料和試驗(yàn)方法

　　1．1原材料

　　2種脫硫石膏化學(xué)成分見(jiàn)表1，其他材料包括天然石膏、石灰石、粉煤灰和水泥熟料。文中未注明種類的脫硫石膏均指B廠脫硫石膏。

　　1．2 試驗(yàn)方法

　　1)粒徑分布試驗(yàn)采用KCT-1沉降分析天平對(duì)石膏和水泥樣品進(jìn)行粒徑分布試驗(yàn)；

　　2)石膏中水的脫除：稱樣(2.0000±0.0005)g，加熱溫度范圍30～250℃，溫度間隔10℃分段測(cè)定，恒溫時(shí)間2h。

　　3)差熱分析試驗(yàn)：對(duì)A、B廠脫硫石膏進(jìn)行了分析測(cè)定，溫度范圍從室溫到800℃，升溫速率為l0℃／min。

　　4)粉磨試驗(yàn)：采用試驗(yàn)小磨進(jìn)行，熟料及混合材總量5kg，與石膏共同入磨，粉磨時(shí)間30min，脫硫石膏對(duì)粉磨過(guò)程影響的樣品配比見(jiàn)表2。

　　5)水泥性能測(cè)試：按照GB／T l346-2001和GB／T17671-1999進(jìn)行，水泥配比見(jiàn)表3。

　　2 結(jié)果與分析

　　2．1脫硫石膏粒徑分布特征

　　脫硫石膏與經(jīng)粉磨后的天然石膏的粒徑分布特征測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。

　　從表4可以看出，脫硫石膏的顆粒分布基本呈正態(tài)分布，B廠脫硫石膏在20～60μm粒徑的顆粒含量超過(guò)77％，20～80μm粒徑顆粒含量占95％以上，粒徑分布范圍比較窄，A廠脫硫石膏的粒徑分布特征也基本相似；而細(xì)磨天然石膏粒徑分布相對(duì)較寬，<20μm的占29．4％，20～40μm的占31．9％，>40μm的約占40％。這與兩種石膏的顆粒形成方式不同有關(guān)，天然石膏是經(jīng)粉磨而成，故粒徑分布有大有??；而脫硫石膏是在脫硫裝置中SO3與石灰或石灰石經(jīng)反應(yīng)自然形成，由于反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度等因素相差不大，故形成的反應(yīng)產(chǎn)物晶粒尺寸也就相差不大，因而脫硫石膏的粒徑分布較窄。

　　2．2 脫硫石膏中水的存在形式和含水量

　　各脫硫石膏和天然石膏加熱脫水試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1～圖3。由圖1～圖3可見(jiàn)，脫硫石膏的脫水特征與天然石膏有較大的差異，首先是A廠脫硫石膏的含水量高達(dá)28．47％，B廠脫硫石膏的含水量為27.00％，而天然石膏為20．27％，多出的部分主要分布在40～90℃，可見(jiàn)這部分的水是自由水，在40℃時(shí)只要脫水條件適當(dāng)，就可將這部分水的大部分脫去；其次是結(jié)晶水的脫除溫度不同，脫硫石膏結(jié)晶水的脫除溫度相對(duì)較高，大約高出l0℃，脫硫石膏脫除3／2個(gè)結(jié)晶水的脫水溫度約為110℃，而天然石膏的為l00℃左右。兩者結(jié)晶水的含量稍有不同，脫硫石膏的為21．00％，而天然石膏的為19.84％，含量不同的原因與兩種石膏的純度有關(guān)，前者所含的雜質(zhì)較少。

圖1  A廠脫硫石膏隨溫度脫水情況

圖2  B廠脫硫石膏隨溫度脫水情況

圖3  天然石膏隨溫度脫水情況

　　圖4是兩種石膏的差熱分析測(cè)試結(jié)果。由圖4看出，脫硫石膏在50℃左右有一個(gè)吸熱峰，這與自由水脫除有關(guān)；比較第一和第二個(gè)結(jié)晶水脫除的吸熱峰位置，也可得到與上述分析相同的結(jié)論。

圖4 脫硫石膏和天然石膏的差熱分析曲線

　　另外，脫硫無(wú)水石膏的相變溫度要遠(yuǎn)高于天然石膏的相變溫度，前者520℃左右，而后者在360℃左右，這也顯示了兩種石膏存在的差異。

　　2．3 石膏中的水分對(duì)粉磨過(guò)程的影響

　　粉磨試驗(yàn)所觀察到的現(xiàn)象和水泥細(xì)度見(jiàn)表5和表6。

　　由表5和表6試驗(yàn)結(jié)果可以看到，含水量較低的脫硫石膏所得到的水泥細(xì)度最細(xì)，含水率較高的天然石膏配制的水泥細(xì)度最粗；相同含水量的脫硫石膏與天然石膏相比較，脫硫石膏配制的水泥細(xì)度更細(xì)些。由此可知，影響粉磨過(guò)程的主要因素是石膏中的含水量，對(duì)于含脫硫石膏樣品TL20，由于烘干脫水脫除的是自由水部分，可見(jiàn)脫硫石膏中的自由水是影響水泥粉磨過(guò)程的主要因素，天然石膏中的外加自由水起到了同樣的不利作用；含水量高則對(duì)粉磨過(guò)程不利，當(dāng)石膏中含水量均為30％時(shí)，不論是天然石膏還是脫硫石膏，均在鋼球表面黏附有較多的物料；另外含水量較高的條件下，脫硫石膏對(duì)粉磨過(guò)程的不利影響要小于天然石膏；當(dāng)含水量較低時(shí)，脫硫石膏并不會(huì)引起黏球現(xiàn)象的產(chǎn)生。

　　2．4不同脫硫石膏對(duì)水泥性能的影響

　　脫硫石膏對(duì)水泥性能影響的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。從表7中可以看出，摻A廠脫硫石膏的水泥初凝時(shí)間稍有延長(zhǎng)，終凝時(shí)間變化不明顯，當(dāng)混合材只有石灰石的時(shí)候，3d抗壓強(qiáng)度變化不明顯，28d抗壓強(qiáng)度明顯下降。摻B廠脫硫石膏的水泥初凝時(shí)間有升有降，終凝時(shí)間有延長(zhǎng)趨勢(shì)，3d、28d抗壓強(qiáng)度變化不明顯?？梢?jiàn)，用脫硫石膏部分替代天然石膏生產(chǎn)水泥，對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響不是很明顯；不同種類的脫硫石膏對(duì)水泥強(qiáng)度性能的影響也是不同的。

表7   脫硫石膏對(duì)水泥性能影響結(jié)果

　　3  結(jié)束語(yǔ)