半水磷石膏充填强度影响因素试验

为充分利用半水磷石膏的胶凝活性,将半水磷石膏作为矿山充填胶凝材料,采用XRD、XRF和SEM分析半水磷石膏的物化性质和微观形貌;通过正交试验,确定半水磷石膏充填材料的最优配比为生石灰掺量1.5%、尾砂掺量0%、结晶水质量分数5%;单因素试验结果表明,半水磷石膏强度性能与生石灰掺量、搅拌时间正相关,与半水磷石膏结晶水质量分数、水溶磷质量分数、尾砂掺量负相关,为使半水磷石膏充填材料3 d强度达到3 MPa,充填材料中生石灰掺量应不少于1.5%,搅拌时间不少于10 min,同时,半水磷石膏原材料水溶磷质量分数应小于4%、结晶水质量分数应小于10.3%,尾砂掺量不大于60%.微观分析表明,各影响因素主要通过影响半水磷石膏水化产物晶体形貌、晶体结合触点的强度和水化产物体积率对半水磷石膏充填体强度产生影响.     

利用磷石膏制β-半水石膏砌块的实验

研究了磷石膏制备β-半水石膏粉的工艺条件。采用常规分析、XRD和扫描电镜等方法对磷石膏原料、磷建筑石膏粉和石膏产品进行分析和表征。结果表明:磷石膏的最佳脱水温度为170℃、脱水时间为7h、陈化时间为4d,石膏砌块的抗压强度达到10.2 MPa。SEM分析表明,石膏砌块内部结构致密、晶体间的交织搭接较好,是抗压强度升高的主要原因。     

磷建筑石膏-高强石膏混合相的力学性能研究

磷建筑石膏强度低,应用受限。通过掺入高强石膏以获取满足强度的石膏胶凝材料,利废环保。结果表明:随高强石膏掺量增加,硬化体的绝干强度增大,但低于线性内插法计算的强度值,误差小于10%;线性膨胀率先减小后增加。通过X射线衍射分析、X射线光电子能谱和拉曼光谱知,混合石膏相与单一石膏相的水化产物均为二水石膏,其原子排列的精细结构没有本质差别。通过扫描电子显微镜可知,混合相的水化产物兼有磷建筑石膏和高强石膏的水化产物特征形貌。两种半水石膏水化速率差别大,导致晶粒间存在内应力,是强度和线性膨胀率降低的原因。     

高韧性磷石膏板材的研究

利用未经处理的原状磷石膏,通过调整其与水泥、矿渣、生石灰的基体配合比,掺加不同纤维制成了高韧性磷石膏板材。结果表明:1)该体系板材最优配合比为:水泥20%,矿渣20%,磷石膏60%,PP纤维1.5%,生石灰3%,水料比0.26,减水剂0.1%。2)磷石膏掺量在0%~50%时,基体强度均在50~60MPa,但其掺量超过50%后,强度呈线性下降。3)玻纤网的断裂荷载最高,PP纤维次之,PVA纤维较低。以断裂能作为板材抗弯性能评价,PP纤维最好。此外,PVA的长度,玻纤网的网眼尺寸也对板材的韧性有一定影响。     

熟石膏陈化机理的研究

熟石膏陈化是生产石膏板以提高质量的工艺措施之一,但长期以来陈化作用机理并未搞清楚。本文比较系统地总结了各种熟石膏在不同陈化条件下物理性质变化的规律,详细分析了熟石膏陈化过程中发生的相变的基本类型及影响因素。本文首次提到在陈化初期有再生二水石膏的生成,再生二水石膏的生成与脱水对熟石膏的强度、凝结时间的变化产生了显著的影响。本文探讨了熟石膏陈化过程中发生的相变与水化性质及物理性质变化之间的关系,提出对熟石膏陈化机理的看法,认为新炒制的熟石膏强度低,凝结时间不正常是因为无水石膏Ⅲ和二水石膏的存在所造成,陈化的目的是使它们向半水石膏转化,并使比表面积下降,从而使凝结时间趋于正常,强度提高。     

磷石膏/聚丙烯复合材料制备

为了将磷石膏资源化利用,将40℃下烘干处理的磷石膏与聚丙烯颗粒混合后,再添加少量液体石蜡,经过热压成型制备了磷石膏/聚丙烯复合材料.在所制备复合材料中磷石膏至少占50%以上,增大了磷石膏的消耗量;并且在材料制备工艺中磷石膏预处理方法简单易行,增加了整个制备工艺的可行性.结果表明,磷石膏/聚丙烯复合材料密度随原料中磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为50%时,视密度每立方厘米1.089克;磷石膏掺量为80%时,视密度每立方厘米1.405克.磷石膏/聚丙烯复合材料的弯曲强度随着磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为80%时弯曲强度可达14.3MPa.但所制备磷石膏/聚丙烯复合材料样品的脆性较大,拉伸强度较低,与磷石膏的掺量无明显的相关性,磷石膏掺量为70%时拉伸强度1.7MPa,适用于要求塑性变形小的场合.所制备复合材料还有另一显著特点是耐水性很好,无论原料配比如何其软化系数均在1.0以上,从而克服了一般石膏制品耐水性差的缺点.最佳成型制度为成型温度160℃,成型压力15MPa.     

石膏掺量对高贝利特-硫铝酸盐水泥性能的影响

利用循环流化床(CFBC)固硫灰代替部分铝矾土、石膏等原料制备高贝利特-硫铝酸盐水泥,并采用XRD、SEM等方法研究了石膏掺量对该水泥凝结时间、抗压强度、水化产物和微观结构的影响。结果表明,利用固硫灰等原料制备的水泥熟料的矿物组成主要有C2S、C4A3S、铁相等;掺入石膏会缩短水泥的凝结时间,最佳石膏掺量为9%;水泥3d、28d净浆强度可以达到39.00MPa和82.59MPa;掺入适量石膏能促进C4A3S和C2S水化,掺量不足会使AFt向AFm转化,掺量过大反而会阻碍C4A3S的水化,进而影响水泥强度;不同石膏掺量下的水泥水化产物主要为AFt、AFm、C-S-H凝胶和铝胶等。     

转晶剂对脱硫石膏制备α-半水石膏形貌及强度的影响

目的探讨脱硫石膏浆体制备α-半水石膏时转晶剂对其形貌及强度的影响.方法采用高温蒸压法,在升温时间为75 m in、蒸压温度为120℃的条件下水热处理掺有转晶剂的脱硫石膏浆体制得α-半水石膏晶体,采用体视显微镜观测晶体的形貌特征、wΑ-Y300电子液压机测试抗压强度.结果脱硫石膏浆体采用单一转晶剂质量分数0.075%～1%硫酸铝钾效果较好,制得α-半水石膏晶体呈长柱状,抗压强度16.8 MPa;复合转晶剂硫酸铝钾掺量1.8%左右,柠檬酸钠掺量0.08%左右时效果最佳,α-半水石膏晶体呈短柱状,抗压强度30.2 MPa.结论单一转晶剂对α-半水石膏晶体抗压强度的影响并不显著,其中硫酸铝钾效果较为明显,而复合转晶剂对抗压强度提高影响显著,硫酸铝钾与柠檬酸钠作用下抗压强度最高.     

掺合料对过硫磷石膏矿渣水泥早期性能的影响

研究了矿物掺合料偏高岭土、硅灰、硫铝酸盐水泥和外加剂水玻璃对过硫磷石膏矿渣水泥凝结速率、早期强度等早期性能的影响规律,并通过XRD、SEM等对过硫磷石膏矿渣水泥的水化及结构发展进行了研究。结果表明,在过硫磷石膏矿渣水泥中掺加水玻璃和偏高岭土,能显著提高该水泥的凝结速率和早期强度,3d、7d、28d抗压强度分别达到17MPa、32MPa、46MPa。     

石膏与聚羧酸对C3A水化进程及产物组成的影响

研究了石膏、聚羧酸减水剂对固相法制备的铝酸三钙(C3A)水化反应的影响。结果表明,纯水条件下,C3A水化产物为C3AH6,水化放热总量约为879.99J/g,水化反应2h时放热量达到最大;石膏加入后会使体系水化放热时间延长,同时会改变C3A水化产物组成:石膏加入量较小时,水化产物主要为AFm;石膏过量时,水化产物只有AFt;聚羧酸减水剂的加入也会延缓C3A水化反应,且在同一反应龄期内,随着聚羧酸减水剂掺量的增大,C3A的水化程度呈降低趋势。利用电导率进行测试,可以发现聚羧酸减水剂的加入会降低液相中钙离子浓度,从而延缓了C3A的水化。     

半水石膏激发Ⅱ型无水磷石膏的研究

拟用磷石膏制备Ⅱ型无水石膏胶凝材料。为改善无水磷石膏的水化,选用了半水石膏对其进行激发。通过测试半水石膏对凝结时间、强度性能和无水石膏水化的影响,结果表明:半水石膏的快速水化硬化引起溶液中硫酸钙浓度的改变,从而促进无水磷石膏的水化。半水石膏的掺入加速胶凝材料的凝结,提高早期强度;无水磷石膏在激发作用下的水化促进强度的进一步发展,提高后期强度。混合相石膏具有较致密的晶体结构,是一种性能优良的胶凝材料。     

高铝水泥对磷石膏基水硬性胶凝材料性能的影响

研究了高铝水泥对磷石膏-矿渣-钢渣免煅烧水泥体系的强度、凝结时间及标准稠度等性能的影响规律,并通过XRD和SEM分析探讨了该水泥体系的水化机理,分析得出该水泥体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。结果表明,高铝水泥的加入可以有效提高磷石膏-矿渣-钢渣免煅烧水泥体系的早期强度并缩短凝结时间,使水化产物钙矾石生成量明显增加,从而有效提高该胶凝材料的水化性能;当掺入6%的高铝水泥时,可以制备出3d抗压强度为4.5MPa,28d抗压强度达35MPa左右的高铝-磷石膏基水硬性胶凝材料。     

高温煅烧石膏硅酸盐水泥早期水化产物的研究

利用DTA、XRD、IR、化学结合水和Ca（OH）2生成量测定等方法,研究了煅烧石膏、二水石膏对硅酸盐水泥早期水化过程的影响。结果表明：在水化龄期相同时,掺煅烧石膏水泥浆体中水化产物同掺二水石膏相比,Ca（OH）2生成量大;在一天前无AFt生成;结合水量在一天前前者高于后者,而一天后则相反。指出了煅烧石膏提高水泥强度的机理在于：由于煅烧石膏的溶解速度较低,在水泥水化初期（1d前）,存在于水泥中的铝酸盐相不能形成AFt,从而减缓了AFt对水泥水化的延缓作用,加速了整个熟料矿物相的水化,提高了水泥的强度。     

磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料的制备研究

通过研究磷石膏、硫铝酸盐水泥熟料、碱激发剂等组分掺量对过硫胶凝材料体系物理力学性能的影响,借助XRD、SEM等微观测试手段对水化产物及机理进行分析探讨,确定了过硫胶凝材料组成的最佳配合比。结果表明:5%的硫铝酸盐水泥熟料、30%的磷石膏、63%的矿粉、2%的碱激发剂制备出的磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料标准稠度用水量为30.8%,初凝时间为312min,终凝时间为514min,3d抗压强度可达13MPa,28d抗压强度超过48MPa。微观分析表明,在该配比下制备的过硫胶凝材料主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,水化28d时钙矾石生成量较大,结构较为致密,强度大幅度提高。     

新型缓凝剂对建筑石膏性能的影响及机理研究

研究了一种新型缓凝剂—羟基羧酸化合物(KH-PT),对建筑石膏的凝结时间2、8 d强度等性能的影响,并通过无极电阻率测定仪、扫描电镜等测试手段进行了水化进程、晶体形貌变化的研究。结果表明,建筑石膏的凝结时间随着改性剂掺量的增加而延长,在改性剂掺量为0.05%时,不但对建筑石膏具有一定的缓凝效果,而且可使建筑石膏的强度有一定量的增加,在参量为0.10%时,即可使建筑石膏的初凝时间达到近1 h,并随改性剂掺量的增加,建筑石膏水化电阻率的突变段会向后延迟,水化稳定电阻率值也随着减小,而晶体的形貌则随之变粗大,长径比减小。     

共晶磷对石膏性能的影响及其作用机理

共晶磷是磷石膏中仅次于可溶磷的有害杂质,影响了磷石膏的应用性能。采用分析纯模拟共晶磷的生成条件制取共晶磷含量较高的石膏样品,经煅烧成半水石膏后加入到天然建筑石膏中,进行物理力学性能试验,并利用扫描电镜、原子吸收光谱、红外吸收光谱结合化学分析的手段,研究了共晶磷对石膏性能的影响及其作用机理。结果表明:共晶磷明显降低了建筑石膏的水化率,使二水石膏析晶过饱和度降低,晶体粗化,结构疏松,硬化体强度降低。在二水石膏煅烧成半水石膏的过程中共晶磷并没有发生变化,仍存在于石膏晶格中;在建筑石膏水化过程中,共晶磷从晶格中溶出,变成可溶性磷HPO42-溶解在浆体中,HPO42-电离出H+和PO43-,其中PO43-又迅速与溶液中大量存在的Ca2+结合,转变为难溶性Ca3(PO4)2覆盖在晶体表面,阻碍了石膏的进一步水化,从而导致硬化体强度降低,而富余的H+则导致了浆体pH值的降低。     

矿物掺合料对蒸压加气混凝土力学性能的影响

为提高蒸压加气混凝土砌块的抗压强度，改善制品气孔结构和优化性能，通过讨论钙硅比确定了粉煤 灰蒸压加气混凝土的基本配合比，在此基础上，用硅灰、矿渣两种掺合料等量取代粉煤灰，研究了蒸压加气混 凝土的抗压强度、气孔结构、XRD、SEM。研究结果表明，当掺加 5%的硅灰时，蒸压加气混凝土的绝干容重为 670kg/m3，强度高达 9.72MPa，增加了 16.27%；当掺加 5%的矿渣时，蒸压加气混凝土的绝干容重为 690kg/m3， 强度高达 9.38MPa，增加了 12.2%。蒸压加气混凝土的主要水化产物为水化硅酸钙、托贝莫来石、水石榴子石 以及未反应完全的二氧化硅。     

磷石膏制建筑石膏的试验研究

磷石膏的无控排放已对环境造成了严重污染,也形成了大量的资源浪费,资源化利用是解决其问题的根本途径。作者分别探讨了煅烧温度、煅烧时间、粉磨时间及生石灰添加量对磷石膏制备建筑石膏性能的影响,结果表明:随着煅烧温度的升高及煅烧时间的延长,由磷石膏制得的建筑石膏力学性能出现先增后降的趋势,在150℃条件下煅烧1.5h得到的建筑石膏性能最好,2h抗折强度1.90 MPa,2h抗压强度3.98 MPa,初凝时间为9 min,终凝时间为13min;将磷石膏粉磨3min,比表面积为306.3m2/kg,经煅烧制得的建筑石膏标准稠度为68%,2h抗折和抗压强度分别可达到2.39 MPa和5.47 MPa。使用0.4%生石灰对磷石膏进行改性后制得的建筑石膏的pH值为4.26,各项技术指标均达到GB/T 9776—2008《建筑石膏》中优等品的要求。     

α-半水石膏及其混合料的性能

为获得良好的石膏铸型及提高石膏产品质量,对α-半水石膏及其混合料的性能进行了研究。通过试验,确定了水膏质量比为0．5时,α-半水石膏的抗弯强度较好;α-半水石膏混合了莫来石粉、锆英石粉、增强纤维等成分后,使得整体综合性能大幅上升,最佳质量配比为1：0．25：0．2：0．021;焙烧温度对石膏抗弯强度有显著影响,随着焙烧温度升高,纯α-半水石膏抗弯强度下降较快,混合α-半水石膏强度下降缓慢,最佳焙烧温度为50～60℃。     

脱硫石膏制备超硫胶凝材料

研究旨在开发一种以烟气脱硫石膏为主要原料,矿渣粉为活性成分,熟料、钢渣作为碱性激发剂的超硫水硬性胶凝材料。该胶凝体系脱硫石膏掺量高达45%,且以2%熟料激发时,3d抗压强度达20.5MPa,28d为48.7MPa;而以8%钢渣激发,分别达15.8MPa和50.7MPa。XRD和SEM分析表明,脱硫石膏-矿渣-激发剂体系的水化产物主要是钙矾石和C-S-H凝胶。脱硫石膏在水化过程中一部分参与水化形成水化产物钙矾石,其余部分被水化产物所包裹起集料骨架作用。