改性磷石膏混合粘土作为路基填料的击实试验研究

磷石膏是采用湿法工艺生产磷酸时的主要固体废弃物。将磷石膏改性后与粘土混合应用于路面基层填筑,对改性磷石膏及其混合粉质粘土料进行了击实试验,通过试验研究最终确定石灰、粉煤灰改性磷石膏在击实试验中的最佳配比,以其对以后的研究提供借鉴。     

改性磷石膏作水泥缓凝剂的研究

为将磷石膏应用于水泥缓凝剂,采用水洗等方式对磷石膏进行预处理。确定水洗磷石膏的最优用水量和水洗时间。对比研究天然石膏、原状磷石膏和改性磷石膏对硅酸盐水泥凝结时间和强度的影响。通过水化热、XRD和SEM分析改性磷石膏对硅酸盐水泥水化特性的影响机理。结果表明,磷石膏在液固比为4和水洗时间为25 min条件下水洗效果最佳;生石灰单掺以及生石灰和膨润土复掺对磷石膏中可溶性磷和可溶性氟表现出较好的固化效果;水洗改性后磷石膏可有效缩短水泥的凝结时间,提高早期强度,其中生石灰与膨润土按2∶1复掺水洗改性后磷石膏用于硅酸盐水泥,水泥初、终凝时间比使用原状磷石膏时缩短了50%和31%;改性磷石膏制备的水泥早期水化速率正常,水泥固结体结构致密,缺陷较少,早期强度高。     

天然陈化对磷石膏理化性质的影响及作用机理研究

采用安徽某磷肥厂位于宁国市堆场的磷石膏为原料,探究不同天然陈化时间对磷石膏生料中杂质含量与理化性质的影响。通过测试与表征得出陈化0~3年磷石膏生料的杂质含量、品位、外观、微观形貌、晶体特性和分子结构在陈化过程中的变化。通过吉布斯自由能计算与X射线光电子能谱分析讨论了磷石膏中可溶磷、可溶氟、共晶磷在陈化过程中含量的降低机理。研究表明:陈化过程可以降低磷石膏中的杂质含量与粒径,但不会对微观形貌及晶体结构产生影响。此外,在陈化过程中,除了雨水冲刷对可溶性杂质的物理去除作用外,磷石膏内部会发生化学反应,从而达到固磷、固氟的作用。     

沉积磷石膏的物理力学特性试验研究

磷石膏是磷酸生产过程中的副产品,目前的综合利用率尚不足25%,大部分需要堆存存放。受地形限制和经济效益考虑,中国主要为湿法堆存的山谷型堆场。依托柳树箐磷石膏堆积坝,针对沉积磷石膏首先开展了密度、含水率、渗透、土水特征和颗分等物理性质试验,然后开展了三轴CU、蠕变及动三轴等力学特性试验。试验结果表明:1沉积磷石膏的干密度与埋深没有相关关系;2沉积磷石膏不具有自然分级现象,但具有明显的各向异性;3沉积磷石膏具有较高的摩擦角和抗液化能力,但其蠕变变形较大、渗透比降较小。上述工作为分析磷石膏堆积坝的坝体稳定性提供了基础,对现行磷石膏库的运行管理以及新建工程的设计具有重要的借鉴意义。     

利用磷石制造建筑石膏的研究

通过水洗净化法、石灰水中和法、生石灰中和法等多种方法对磷石膏加以处理,试图探讨不经水洗制造性能良好的建筑石膏的途径,研究结果表明,生石灰中和法工艺简单,可制成一级建筑石膏。     

石灰土的工程特性试验研究

石灰土是一种在土建工程中得到广泛应用的建筑材料。石灰具有改善土质性能的作用,针对具体的土质及灰质,通过大量室内试验,探讨不同灰土比、密实度、含水率等因素对石灰土直剪强度的影响;同时,试验分析了养护石灰土的工程特性,特别是探讨了养护龄期及冻融循环对石灰土无侧限抗压强度的影响。通过试验研究,进一步了解了石灰土的特有工程性能,从而可为工程设计提供可靠的参考依据。     

磷石膏不同预处理方法的效果比较

通过对比磷石膏最具代表性的3种预处理方法——水洗法、石灰中和法和煅烧法的预处理效果,经过3种预处理方式处理的磷石膏都满足建材制品使用要求,其中石灰中和对去除磷石膏中可溶性磷(P2O5)效果较好;煅烧法对去除磷石膏中可溶性氟(F)的效果较好,相比之下石灰中和法更加经济和适用。     

改良磷石膏的路用性能

对改良磷石膏进行了击实试验、无侧限抗压强度试验和加州承栽比试验.然后通过离心机模拟了不同压实度和填土高度的路基(某方案改良的磷石膏作为路基填料)的沉降情况,并通过室内压缩试验结合分层总和法计算路基顶面的最终沉降.最后得出满足路基强度要求的改良磷石膏最佳配合比为:半水石膏占风干磷石膏质量10％,液黏剂占风干磷石膏质量0....     

磷建筑石膏浆料的流变性能

采用Brookfield RST-SST软固体流变仪研究了集料类型、掺量及混合料颗粒堆积状态对磷建筑石膏浆料流变行为的影响,并采用Herschel-Bulkley流变模型对测试结果进行了拟合.结果表明:浆料流变曲线中存在1个拐点,拐点两侧浆料剪切增稠的程度不同.集料类型对浆料流变参数的影响不明显.磷建筑石膏和集料混合料中颗粒堆积状态对浆料的流变参数影响很大,同时屈服应力较临界剪切速率和流变指数更易受到颗粒堆积状态的影响.当集料掺量(质量分数,下同)为5%~10%时,浆料的流变参数大于磷建筑石膏净浆的流变参数;当集料掺量为10%~40%时,浆料的流变参数小于磷建筑石膏净浆的流变参数.     

磷石膏预处理工艺研究

经济、有效的预处理是磷石膏建材资源化的关键。系统研究了水洗、石灰中和、球磨、浮选、筛分以及煅烧等预处理工艺,分析了不同预处理工艺的效果,存在的问题及其可行性。提出了磷石膏建材资源化的预处理原则。磷石膏年利用量超过１０万吨,推荐采用水洗工艺,否则拟采用石灰中和球磨工艺。     

磷石膏对硅酸盐水泥性能和水化的影响

利用XRD、SEM、结合水量及水化热测定等方法,分析了磷石膏的组分与结构,研究了磷石膏对硅酸盐水泥的物理性能和水化过程的影响,进而探讨了磷石膏中的磷和氟对水泥单矿物C3S的水化作用机理。     

过硫磷石膏矿渣水泥制品养护制度研究

研究了过硫磷石膏矿渣水泥制备制品的不同养护温度、养护时间、静停时间等对水泥制品性能的影响。深入探讨了过硫磷石膏矿渣水泥制品适宜的养护制度,并对养护制度与水泥水化过程、水化产物形成及微观结构发展等的关系及其对过硫磷石膏矿渣水泥制品性能的影响机理进行了探讨。结果表明,过硫磷石膏矿渣水泥的最佳养护制度为:静停2d后,在40℃温度下养护16h。随着养护温度提高,水泥水化速度加快,早期强度增加但后期强度降低,当养护温度达到80℃时,由于不能形成水化产物钙矾石,强度明显降低。     

化学预处理对磷石膏基复合胶凝材料性能的影响

研究了不同液固比和不同溶液浓度的化学预处理方式对磷石膏pH值、残余磷含量、磷石膏基复合胶凝材料凝结时间和力学性能的影响,进一步分析了预处理方式对磷石膏基复合胶凝材料水化产物物相组成及微观形貌的影响.结果表明:磷石膏的pH值与预处理溶液的液固比呈二次函数递增关系,与溶液浓度呈线性函数递增关系;溶液液固比的增加能降低残余磷含量,但溶液浓度的增加会抑制磷的去除;碱溶液预处理通过增加磷石膏的pH值来产生促凝效应,去离子水或自来水预处理通过减少残余磷含量来减弱缓凝效应;预处理能促进水化反应的进行,加速早期钙矾石的生成,缩短凝结时间,提高早期强度.     

内蒙古好鲁库地区硅藻土物理力学性质研究

硅藻土结构性显著,是非常罕见的特殊性岩土,通过室内含水率、侧限压缩、直接剪切等试验,对比分析了内蒙古某高速公路不同埋置深度硅藻土的基本物理性质,研究了压缩特性,探讨了硅藻土抗剪强度参数与埋置深度的相关性。结果表明,硅藻土质地轻、孔隙比大、有机质含量高,虽然在天然状态下硅藻土多为半固态或固态,但具有极高的含水率;e-p曲线可根据孔隙比随竖向荷载减小速率的变化分为2个阶段,对应E_s-p曲线压缩模量基本平稳和显著提升两阶段,好鲁库地区硅藻土E_s-p曲线上难以找到明显的结构屈服应力;在不高于1 600 kPa的荷载条件下压缩变形稳定后,好鲁库地区硅藻土还具有大孔隙比和较小的压缩模量,可能产生可观的后期变形;抗剪强度参数与深度线性相关性不显著,确定抗剪强度参数标准值可以不考虑参数与深度的相关性。