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应用力学和材料卷。（2014）638-640 PP 1453-1459 提交: 2014.07.21

在线自2014 /9月/ 19在ISTP检索 接受: 2014.08.01

copy; (2014) 瑞士的科技出版物 doi:10.4028/www.scientific.net/AMM.638-640.1453

磷石膏对硫磷石膏–粒状高炉矿渣水泥性能的影响

吕治江1*, 林宗寿1, 王浩杰

1武汉理工大学建筑用硅酸盐材料国家重点实验室，中国武汉430000

alvzhijiang88@163.com

摘要: 过硫磷石膏矿渣水泥浆是利用矿渣、波特兰水泥熟料、添加剂、水和改性磷石膏浆，通过粉磨磷石膏（PG）混合一定比例的钢渣、矿渣和水制成。磷石膏对过磷硫石膏矿渣水泥性能的影响有过许多研究。不同种类、比例和颗粒尺寸的磷石膏的机械性能和水化机理基于设定时间，分析体积稳定性、强度试验、XRD和SEM分析。实验结果表明，在粘结剂的磷石膏（PG）量最佳混合45%，过量磷石膏（PG）可引起强度劣化。改性磷石膏浆（MPG）在粘合剂中的最佳研磨时间为20min，粘合剂中可溶解磷的含量低于0.05%为宜。

关键词：磷石膏；水溶性磷；改性；

介绍

磷石膏（PG）是化肥工业使用一个单一的（二水）或两步（半水—二水）的生产磷酸过程的一个副产物[ 1 ]。每生产1吨磷酸约产生5吨磷石膏（PG）。中国每年的产量超过2000万吨。由于复杂的循环过程，最多只有15%磷石膏（PG）已被再次利用，磷石膏中的有害物质如果随磷石膏中水分沥出,或在雨水作用下溶出,都将造成周围环境的土壤和地下水的污染,最终造成生态危害[2-5]。因此，迫切需要广泛使用磷石膏（PG）。

磷石膏（PG）主要含有CaSO4·2H2O (gt;90%)。由于有杂质，磷石膏（PG）在使用前需要预处理，一些预处理，如水洗、热处理和化学处理等是使用较多的方法。因此大多数预处理的磷石膏（PG）作为硅酸盐水泥的替代天然石膏（水泥缓凝剂）[ 6 ]、道路基层材料的粘结剂[ 7 ]和半水石膏原料[3-8]。

过硫磷石膏矿渣水泥浆是利用矿渣、波特兰水泥熟料、添加剂、水和改性磷石膏浆等原料为主，通过粉磨磷石膏（PG），然后，混合一定比例的钢渣、矿渣和水制成的一种胶凝材料。

本研究的目的是为了研究磷石膏（PG）对过硫磷石膏矿渣水泥的性能的影响。通过对磷石膏的机械性能和水化机理的研究，确定原料用磷石膏的最佳的种类、比例和颗粒大小。

实验

原材料。在本研究的三种磷石膏（PG）原料，分别是由中国湖北黄麦岭磷化工集团公司磷石膏（pg-h）、武汉中东磷科技有限公司磷石膏（pg-z）和铜陵化学工业集团有限公司磷石膏（pg-t）提供。磷石膏（PG）是一种固体粉末，含有约15%的水分。这些产品的可溶性磷含量和pH值列于表1。对PG-H的XRD谱图如图1所示。

表1中的可溶性磷含量

保留所有权利。没有部分论文的内容可以被复制或以任何形式或任何手段无TTP的书面许可发送，www.ttp.net。（编号：61.183.148.135，武汉科技大学，武汉，china-19 / 03 / 15,02:19:20）

pg-h的XRD谱图1

作为原料的改性磷石膏（MPG）按表2使用同一研磨机设置不同时间均质化，而其勃氏比表面积如表3所示。然后，为防止改性磷石膏（MPG）水分流失，改性磷石膏（MPG）要密封保存。

表2 MPG的混合比例[wt. %]

表3 MPG不同研磨时间的比表面积[m2/kg]

矿渣微粉和PPC由中国华新水泥股份有限公司获得。矿渣微粉是由Oslash;500mmtimes;500 mm实验室球磨机研磨所得。矿渣微粉比表面积为490m²/kg。

磨细矿渣和PPC在矿渣微粉和PPC混合含量（MP）分别固定在50%和50%。磨细矿渣和PPC的混合物是由实验室Oslash;500 mmtimes;500 mm球磨机研磨。矿渣微粉和PPC的混合物的比表面积为528 m²/kg。

SS是来自武汉的中国钢铁集团公司获得，由实验室Oslash;500 mmtimes;500 mm球磨机研磨处理。

以上所有原材料的化学成分、密度和比面积等情况列于表4。

混合物在实验室混合器中混合和在表4显示。

表4原材料的化学成分(wt. %)

试验方法：根据ISO9597标准的设置时间和安定性进行了严格测试。根据ISO976的标准对砂浆强度进行了严格测试。试验中所用的砂是中国水泥标准砂。其最佳胶砂比为1:3，水灰比是根据砂浆的流动性情况确定的，这是在从180mm到190mm的范围要求。在水泥标准养护箱中，将砂浆浇铸到40毫米times;40毫米times;160毫米的模具中，并将模具放在20℃条件下固化。由于较长的凝结时间，试样选择在48小时后脱模而不是标准的24小时。（见表2），沉浸在20℃水直到测试。

使用的水泥试样在20℃条件下养护并用塑料袋密封直到试验进行。分别在3天、7天和28天龄期时候，采用X射线衍射（XRD）分别对样品浸入酒精24小时停止水化作用后在35℃干燥样品1小时的水化产物进行检测分析， X射线衍射（XRD）所采用的仪器为铜靶理学dimax-rb衍射仪，其电压为40 kV和50毫安电流。水化产物也通过扫描电子显微镜（SEM）检查，扫描电子显微镜（SEM）所采用的仪器为JEOL JSM-5610LV型扫描电子显微镜。

数据分析与讨论

混合比例对强度发展的影响。 原料中的混合物成分和各种物化性质在表5中所示，并在实验室混合器中混合。在表5中列出了砂浆水的添加、流动性和凝结时间的具体情况。标本中B1、B2 、B3和B4的MP和添加剂含量情况，分别限制在在8%和0.23%。这些混合物的比例变化有这些：改性磷石膏（MPG）的比例从61.6%增加到80.6%，但GBBFS的比例从50.9%下降到38.3%。抗压强度具体测试结果如图2所示。在3天、7天、28天龄期的抗压强度和砂浆的凝结时间明显与PCC比例有关，具体表现为：改性磷石膏（MPG）混合比例越高，抗压强度越低和凝结时间越长。由于有着更多的磷石膏（PG）和适当的抗压强度，很明显，B3可以被确定为最佳配方。

表5混合物和测量性能

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