复合改性磷石膏做水泥调凝剂的研究

摘要

磷石膏是磷酸盐复肥工业或某些合成洗涤剂产业的副产品，主要成分CaSO<4,>·2H<,2>O的含量高于天然石膏。本文首先比较了磷石膏和天然石膏对水泥性能的影响。研究发现磷石膏比天然石膏配制的水泥凝结时间延长，其原因为磷石膏中含有可溶磷。本文根据材料科学原理和方法，提出用石灰—粉煤灰—磷石膏复合改性、活化的技术设想，该方案比传统的水洗磷石膏、石灰中和方案更有效。 研究以掺天然石膏水泥为标准，以不同产地磷石膏的水泥为空白样，考察石灰、粉煤灰复合改性后的磷石膏(以下简称复合改性磷石膏)的最优配方，及其配制的水泥的凝结时间、强度及熟料用量；用氟离子选择电极及ICP法(电感耦合等离子体法)测试磷石膏及复合改性磷石膏中可溶氟、可溶磷及总磷的含量；辅以SEM等微观测试手段，研究了复合改性磷石膏中粉煤灰到的活化程度；并由非接触式电阻率法研究以HPO<,4><'2->形式存在的可溶磷、石灰对水泥早期水化的影响。 研究结果表明：磷石膏中含有总磷、可溶磷及可溶氟等杂质。其中总磷、可溶磷延长水泥凝结时间，可溶氟对水泥凝结时间影响较小。绝大部分磷石膏不适宜直接作水泥调凝剂，必须经过改性处理。利用石灰、粉煤灰改性磷石膏的最优配比为“石灰:粉煤灰:磷石膏=5:30:65”，其配制的水泥与其他配方相比，凝结时间掺天然石膏的水泥基本一致，强度高于后者，并减少了熟料使用量。 通过粉煤灰的活化程度对复合改性磷石膏作为调凝剂的影响研究发现：养护时间增加、磨细或选用品质较高的粉煤灰、添加激活剂都可以提高粉煤灰的活化程度，增加复合改性磷石膏的强度，但是对水泥的物理性能影响较小。水泥早期水化电阻率的研究发现，可溶磷使得水泥早期的电阻率降低，水化进程推迟；并且可溶磷含量越大，电阻率各曲线代表性拐点出现时间越晚，水化亦越慢；单独添加石灰对水泥早期水化影响较小；当用石灰中和可溶磷后可消除可溶磷的有害影响。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1研究的目的、意义

1.2国内外研究概况

1.2.1磷石膏的特征

1.2.2.磷石膏的综合利用现状

1.2.3磷石膏做水泥调凝剂的研究概况

1.2.4磷石膏做水泥调凝剂的应用概况

1.3技术路线

1.4研究方法与研究内容

1.4.1研究方法

1.4.2研究内容

第2章原材料与试验方法

2.1原材料

2.1.1磷石膏

2.1.2天然石膏

2.1.3粉煤灰

2.1.4熟料

2.2试验方法

2.2.1水泥物理性能测试方法

2.2.2磷石膏中杂质含量的测试方法

2.2.3水泥电阻率测试

2.2.4微观测试方法

第3章原状磷石膏和天然石膏对水泥性能影响比较

3.1引言

3.2不同配比原状磷石膏对水泥物理性能的影响

3.2.1原材料

3.2.2水泥凝结时间和强度

3.3不同产地磷石膏对水泥物理性能的影响

3.3.1原材料

3.3.2水泥配比的设计

3.3.3磷石膏中可溶氟、可溶磷及总磷的含量

3.3.4不同产地磷石膏配制的水泥的物理性能

3.4可溶磷、可溶氟对水泥凝结时间的影响

3.4.1原材料

3.4.2试验方法

3.4.3不同含量可溶磷、可溶氟对水泥凝结时间的影响

3.5 小结

第4章石灰、粉煤灰复合改性磷石膏方案及机理

4.1引言

4.2复合改性磷石膏配合比的设计

4.2.1实验原料

4.2.2实验方法

4.2.3复合改性磷石膏的制备工艺

4.2.4不同配比的复合改性磷石膏对水泥性能的影响

4.3不同掺量的复合改性磷石膏对水泥物理性能的影响

4.4不同产地复合改性磷石膏对水泥物理性能的影响

4.4.1原材料

4.4.2.石灰粉煤灰改性磷石膏体的强度

4.4.3石灰粉煤灰对磷石膏中磷、氟的改性效果对比

4.4.4不同产地磷石膏复合改性磷石膏配制的水泥的物理性能

4.5小结

第5章复合改性方案与传统方案的比较

5.1引言

5.2实验原料

5.3三种改性磷石膏方案

5.4不同处理方式对磷石膏性能的影响

5.4.1复合改性磷石膏的抗压强度

5.4.2三种处理方法对磷石膏中可溶磷、可溶氟含量的影响

5.4.3三种处理方法对水泥物理性能的影响

5.5小结

第6章复合改性磷石膏中粉煤灰的活化

6.1引言

6.2养护时间对复合改性磷石膏的影响

6.2.1试验原材料

6.2.2复合改性磷石膏的强度

6.2.3不同龄期复合改性磷石膏配制的水泥的物理性能

6.3不同种粉煤灰对复合改性磷石膏的影响

6.3.1原材料

6.3.2实验设计

6.3.3复合改性磷石膏的7天强度

6.3.4不同种粉煤灰配制的复合改性磷石膏的水泥物理性能

6.4激活剂对复合改性磷石膏的影响

6.4.1实验原材料

6.4.2实验方案

6.4.3添加激活剂后复合改性磷石膏配制的水泥的物理性能

6.5小结

第7章可溶磷及石灰对水泥凝结硬化的影响

7.1引言

7.2试验原材料及方法

7.2.1试验原材料

7.2.2试验方法

7.3试验结果与分析

7.3.1不同含量的可溶磷及石灰对水泥凝结时间的影响

7.3.2可溶磷对水泥电阻率的影响

7.3.3石灰对可溶磷的吸收及对水泥电阻率的影响

7.4小结

第8章结论

参考文献

附录

致谢