碱激发水泥-磷渣固化性能及与含硫尾砂的相容性

摘要

基于磷渣材料水化特性和矿山充填应用条件,研究碱激发水泥-磷渣共同作为胶凝材料(CPCM)胶结含硫尾砂的可行性.选取生石灰、NaOH、Na2SiO3作为激发剂,开展CPCM固化性能试验,并评价CPCM与含硫尾砂相容性.研究结果表明:磷渣掺量为水泥的100%、生石灰为3%时,CPCM终凝时间300 min,28 d抗压强度40.6 MPa,基本可等量替代P.O 42.5水泥应用于矿山嗣后充填.Na2SiO3掺量4%时,CPCM终凝时间比水泥缩短39.3%,7 d强度提高31.1%.与水泥相比,CPCM使充填体凝结时间缩短8 h左右,且固化28 d后强度未出现劣化,表明CPCM与含硫尾砂相容性好.X射线衍射、扫描电镜和电子能谱分析表明,CPCM水化产物主要为Ca(OH)2和C-S-H.磷渣不断水化,导致Ca(OH)2含量下降,逐渐形成致密的低Ca/Si摩尔比C-S-H,这不仅保证了CPCM后期强度增加,而且避免了充填体强度劣化.