磷石膏基自流平材料的研究与应用

摘要

磷石膏是湿法生产磷酸过程中产生的副产物，每生产1吨P2O5约排放4.5～5.5吨磷石膏。据统计，目前全国磷石膏累计堆存量已超过3亿吨。磷石膏的堆存量与日俱增，不仅占用大量土地、浪费资源，而且引起土壤、水系、大气的严重污染和生态危害。因此，磷石膏的资源化高效利用关系到我国农业、磷化工及相关行业可持续发展，直接影响国家循环经济的发展。目前，采用磷石膏为原料制备建筑石膏等低附加值产品的相关研究很多，而制备自流平材料等性能优异、附加值高的研究较少。
　　本研究针对磷石膏制备高强度石膏胶凝材料的理论基础，系统研究常压水热工艺中各种变量对磷基高强石膏胶凝材料晶体形貌的影响，确定磷基高强石膏胶凝材料的工艺参数；然后以磷基高强石膏胶凝材料作为结构形成材料，研究塑化材料和无机外加剂材料对磷基高强石膏胶凝材料各项性能的影响，为磷石膏基自流平材料（Phosphogypsum-based Self-Leveling Material，简称PGSL）的研究和应用提供理论指导和应用参考。结果表明：
　　1.常压水热法制备磷基高强石膏胶凝材料的工艺参数为：盐溶液氯化钙浓度为25％～30％，固液比为1:1，反应温度为95℃～100℃，晶型调控剂NSA掺量为0.10％～0.20％，制备得到的磷基高强石膏胶凝材料达到JC/T2038-2010《α型高强石膏》中规定的α30等级。
　　2.塑化剂可以显著改善PGSL的流动性能，其中PCS效果最为显著，其最佳掺量为0.2％；缓凝剂可以延长PGSL的初凝、终凝时间，其中SC效果最佳，最合适掺量为0.2％。
　　3.水泥作为PGSL的无机外加剂材料，提高力学性能的同时，还能改善耐水性能，掺量为8％时，力学性能达到最佳；超细掺合料作为PGSL的改性材料，可以改善其工作性能，其中超细矿粉效果非常明显，掺量在10％-20％之间，PGSL的性能最佳。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状及存在的问题

1.3 课题研究目的与意义

1.4 研究内容及技术路线

第2章 原材料及实验方法

2.1 主要原材料及其性质

2.2 试验方法

第3章 磷基高强石膏胶凝材料的制备

3.1 磷石膏预处理技术

3.2 常压水热技术

3.3 α型高强石膏的性能

3.4 本章小结

第4章 PGSL高流态研究

4.1 流态组分研究

4.2 凝结时间调控组分研究

4.3 本章小结

第5章 PGSL力学性能及水化机理研究

5.1 水泥对PGSL性能的影响

5.2 超细掺合料对PGSL性能的影响

5.3 本章小结

第6章 PBSL工业化制备及工程应用

6.1 PGSL配合比的确定

6.2 PGSL制备工艺

6.3 工程概况

6.4 PGSL施工工艺

第7章 结论和展望

7.1 结论

7.2 展望

附录

致谢

参考文献