磷石膏胶凝材料的生产

介绍多种生产磷石膏胶凝材料的工艺路线。提出我国磷石膏胶凝材料应以生产α半水石膏为宜。研究工作的重点应努力提高工艺的技术经济指标,以增强其与天然石膏的竞争力。     

磷石膏基复合胶凝材料的制备

根据磷石膏中影响其制品性能的物质特性,采用复合激发剂来改性磷石膏,通过对原料不同方式的预处理,确定了磷石膏基复合胶凝材料生产的工艺路线。采用正交试验法,确定了原料的最佳配比。制品各项指标达到天然石膏性能要求。     

特种化纤改性磷石膏基胶凝材料

特种化纤可有效阻止磷石膏基胶凝材料(PGS)开裂,并通过不同龄期样品的抗冲击功、抗折强度、抗压强度、空隙率和受压样品外貌及断口形貌分析等表征增韧、补强和耐水的效果。结果表明:化纤可显著对PGS增韧补强和改善耐水性。在20℃(湿度大于90%)、化纤掺量为0.3%时,PGS固化体28 d的抗压强度、抗折强度和抗冲击功分别为45.1 MPa、8.9 MPa和1145 J/m2,软化系数和吸水率分别为0.81和9.1%;PGS固化体160 d总孔隙率(20.03%)较28 d的降低了5.1%,PGS固化体160 d密度(1.59 g/cm3)较28 d提高了0.6%;特种化纤穿插于硬化体内部,具有桥联搭接作用。     

外加剂对磷石膏基复合胶凝材料性能的影响

研究了外加剂对磷石膏基复合胶凝材料性能的影响.通过单因素实验考察了外加剂CaCl2 (CC)、Na2SO4(NS)、NaF(NF)和水玻璃(NSO)的不同掺量对复合胶凝材料性能的影响,通过正交试验得到了外加剂复配的最佳方案,即有CC为0.6％,NS为0.2％,NSO为0.6％,NF为0.3％.正交优化组的3d和28 d的抗压强度为35.96MPa、42.88 MPa,其强度分别提高了19.27％和20.89％.采用XRD和SEM等方法分析了复合胶凝材料的水化产物组成和微观形貌.分析结果表明外加剂不仅能加快磷石膏基复合胶凝材料的水化反应进程,还可以生成更多更致密的水化产物,使其结构更加紧密,提高了复合胶凝材料的力学性能.     

减水剂对磷石膏基胶凝材料性能影响研究

磷石膏基胶凝材料在使用时,工作性能较差,需要加入减水剂来改善工作性。而磷石膏胶凝材料对现有的混凝土减水剂的存在适应性不良的问题。为了深入了解减水剂对磷石膏基胶凝材料的匹配性,本文探究了萘系、聚羧酸和脂肪族类三种减水剂及掺量对磷石膏基砂浆材料各项性能的影响规律。通过对砂浆浆体的流动度、硬化体的力学性能,以及28d吸水率和软化系数进行评价,获得最佳的减水剂种类和掺量。研究结果表明：萘系减水剂与磷石膏基砂浆的适应性较好,且掺量为0.4%时较合适;砂浆流动度为17.0 cm,砂浆硬化体的7 d、28 d和90 d抗压强度分别为18.1 MPa、33.1 MPa和37.6 MPa,28 d吸水率和软化系数分别为2.51%和0.91。     

利用原状磷石膏制备石膏基复合胶凝材料的力学性能

以未经处理的原状磷石膏制备磷石膏基复合胶凝材料,测试磷石膏基复合胶凝材料的力学性能,考察生石灰的掺量、水灰比以及成型压力对磷石膏基复合胶凝材料力学性能的影响。结果表明:当生石灰掺量为4%时,磷石膏-矿渣复合胶凝材料具有较好的力学性能,矿渣微粉对磷石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能有增强作用。对于磷石膏-矿渣-炉渣复合胶凝材料,当成型压力超过3 MPa时,制备的材料力学性能明显下降。同浇注成型试样相比较,在5 MPa成型压力下的压实成型试样,材料孔隙率提高,特别对于200 nm以上孔所占体积分数来说,其所占体积分数要远远高于浇注成型试样,导致了材料微观结构劣化,力学性能变差。     

非煅烧磷石膏基胶凝材料的改性实验

磷石膏基水硬性胶凝材料是近几年发展起来的一种以磷化工业副产物磷石膏为主要原料的新型建筑材料。与传统硅酸盐和矿渣水泥相比,磷石膏无活性不能直接作为胶凝材料,使用前必须对其进行改性。针对目前磷石膏基胶凝材料凝结时间长、早期强度低等缺点,研究了材料组成配比及外加剂对凝结时间和早期强度的影响,获得了磷石膏基胶凝材料的改性方法。当矿渣粉（KF）和硅基纳米粉末（WS）质量比为3∶17,水玻璃（NS）、富铝盐（NA）和高效聚羧酸减水剂（JS）的质量分数分别为0.3%、0.7%和0.3%时,可将其初凝时间控制在130~260 min、终凝时间控制在280~600 min;胶砂早期抗折强度3 d达3.5 MPa以上、7 d达5 MPa以上;早期抗压强度3 d达20 MPa以上、7 d达35 MPa以上。改性后的磷石膏基胶凝材料可替代25%~40%及以上普通硅酸盐水泥应用于建筑材料领域。     

半水磷石膏参与固化原状磷石膏制备复合胶凝材料

利用半水磷石膏（HPG）协同灰钙粉和水泥固化原状磷石膏（RPG）制备磷石膏基复合胶凝材料（PBCM）。采用单因素实验探究了HPG掺量对PBCM浆体性能的影响,并通过正交实验进一步探究各掺合料对PBCM强度及耐水性的影响。结果表明：HPG可作为RPG的固化材料,既高效又环保,掺量在20%（质量分数,下同）以上的HPG可彻底解决PBCM浆体的泌水问题,显著缩短浆体凝结时间,掺量在40%以上的HPG可有效改善浆体流动性;HPG、灰钙粉和水泥可有效提高PBCM强度,其中水泥对耐水性影响显著。微观形貌分析显示,PBCM的主要水化物二水硫酸钙和钙矾石晶体交织生长于RPG晶体之间,从而实现了对RPG的有效固化。     

赤泥与磷石膏制备胶凝材料的激发研究

赤泥是氧化铝生产的工业副产物,其组成与粘土相似,呈碱性。磷石膏是磷酸生产中产生的固体废渣,主要成分是二水硫酸钙,呈酸性。针对现有赤泥和磷石膏利用率低,大量堆积而严重制约氧化铝工业和磷化工的可持续发展的难题。本研究通过外加激发剂分别对赤泥和磷石膏进行活化,再混合制备胶凝材料,最后对胶凝材料的力学性能和微观形貌进行分析。实验结果表明:与NaOH、硫酸铝和硫酸铁比较,氯化钙也能较好的促进磷石膏中二水石膏向半水石膏转变,其可以有效提高磷石膏和赤泥复合胶凝材料的强度和环境安全性。     

CBC改性磷石膏基复合胶凝材料的制备与工艺研究

以磷石膏为主要原料,研究CBC改性磷石膏基复合胶凝材料的特性.结果表明,将磷石膏与SH按比例混合,陈化2h,将陈化后的原料按比例加入磷渣、KZ、粉煤灰等浇注成型,脱模之后放人常压养护箱中养护24 h 的向材料性能最好.在此基础上,对不同加水量、成型方式下试件性能进行分析,优化了最佳的加水量和成型方式.经CBC改性石膏基复合胶凝材料兼具CBC和石膏性能,通过现有工艺技术的研究为磷石膏资源化提供了一种新的、切实可行的技术方法.     

原状磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料制备及性能评价

磷肥工业废弃物磷石膏和冶金工业废弃物富镁镍渣每年的排放量较大,由于二者具有胶凝活性较低和安定性差等缺点,导致其利用率较低。本文将原状磷石膏和富镁镍渣协同利用制备胶凝材料,研究了磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料基础性能。通过对浆体的流动度、硬化体的力学性能,以及28 d吸水率和软化系数进行评价,为原状磷石膏和富镁镍渣协同综合利用提供实验支持。研究结果表明：磷石膏-富镁镍渣胶凝材料硬化体抗压强度28 d强度可达31.7 MPa,且耐水性好吸水率为2.46%,软化系数为0.91。将制得的磷石膏-富镁镍渣基胶凝材料硬化体与32.5普通硅酸盐水泥进行对比,性能相接近。     

磷石膏基材料在磷矿充填中的应用

利用磷石膏和磷渣可配制出性能优良的矿山充填料,提高矿山资源的综合利用率,防止山体崩塌开裂,同时综合利用了工业废渣,减轻环境污染。充填料浆体的浓度对工作性和强度有显著影响,适当的料浆浓度既能保证浆体具有足够的自流性能,同时其强度发展也较为理想;磷渣在激发剂的作用下逐步水化硬化,与磷石膏构成一个结晶结构体,其强度随着磷渣掺量的增加而提高。浆体的自流性能可简化充填工艺,降低充填成本。     

掺合料对磷石膏基复合胶凝材料耐水性及强度的影响综述

磷石膏中含有的可溶性磷、氟等杂质使其在建筑行业利用率较低。而且磷石膏材料耐水性较差,需要复配其他水硬性掺合料来提高其耐水性,不同地区的磷石膏因其理化性质不同,其复合胶凝材料的力学性能也存在一定的差异。针对上述问题,介绍了主要的磷石膏基复合胶凝材料类型,分析了粉煤灰、矿渣、生石灰、水泥对不同磷石膏基复合胶凝材料耐水性及强度的影响,阐明其影响规律,确定了粉煤灰、矿渣、生石灰、水泥在磷石膏基复合胶凝材料中的建议掺量区间。     

基于临界钙矾石膨胀破坏的磷石膏基复合胶凝材料的配料计算研究

为制备大掺量磷石膏基复合胶凝材料,在确定主要水化产物类型的基础上,通过计算临界钙矾石膨胀破坏的边界条件,确定各组分最佳掺量范围,研究其对复合胶凝材料力学性能、干缩性能的影响,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）等测试方法研究水化产物的组成及发展规律。研究结果表明：通过理论配料计算,矿粉掺量为50%（质量分数）时,最大磷石膏掺量为26.3%（质量分数）,最小熟料掺量为23.6%（质量分数）。最佳配比组28 d胶砂抗压强度为45.2 MPa,线膨胀率小于0.04%;对比组28 d抗压强度仅有36.4 MPa,线膨胀率远大于0.04%。XRD、SEM表征结果表明,磷石膏基复合胶凝材料的水化产物主要是钙矾石（AFt）和水化硅酸钙（C-S-H）凝胶,氢氧化钙几乎反应完全;对比组钙矾石生成量远大于最佳配料组,微观结构存在大量裂缝。这说明理论配料计算可以有效用于磷石膏基复合胶凝材料的配比优化。     

Chloride diffusion in partially saturated cementitious material

The paper proposes a combined application of composite theory and Powers' model for microstructural development for the estimation of the diffusion coefficient as a function of the moisture content of a defect-free cementitious material. Measurements of chloride diffusion in mortar samples (440 kg/m³ rapid-hardening Portland cement, w/c=0.5, maturity minimum 6 months) stored at 65% and 85% RH, as well as in vacuum-saturated mortar samples, illustrate the applicability of the method.     

Hydration products of alkali-activated slag-red mud cementitious material

A new kind of alkali-slag-red mud cementitious material, abbreviated as ASRC, with both high early and ultimate strength and excellent resistance against chemical attacks has been developed by the application of composite solid alkali activator into slag-red mud mixture system. The hydration products of this cement at ambient temperature have been investigated by means of XRD, IR, TG-DTA, TEM, EDXA, etc. The results showed that the hardened cement paste was mostly consisted of C-S-H gel, being very low in Ca/Si ratio, very fine in size and extremely irregular in its shape. Neither Ca(OH)₂ and AFt, which are usually present in the hardened Portland cement paste, nor zeolite-like products have been detected. These characteristics are considered to be the chemical reasons for the high early and ultimate strength and good resistance against chemical attacks of the hardened ASRC cement paste.     

Innovation in use and research on cementitious material

In this paper we discuss innovations in concrete technology which are currently being applied in the field—namely high and ultra high performance (strength), and self consolidating concrete. We discuss the factors which have enabled these developments and ongoing needs in these areas. The importance of sustainability as the major driver for future innovations and prospects for development of new cementitious materials with lower environmental impact is briefly discussed. Finally the importance of innovation in research is examined. The dramatic development in experimental and computational techniques over recent years opens up wide-ranging possibilities for understanding the micro- and nano- scale chemical and physical processes which underlie performance at a macroscopic level. The example of computational approaches at the atomic and molecular scale is presented in detail. In order to exploit the opportunities presented by such new techniques, there needs to be greater efforts to structure interdisciplinary, multi-group research.     

Novel hardystonite calcium phosphate mixture as a potential cementitious bone filling material

In this work, we have described the fabrication and characterization of novel cement containing hardystonite (HT; Ca₂ZnSi₂O₇) as a bioactive phase which was mixed with brushite (B; CaHPO₄. 2H₂O) calcium phosphate and citrate liquid as setting solution. Effect of various citrate concentration in hardening solutions consisting of the mixture of citric acid and trisodium citrate dihydrate were used to study the phase transformations, mechanical properties, microstructural changes and in vitro cytotoxicity of cements. The results showed that while the HT phase revelead slow hydration ability, the brushite was gradualy hydrolyzed with increasing concentration of citrates in liquid. The mechanical strength increased in wet and dry state as the concentration of the citrates increased, with the highest values observed in the citrate_8 % cement. The in vitro cytotoxicity testing of cement extracts revealed high viabilities of osteoblasts in citrate_1 % and citrate_4 % but a moderate extract cytotoxicity was verified in citrate_8 % cement.     

胶凝材料颗粒组成对混凝土抗裂性能的影响

混凝土抗裂性能与其胶凝材料的堆积紧密程度有关。运用不同颗粒组成的水泥或粉煤灰调整胶凝材料的颗粒级配,可以拓宽颗粒分布范围,适当增加粗颗粒含量,提高混凝土抗裂性。用粉煤灰充当胶凝材料中的粗颗粒,不仅能改善混凝土抗裂性能,而且后期强度增进率较高,有利于提高耐久性;水泥企业应重视水泥颗粒级配的合理性,水泥中保持一定量的粗颗粒非常必要。试验表明,增加40μm以上颗粒含量就能起到改善混凝土抗裂性能的作用。