天然石膏在水泥粉磨生产中的控制要点

摘 要：为了掌握石膏在水泥生产中受热脱水的规律，将硬石膏和二水石膏分别在45℃、60℃、70℃、90℃、110℃、130℃、150℃、160℃、170℃和230℃9个温度下烘制1h后，进行结晶水脱水率、X-射线衍射分析、差热-热重分析后，发现石膏中在80℃的温度下停留60min后，其中的二水石膏即可接近50%以上的脱水率。110℃下停留30min脱水率不到50%。同时二水石膏受热脱水将转变为半水石膏，半水石膏需要在530℃脱水转变成硬石膏，并且水泥中石膏脱水会影响与外加剂的适应性。研究表明，在生产上应根据石膏脱水规律降低水泥出磨温度，保证水泥在出库时二水石膏的脱水率不应＞50%，即库内温度不应超过80℃。

关键词：石膏；水泥；脱水

0 引言

水泥制品行业对水泥的使用性能要求日益提高，水泥质量不仅要满足符合国家标准要求，而且还增加对使用性能的高标准要求。众所周知，在水泥生产中，石膏作为缓凝剂是水泥性能稳定的重要因素之一，掺加适量的石膏不仅可以调节凝结时间，同时还能提高早期强度，降低干缩变形，改善耐蚀性、抗冻性、抗渗性等一系列性能。但是石膏由于品味的不同，含有二水石膏、硬石膏，其中二水石膏受热易分解为半水石膏，而二水石膏、半水石膏对水泥性能的影响是大相径庭，因此，石膏在水泥生产中脱水引起的适应性问题越来越得到生产者重视，尤其是同批次生产的水泥，由于取样点的不同，出现石膏脱水水泥性能产生的不同，应该得到重视。因此，研究石膏脱水在水泥粉磨生产中的控制，可实现水泥性能的提升。    

本实验是将硬石膏和二水石膏分别在不同温度下进行烘干脱水，通过结晶水脱水率、X-射线衍射分析、差热-热重分析找到石膏脱水规律，为生产控制提供科学的数据支撑。

1 问题的提出

在一次出磨水泥和出厂水泥的质量控制中，出磨水泥的稳定性比出厂水泥更好，外加剂掺量低于出厂水泥，但在凝结时间上还存在差别。为此，对上述两个取样点的水泥进行了对比分析，在对出厂水泥、出磨水泥、库下水泥的XRD的检测结果数据进行分析时，发现同一时期生产的水泥，由于取样点不同，水泥中的石膏形态却不相同。

从图1可见，同一时期生产的水泥在出后，水泥中还存在二水石膏，但是经过水泥库均化后水泥中二水石膏已经不再存在。这是由于水泥进入库内后，由于水泥的大量囤积，库内温度升高，二水石膏继续脱水转变为半水石膏。因此，出磨温度低水泥中二水石膏不脱水，不代表经过均化库后出厂时水泥中还存在二水石膏。  

表1中可看出，石膏脱水后的水泥外加剂作用滞后二水石膏大范围脱水转变为半水石膏，半水石膏和硬石膏比二水石膏在水中的溶解度小，且还需要先与减水剂反应生成二水石膏后，才能有效地阻止水泥快速水化生成的絮状结构。由于不能第一时间发挥作用，塑化效果差。为此针对这些现象，对石膏受热脱水的温度和晶体形态分析做以下分析。