1. 研究目的与意义（文献综述）

磷石膏是日化和化肥等行业制取磷酸的副产品。每生产1t磷酸将产生5t 磷石膏。我国每年副产磷石膏超过5000万t，累计堆积磷石膏已超过3亿t。 由于种种原因，目前我国磷石膏的资源化利用率不足，随着我国磷化工行业的迅速发展，2014年磷石膏产生量达7600万吨，各种途径的磷石膏利用量合计2300万吨，年综合利用率30.3％；然而仍剩下5300万吨磷石膏无法利用，作为固体废物用堆积或者填埋等方式处理。我国磷石膏累计堆积量已经超过3亿吨，不仅占用大量的土地、浪费资源，而且其中的有害组分还对周围土壤、植被、水系和空气造成严重的污染。2015年，我国提出“十三五”规划，其中发展目标包括：到“十三五”末磷石膏年综合利用率达到40％；磷石膏堆场必须符合有关标准规范，实现安全环保长周期运行。磷石膏问题已经成为严重制约磷化工行业可持续发展和环境保护的世界难题，加快对磷石膏的资源化利用已经刻不容缓。

针对上述问题已有大量的科研工作者经过长期努力，不断拓宽了磷石膏的

应用领域，目前磷石膏在工业上主要用来制硫酸联产水泥，在建筑上主要用来生产水泥和胶凝材料，在农业上主要用作土壤改良剂和饲料等，但磷石膏的综合利用率仍然较低。提高磷石膏掺量来制备各方面性能优异的胶凝材料是目前研究较为热门的课题，这种材料在利用磷石膏的同时也能大量消耗矿渣、粉煤灰等工业废渣，制备利废环保的新型材料。国内外利用磷石膏代替天然石膏制备胶凝材料方面存在的主要问题有：磷石膏基胶凝材料的生产成本较高，尽管磷石膏中的ca₂so₄·2h₂o含量很高，但其中的有害杂质对其应用性能影响很大，一般都需要预处理后才能使用，经预处理后的磷石膏与天然石膏相比不但价格方面没有任何优势，而且产品性能也存在一定的差异。目前国内外对磷石膏基复合材料的研究，大多都提到了对磷石膏采取煅烧、蒸养等改性措施，将二水石膏相的磷石膏转化为半水石膏、无水石膏，使其具有胶凝性能。

钙矾石相是水泥的重要水化产物之一，约占硅酸盐水泥水化产物的7％，在膨胀水泥中可达到25％。在1982年e．michaelis发现了硅酸盐水泥易受到硫酸盐侵蚀产生开裂现象，侵蚀后产生的物质被称为“水泥杆菌”。这种“水泥杆菌”经过许多研究学者的论证，它就是钙矾石相。从此，学者们对钙矾石相的研究愈来愈多，从钙矾石相的晶体结构到其形貌特征，从它的膨胀特性到其对水泥制品的耐久性影响等等。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

将从材料的组成对材料性能的影响方面入手，主要研究内容包括以下几个方面：

（1）设计试验，研究不同掺量磷石膏，矿渣以及水泥对胶凝材料标稠用水量，凝结时间以及力学性能的影响，用以改善其凝结时间和力学性能，得出最优组分配比；

（2）研究不同掺量配比对超硫水泥耐久性能的影响，包括体积稳定性，抗碳化性能；

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备过硫磷石膏基水泥浆体，对其进行物理性能检测，得出最优组分配比；进行磷石膏水泥性能影响因素分析。

第7－9周：选择一个最优方案，按设计的方法制备磷石膏基矿渣水泥制品，并对其进行基本性能测试。

第10－11周：对磷石膏基矿渣水泥浆体进行微观分析。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 黄 赟.磷石膏基水泥的开发研究[d].武汉理工大学，2010.

[2] 叶学东. 磷石膏利用现状及“十三五”发展思路[a]. 中国建筑材料联合会石膏建材分会、《石膏建材》编辑部、中装新网.2015中国建筑材料联合会石膏建材分会第六届年会暨第十届全国石膏技术交流大会及展览会论文集[c].中国建筑材料联合会石膏建材分会、《石膏建材》编辑部、中装新网:,2015:6.

[3] 杨成军,杨敏,曹建新. 半水/无水磷石膏复相胶凝材料水化硬化特性研究[j]. 非金属矿,2014,06:22-25

[4] 高育欣,余保英,王军. 超硫酸盐水泥的水化产物及孔结构特性[j]. 土木建筑与环境工程,2014,03:118-122.