石灰粉煤灰改性磷石膏做水泥调凝剂的研究

采用石灰、粉煤灰复合改性磷石膏的方法制备出水泥调凝剂。结果表明：该方法可有效固结磷石膏中有害杂质可溶磷、可溶氟；对于可溶磷、氟含量较高的磷石膏，必须经过改性后方可使用，改性后的磷石膏可取代天然石膏，在保证水泥性能的前提下，可节省熟料，降低成本。     

固相烧结法制备磷铝酸盐水泥的研究

通过固相烧结法制备磷铝酸盐水泥,通过原料配比设计对磷铝酸盐水泥的制备过程优化,并对生料、熟料化学成分进行分析。实验结果表明磷铝酸盐水泥制备烧成温度为1 250℃,原料配比为铝矾土28%、石灰石17%、磷灰石50%、磷石膏5%。XRD结果显示,熟料的矿物组成是铝酸钙（CA）、磷酸三钙（C3P）、磷铝酸钙（CA P）和少量玻璃相。磷铝酸盐水泥1d抗压强度可达18.65MPa,但是随着养护温度和养护龄期的增加而降低。     

磷石膏掺量及烧成制度对硫铝酸盐水泥熟料物理性能的影响

以磷石膏、石灰石、铝矾土为原料配制硫铝酸盐水泥熟料,研究了磷石膏掺量及烧成制度对硫铝酸盐水泥熟料性能的影响。结果表明:磷石膏可以取代天然石膏配置硫铝酸盐水泥熟料,磷石膏掺量在14.22%时,熟料物理性能最优。熟料烧成温度应控制在1320℃~1350℃范围内。     

磷石膏基充填料的制备及其有害物溶出率的研究

以磷石膏,磷渣粉,水泥为主要原料制备磷石膏基充填料,采用水平振荡法浸溶出其中的可溶性磷、氟及重金属离子等有害物,探讨有害物溶出率与其强度性能之间的关系。结果表明:磷石膏基充填料的物料配比为磷石膏65%~75%,磷渣粉22%~30%,水泥3%~5%,外掺石灰2%及减水剂1.5%,水灰比0.28时,可满足矿山充填料的强度要求。磷石膏基充填料中有害物的溶出率与其强度呈反比,当28d抗压强度从1.75 MPa增至4.23 MPa时,充填体的可溶磷溶出率从41.32%降至18.97%,氟溶出率从46.52%降至32.22%。     

磷石膏品质对过硫磷石膏矿渣水泥浆性能影响研究

研究了磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟对过硫磷石膏矿渣水泥浆物理性能的影响规律,通过添加钢渣粉对磷石膏进行改性,并对钢渣粉的改善机理进行了初步探讨。结果表明,磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量对过硫磷石膏矿渣水泥浆的凝结时间和胶砂强度影响显著。磷石膏经过适量的钢渣粉预处理可以缩短水泥浆凝结时间并提高其早期强度。因此,合理控制磷石膏中可溶磷、共晶磷和可溶氟含量并采用钢渣粉进行预处理,可以制备凝结时间较短,早期强度较高的过硫磷石膏矿渣水泥浆。     

缓凝剂对氧化钙膨胀剂效能的影响

用变形测试、热重分析和化学滴定方法,系统研究了葡萄糖酸钠和柠檬酸钠2种缓凝剂对掺有CaO膨胀剂水泥净浆不同龄期自由自生体积变形、限制自生体积变形,以及CaO膨胀熟料水化速率、水化进程等方面的影响。结果表明:缓凝剂的使用延缓了CaO膨胀剂水化进程,0.08%掺量下纯水中11h和水泥净浆中7d水化程度分别降低了15%和25%以上;增大了水泥净浆自由自生体积变形,0.08%掺量下28d较基准提高了50%以上;减小了约束状态下的限制自生体积变形,0.08%掺量下最大膨胀率降低了超过90%以上,从而抑制了CaO膨胀剂的膨胀指数和膨胀效能。绝大多数实际情况下有约束存在时,不利于对水泥基材料收缩的补偿。     

不同改性处理方法对磷石膏水泥调凝剂性能的影响

采用了3种不同的处理方法,包括水洗法、石灰中和法及石灰粉煤灰复合改性法来处理磷石膏,并对其配制的水泥进行了物理性能的检测.结果表明,水洗磷石膏做调凝剂其凝结时间长于掺天然石膏的水泥;石灰中和磷石膏与天然石膏的效果比较一致;石灰粉煤灰改性磷石膏可以有效固化或固结可溶磷和可溶氟,效果更明显,在代替天然石膏的同时,还可节省熟料.     

高贝利特硫铝酸盐熟料矿物组成优化

采用石灰石、矾土、黏土和石膏4种原料,制备了以贝利特、无水硫铝酸钙和铁相为主的高贝利特无水硫铝酸盐水泥(BCSA)熟料矿物体系,研究了其生料易烧性、熟料煅烧制度和熟料矿物优化配比等。结果表明:当BCSA熟料煅烧温度为1280～1320℃时,可获得结晶度良好、形成数量较多的贝利特和无水硫铝酸钙矿物。在BCSA熟料矿物组成为32%～42%C4A3—S、5%～9%C4AF、46%～56%C2S,石膏掺量为12.5%时,水泥28 d抗压强度达最佳,为55MPa。此外,由于熟料烧成温度及氧化钙总含量(约50%)均较低,BCSA水泥在能耗和排放方面均比普通硅酸盐水泥低。     

磷石膏改性及其作水泥调凝剂的研究

用改性剂对磷石膏进行改性处理后作为水泥调凝剂,研究改性剂掺量对磷石膏的流动性、可溶性磷和氟含量、水泥物理性能及与减水剂相容性的影响,并对改性前后的磷石膏做了微观测试分析。结果表明,随改性剂掺量的增加,磷石膏流动性增加,可溶性磷、氟含量降低,水泥凝结时间缩短。在改性剂掺量为3%时,休止角可减小7°,可溶性磷基本消除,可溶性氟含量降低77%。掺改性磷石膏的水泥3d、28d强度高于掺天然石膏的水泥。微观分析显示,磷石膏经改性后,杂质减少,晶型更为完整。     

掺新型生态膨胀剂水泥浆体的膨胀性能研究

以菱镁矿、白云石尾矿为原料,经适宜工艺,制备了新型生态膨胀剂,用以补偿大体积混凝土由于温度应力引起的收缩.研究掺入不同配比的膨胀剂和粉煤灰的水泥浆体,在不同水化龄期的膨胀性能以及在20℃或60℃水中膨胀率的变化过程和趋势.结果表明:膨胀材料煅烧温度为950 ～ 1050℃,保温1～1.5 h,自然冷却.在膨胀源含量一定的情况下,CaO含量越高,早期膨胀率越大,后期膨胀率越小;MgO含量越高,早期膨胀率越小,后期膨胀率越大.水化温度越高,在相同龄期下水泥浆体膨胀率越大.粉煤灰对MgO和CaO膨胀均具有明显的抑制作用,且随着粉煤灰掺量的增加,抑制作用加强.     

氧化镁膨胀剂对混凝土长期体积变化的影响

观察了外掺不同活性、不同剂量氧化镁膨胀剂混凝土的限制膨胀率曲线,并结合混凝土强度发展和绝热温升特性,补偿收缩胶砂试件的限制及自由膨胀率,分析了不同活性氧化镁膨胀剂的补偿收缩特性。结果表明:适量掺加氧化镁膨胀剂对于补偿收缩混凝土的强度发展基本没有影响,但导致混凝土的温升值较大,温升开始时间延迟。在氧化镁膨胀剂的常用掺量为6%~8%时,导致混凝土的绝热温升增加值约为3~4℃。氧化镁膨胀剂的活性越低,用其制备的补偿收缩混凝土的早期膨胀率越小,但最终膨胀量越大,膨胀稳定期出现越晚,采用"S"型膨胀剂时直到140 d膨胀仍未停止,因而容易造成混凝土结构的后期安定性不良。实际应用时应尽量选用高活性、大掺量的氧化镁膨胀剂,掺量宜控制在6%~8%。     

限制条件下砂浆中MgO膨胀剂的膨胀特性

本文研究了掺MgO膨胀剂(MEA)的限制砂浆试件在不同温度水养护条件下的限制膨胀率,对不同活性的MEA的膨胀特性进行了评价.结果表明,随着MEA掺量的增加,砂浆试件的限制膨胀率也随之增大;MEA活性越高,试件膨胀率增长越快;养护温度的升高缩短了膨胀稳定的时间,活性反应时间为68 s的MEA在20℃、30℃、40℃、60℃和80℃水养护条件下膨胀终止时间分别约为180 d、120 d、90d、14 d和7d,可见,养护温度的升高对MEA的水化加速作用明显;同时,养护温度的升高对掺MEA砂浆试件的最终膨胀率有一定影响.高温养护与低温养护条件下MEA的膨胀特性具有一定的关联性.     

立窑采用复合矿化生产微膨胀水泥

复合矿化生产微膨胀水泥,是以粉煤灰,煤矸石为硅铝质原料,配合适量的石灰石、少量铁粉、石膏、萤石等在1300～1350℃温度下烧成熟料,在磨制水泥时再加入0～20％粉煤灰(煤矸石)和少量石膏共同粉磨而制成的一种水硬性微膨胀胶凝材料。这种复合矿化微膨胀水泥的自由膨胀率约为0.08～0.15％,自应力值5～15千克/厘米~2。生产工艺简单,一般立窑水泥厂均可生产。且水泥成本低于普通水泥。复合矿化生产微膨胀水泥,既可综合利用     

掺多膨胀源膨胀剂复合胶凝体系的膨胀性能及力学性能研究

为研究不同膨胀源膨胀剂对复合胶凝体系膨胀性能及力学性能的影响,对单掺及复配多膨胀源膨胀剂补偿收缩复合胶凝体系的限制膨胀率及抗折、抗压强度等开展了试验研究.结果表明:氧化镁和氧化钙-硫铝酸钙(简称CA膨胀剂)两种膨胀剂在单掺情况下,CA膨胀剂膨胀量远大于氧化镁;CA膨胀剂的膨胀速率随掺量的减小而变缓,膨胀稳定期变长,而MgO膨胀剂的膨胀速率不受掺量的影响.复掺情况下,高活性MgO的限制膨胀率始终大于低活性MgO,且后期膨胀差距会随着MgO膨胀剂掺量的增加逐渐增大.当CA、MgO两种膨胀剂在质量比为1:1复配情况下,可采用叠加原理来较为准确地预测多膨胀源膨胀剂的膨胀经时发展规律以及膨胀量.对于强度而言,相同掺量下MgO膨胀剂对强度的影响小于CA膨胀剂.此外,复掺试验组限制膨胀与限制强度随龄期发展的协调性取决于该配合比中对膨胀能贡献更大的单类型膨胀剂的协调性.     

磷石膏制备硫酸钙晶须的研究

以磷石膏和硫酸为原料,采用常压酸化法制备硫酸钙晶须。考察硫酸用量、反应时间、反应温度、磷石膏用量等因素对硫酸钙晶须的影响。通过极差分析,得出优化工艺条件:反应温度为103℃,反应时间为30 min,搅拌速度为280 r/min,原料磷石膏、硫酸、水的质量配比为1∶4.6∶35。在该条件下,晶须产率为31.36%,晶须平均长径比为95,白度为65.8%,硫酸钙纯度达到93.61%。     

高性能阻裂抗渗外加剂的研制及其对混凝土性能影响的研究

采用将无机增强阻裂材料WJ和有机减水保塑憎水阻孔外加剂YJ进行分别研制并优化复合的技术路线研制了高性能阻裂抗渗外加剂KLFS.实验结果表明:以生明矾、硫铝酸盐水泥熟料、天然二水石膏和无机物质A作为主要成分的无机增强阻裂材料,膨胀性能稳定,膨胀率落差小,90d龄期仍有1.88×10-4的膨胀率,并有一定的增强作用;对高效减水剂引入憎水阻孔组分、保水组分进行改性研制成的有机减水保塑憎水阻孔外加剂YJ,可提高混凝土工作性,严格控制坍落度损失,并长期阻孔,同时降低混凝土早期水化温升,有效防止早期温度收缩裂缝的出现.混凝土中掺入KLFS后,2h后坍落度20cm,90d抗压强度比为128%,膨胀规律好,90d仍有1.12×10-4的限制膨胀率, 28d劈裂强度由基准混凝土的2.81MPa提高到3.28 MPa,碱含量低,无钢筋锈蚀,耐久性好.     

磷石膏可溶磷水洗影响因素研究

磷石膏中可溶磷是生产硫酸铵的原料,也是影响硫酸钙晶须性能的重要因素,研究了磷石膏水洗的工艺条件,将影响磷石膏可溶磷水洗的液固比、次数、温度、时间四个因素通过正交试验进行安排,运用SPSS软件对结果进行分析。结果表明:水洗液固比、次数、时间对磷石膏中可溶磷水洗效果影响显著,温度对其影响不显著;方案6、8、9脱磷效果好,脱磷效率达到97%以上,均达到磷石膏中可溶磷质量分数低于0.1%的标准,为最优工艺组合。     

β石膏相组成和杂质含量对其性能的影响

为更好地利用磷石膏资源,发挥磷石膏的最大价值,以磷建筑石膏粉为原料,通过化学成分计算,合理调配其中的二水石膏、硬石膏和半水石膏含量,引入可溶性五氧化二磷、氟化钠、氯化钠来调整其中的水溶性五氧化二磷、水溶性氟离子和氯离子含量,通过对凝结时间和力学性能的测试来研究相组成和杂质含量对其性能的影响。结果表明:二水石膏质量分数低于3%时会加速建筑石膏的水化反应、增强其早期强度,半水石膏质量分数在77%左右时建筑石膏的力学性能较好,无水石膏质量分数超过15%时建筑石膏的力学性能下降较大;当利用磷石膏制备建筑石膏粉时,水溶性五氧化二磷质量分数宜控制在0.2%以下,水溶性氟离子质量分数宜控制在0.3%以下,氯离子质量分数宜控制在0.04%以下。从相组成和杂质控制的角度,该研究为磷石膏的资源化利用提供了借鉴和参考,有助于提升中国磷石膏的利用水平。     

加热对磷石膏中水溶性磷、氟的变化研究

研究磷石膏加热煅烧过程的温度、煅烧时间和原料粒径对磷石膏中水溶性磷、氟含量变化的影响,对比煅烧前后水溶性磷、氟的含量变化并初步分析其热过程机理。结果显示,高温煅烧能有效去除或转化磷石膏中的磷和氟。在450℃、750℃下能有效降低水溶性磷、氟的含量,挥发性氟含量随温度的升高而增大。煅烧时间对磷的去除影响不大,但对挥发性氟有较大影响,尤其对粒径的影响比较明显,当粒径在500~800目之间时,水溶性磷、氟的去除效果最好。     

β石膏相组成和杂质含量对其性能的影响

为更好地利用磷石膏资源,发挥磷石膏的最大价值,以磷建筑石膏粉为原料,通过化学成分计算,合理调配其中的二水石膏、硬石膏和半水石膏含量,引入可溶性五氧化二磷、氟化钠、氯化钠来调整其中的水溶性五氧化二磷、水溶性氟离子和氯离子含量,通过对凝结时间和力学性能的测试来研究相组成和杂质含量对其性能的影响。结果表明：二水石膏质量分数低于3%时会加速建筑石膏的水化反应、增强其早期强度,半水石膏质量分数在77%左右时建筑石膏的力学性能较好,无水石膏质量分数超过15%时建筑石膏的力学性能下降较大;当利用磷石膏制备建筑石膏粉时,水溶性五氧化二磷质量分数宜控制在0.2%以下,水溶性氟离子质量分数宜控制在0.3%以下,氯离子质量分数宜控制在0.04%以下。从相组成和杂质控制的角度,该研究为磷石膏的资源化利用提供了借鉴和参考,有助于提升中国磷石膏的利用水平。