二水磷石膏粉煤灰復合膠凝材料的改性研究.pdf

1、磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物。隨著磷肥行業(yè)的快速發(fā)展，磷石膏的排放量不斷增加。目前，我國每年磷石膏的排放量已超過5000萬噸，但是綜合利用率僅達20％。大量磷石膏的堆存，不僅占用了大量的土地資源，還嚴重威脅了磷石膏堆場附近的地下水、地表水以及大氣環(huán)境的安全。磷石膏的資源化利用已關系到磷肥行業(yè)與社會、環(huán)境之間的和諧、可持續(xù)發(fā)展。
　　 本文以低溫(<60℃)干燥處理下的二水磷石膏和粉煤灰為基本原料，在研究了不同溫度、不同

2、壓榨壓力、生石灰摻量下磷石膏干燥脫水的情況下，重點研究了基礎配合比、粉磨時間、粉磨方式、不同摻量和種類的化學外加劑對二水磷石膏粉煤灰復合膠凝材料性能的影響及其改性機理。
　　 研究表明：
　　 (1)在50℃以下，磷石膏主要失去其物理吸附水；溫度大于50℃時，磷石膏將逐步脫去結晶水生成半水石膏。摻加生石灰可以降低磷石膏中的物理吸附水，并提高磷石膏脫去結晶水的溫度。當磷石膏中的物理吸附水含量高時可采用機械壓榨的方法來去除磷

3、石膏中的物理吸附水。壓榨壓力達到33KN時，磷石膏中的物理吸附水含量從22.3％下降到12.3％，物理吸附水去除量達44.8％。
　　 (2)二水磷石膏粉煤灰復合膠凝材料主要的水化產(chǎn)物是鈣礬石、C-S-H凝膠和氫氧化鈣。磷石膏摻量的降低、合適的粉煤灰與生石灰的比值和水泥摻量的增加都會提高復合膠凝材料水化產(chǎn)物的量，降低硬化體的孔隙率并改善水化產(chǎn)物與磷石膏和未水化粉煤灰顆粒之間連接區(qū)域的強度，提高二水磷石膏粉煤灰復合膠凝材料硬化體的

4、強度。生產(chǎn)實踐中應該根據(jù)需要與所用的原材料，選擇合適的基礎配合比。
　　 (3)粉磨可以降低二水磷石膏粉煤灰復合膠凝材料的標準稠度用水量，粉磨25min后復合膠凝材料的標準稠度用水量從35％降低到29％。粉磨時間從0min增大到25min，試樣的28d濕抗壓強度增長了近253％，28d干抗壓強度增長了近176％；其28d濕抗折強度從1.60MPa增大到2.83MPa。分開粉磨粉煤灰和磷石膏與生石灰的混合物對復合膠凝材料28d的改

5、善效果優(yōu)于于將三者混合后粉磨的效果，但是混合粉磨的復合膠凝材料的28d強度要高于僅僅只粉磨粉煤灰的復合膠凝材料。而僅僅只粉磨磷石膏與生石灰混合料的復
　　 合膠凝材料28d強度最低。
　　 (4)四種化學外加劑在各自的試驗摻量范圍內(nèi)，NaOH對試樣28d濕抗壓強度提高的幅度最大，其次是Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3，CaCl2對試樣28d濕抗壓強度提高的幅度最小。它們分別使試樣的28d濕抗壓強度提高至16.36M

6、Pa、15.88 MPa、15.12 MPa和14.33MPa。
　　 (5)半水磷石膏取代二水磷石膏摻入到復合膠凝材料后，可以迅速水化生成二水石膏晶體，并形成一定強度的結晶網(wǎng)絡結構，取代量越大，結晶網(wǎng)絡結構越完整，從而使復合膠凝材料迅速凝結硬化，縮短復合膠凝材料凝結時間，也提高體系的強度。隨著半水磷石膏的取代量從0％增加到30％，復合膠凝材料的28d濕抗壓強度、濕抗折強度和干抗壓強度分別從12.67MPa、2.30MPa和28