磷石膏在膨胀硅酸盐水泥中的应用

0 引言 磷石膏是化工厂生产磷铵的副产品,每生产1万t磷铵约排出3万t磷石膏。目前,全国磷石膏的年排放量约200万t。这不仅占用大量良田,且因其含有残余的酸渣及氟、磷等有害物质,对生态环境危害很大。因此,利用磷石膏来生产特种水泥,其技术     

利用磷石膏生产水泥缓凝剂

我国工业副产品磷石膏每年约1500万t,大量堆存,利用率低,作为水泥缓凝剂,需除去磷石膏中有害杂质,根据磷石膏水洗加石灰处理后,其煅烧产物具有胶凝性的特点,将其加工,制成球状(5～25mm)水泥缓凝剂,实现了50%替代天然石膏生产出合格水泥。     

改性磷石膏对石膏矿渣水泥水化过程的影响研究

采用质量分数为5％～25％的改性磷石膏、15％的硅酸盐水泥熟料、60％～80％的矿渣混合磨细制成石膏矿渣水泥,研究了改性磷石膏掺量对石膏矿渣水泥浆体的抗压强度、水化热、孔溶液pH值及水化产物的影响情况.结果表明,掺入改性磷石膏使得石膏矿渣水泥的3 d、7 d抗压强度降低,其掺量为10％、15％时,水泥的28 d、90 d抗压强度超过普通硅酸盐水泥.在3 d至90 d龄期内,水泥孔溶液pH值随龄期增长而逐渐增大.在相同龄期时,随着改性磷石膏掺量的增大,水泥孔溶液pH值减小,水化放热峰出现时间延缓.微观分析表明,掺入改性磷石膏后,28 d龄期时的水泥水化产物主要为钙矾石和C-S-H凝胶,水化产物的生成量在改性磷石膏掺量为15％时最多.     

利用磷石膏制备硬石膏水泥的研究

磷石膏是一种CaSO_4·2H_2O含量很高的细粉,含有P_2O_5和F等杂质,通过洗涤和化学处理都不能完全清除这些杂质.对磷石膏进行高温煅烧,形成硬石膏,将杂质转化成为惰性物质,降低了杂质的危害.试验中比较了煅烧前后杂质含量变化情况,研究了不同激发剂对煅烧后硬石膏产物硬石膏水泥凝结和硬化的影响,以及反应过程中水化作用和结合水之间的关系.通过SEM和XRD分析了硬石膏水泥的微观形成机制.     

磷石膏作水泥调凝剂的探讨

1磷石膏的性能,磷石膏主要化学成分与天然石膏相似，但含有少量磷、氟、有机物等物质，对水泥凝结、强度等有不利影响。原因主要是磷石膏可溶性磷和氟等组分能够延缓C4、C2S等矿物早期水化速率。磷石膏与石膏的化学成分见表1，其对水泥性能的影响结果见表2，由表2可见，需要对磷石膏改质。     

磷石膏改性硫碱复合激发矿渣水泥实验研究

碱激发水泥由于与硅酸盐水泥相比具有很低的碳排放而被日益重视,但容易开裂是碱激发水泥的固有缺陷之一.试验采用磷石膏对硫碱复合激发矿渣水泥的强度、凝结时间、收缩率和开裂情况以及水化物组成与结构进行了改性研究;观察了这种碱激发水泥的水化产物的形貌和组成,并探讨这种水泥水化过程和体积稳定性.研究表明:该水泥初凝时间为190min,终凝时间为287min,凝结时间和一般的通用水泥相当;强度达到42.5级,抗裂性有大幅度的改善,钙矾石的骨架作用是其抗裂性改善的原因.     

磷石膏低碱度水泥及其水化特性

本文对磷石膏低碱度水泥的研究、生产、水泥性能及其水化产物、水泥石显微结构及由此获得的早强性、低碱性、微膨胀性等机理作了简明阐述     

磷石膏水泥缓凝剂的研究

用工业生产废物磷石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂,需解决磷石膏中可溶性磷对水泥的超缓凝作用和磷石膏的高含水造成喂料困难、易堵的问题。介绍将磷石膏制备成50 mm×50 mm固化体的两种方法,并对制备的两种固化磷石膏与天然石膏、原状磷石膏等进行水泥的物理力学性能测试,结果表明:固化磷石膏磨制的水泥凝结时间与天然石膏很接近;固化磷石膏养生6天浸水24 h后有2.0 M Pa强度,表明有足够的水稳性,保证了喂料和计量的稳定。     

用磷石膏制备贝利特-硫铝酸盐水泥

本文尝试用云南当地不同企业产生磷石膏替代天然石膏作为原料,烧制贝利特-硫铝酸盐水泥.研究结果表明:在烧成温度为1250℃,保温时间为150 min,外掺石膏量为12％的条件下,可以烧制得到初凝时间约30 min,终凝时间约60 min,28 d抗压强度在49 MPa左右的贝利特-硫铝酸盐水泥.用磷石膏烧制成的贝利特硫铝酸盐水泥与用普通石膏烧制的贝利特硫铝酸盐水泥性质几乎相同,甚至在强度发展上还要优于后者.用未经水洗处理磷石膏烧制水泥的凝结时间比用经水洗处理过磷石膏烧制的贝利特-硫铝酸盐水泥凝结时间都要短.     

磷建筑石膏对超硫酸盐水泥水化的影响

本文采用不同掺量的磷建筑石膏(CPG)、粒化高炉矿渣和熟石灰制备超硫酸盐水泥(SSC),通过测试水泥浆体的水化热、电阻率、化学收缩、水化产物、孔溶液pH值和抗压强度的变化规律,研究了CPG掺量对SSC水化性能的影响规律。结果表明：当CPG掺量从0%(质量分数,下同)增大到20%时,水泥浆体的第三放热峰出现时间延迟,3 d放热量与14 d化学收缩均增大,3 d电阻率减小,28 d孔溶液pH值从11.95减小到10.80;掺入CPG会促进钙矾石的生成;当CPG掺量为10%时,试件的28 d抗压强度最大,达到23.8 MPa。     

纤维素醚对不同水泥和单矿水化热的影响

本文通过等温量热试验,比较了纤维素醚对普通硅酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、硅酸三钙和铝酸三钙72 h内水化热的影响.结果表明:纤维素醚能够明显降低普通硅酸盐水泥和硅酸三钙的水化放热速度,且对硅酸三钙水化放热速度的降低效果更显著;纤维素醚降低硫铝酸盐水泥水化放热速度的效果非常弱,对铝酸三钙水化放热速度有微弱的提高作用.纤维素醚会被一些水化产物吸附,从而延缓水化产物的结晶,进而影响了水泥和单矿的水化放热速度.     

Hydration Characteristics of Portland Cement after Heat Curing: I, Degree of Hydration of the Anhydrous Cement Phases

The degree of hydration of the four major anhydrous cement phases in three U.K. portland cement mortars has been observed during the period of water storage at room temperature after an initial short-term heat cure. Such a heat cure at 85° or 100°C for 12 h generally accelerated the initial hydration of the four major anhydrous minerals in portland cement. Subsequent retardation of the degree of hydration of the alite, tricalcium aluminate, and ferrite phases was observed when these heat-cured mortars were stored at ambient temperature. General similarity but some differences in hydration behavior were observed between the three cements. The hydration of belite in the heat-cured mortars during storage at room temperature produced porous inner products that favored deposition of ettringite and reduced the risk of expansive ettringite formation. The substantial retardation in hydration of the aluminate-bearing phases, especially the ferrite phase, during the storage at room temperature raised the overall SO₃/Al₂O₃ ratio of the cement hydrates formed, bringing about a potential for ettringite formation and hence the risk of expansion through delayed ettringite formation.     

Hydration of calcium sulphate hemihydrate in the presence of phosphoric acid and calcium oxide: III. Phosphogypsum

The kinetics of hydration and physical properties of plaster slurries and cast gypsums of three calcined industrial phosphogypsums containing 0.09, 0.38 and 0.73% ‘soluble’ P₂O₅, respectively, were investigated. The materials were neutralised with lime as in industry, and the lime addition was expressed in terms of CaO/P₂O₅ wt ratio from 0 to 5. It was found that the presence of 0.09% P₂O₅ had relatively little effect on the kinetics of hydration and physical properties of calcined phosphogypsum. However, with the material containing 0.38% P₂O₅ the rate of hydration of the slurry was severely retarded within the CaO/P₂O₅ wt ratio range of 1 to 2; the setting time increased, the strength was reduced, and all the other physical properties of the slurries and cast gypsums were greatly affected. Similar findings were observed with the material containing 0.73% P₂O₅, except that these changes took place within the higher and broader weight ratio range of 1.5 to 3.5 CaO/P₂O₅. The practical implications of these findings on the industrial conversion of phosphogypsums to good quality plaster of Paris and cast gypsum are discussed.     

纳米二氧化硅/磷酸钙复合骨水泥的力学强度和水化过程

在磷酸钙骨水泥（CPC）中添加纳米二氧化硅（nSiO2）获得了nSiO2/CPC复合骨水泥。利用维卡仪、万能压力试验机和热导式等温量热仪研究了nSiO2的添加量对nSiO2/CPC复合骨水泥的凝结时间、抗压强度和水化行为的影响,利用X射线衍射和扫描电子显微镜等技术研究添加的nSiO2对nSiO2/CPC复合骨水泥固化产物的相组成和断面形貌的影响。研究结果表明：nSiO2添加量为5%的nSiO2/CPC复合骨水泥凝结时间由16 min缩短到10 min,抗压强度由原来的（24 2）MPa增加到（33 4）MPa,提高了38%,但添加超过5%的nSiO2会影响水化产物磷灰石的生成从而使复合骨水泥的力学强度下降。在水化反应过程中,一方面nSiO2作为填料,吸附了固化液中的水导致CPC的实际固液比增大,减弱了CPC的水化进程,由于实际固化液下降也减少了水化产物的孔隙大小和数目;另一方面,nSiO2与水化产生的Ca（OH）2发生化学反应形成CSH凝胶,改善了nSiO2和CPC基体之间的界面结合。这两方面的作用结果使得添加适量的nSiO2可以提高nSiO2/CPC复合骨水泥的抗压强度,缩短其凝结时间。     

磷石膏部分分解制备贝利特硫铝酸盐水泥的探究

利用磷石膏分解率高的特点,将预先煅烧后分别达到73.82％和80.15％分解率的磷石膏与矾土和石灰石进行配料烧制贝利特硫铝酸盐熟料,探讨部分分解磷石膏用于制备贝利特硫铝酸盐水泥的可行性.理论计算结果表明,当磷石膏分解率达到80.15％,SO2可以达到有实用价值的收集浓度;试验结果表明,利用部分分解的磷石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥早期水化放热量偏低,硬度也略微低于天然石膏制备的贝利特硫铝酸盐水泥的硬度,但对早期强度无明显的不利影响.可以认为,部分分解磷石膏可以用于制备贝利特硫铝酸盐水泥.     

混合碱溶液对碱矿渣水泥水化性能影响研究

固定Na2O当量为4％,测试了不同混合碱溶液对碱矿渣水泥凝结时间的影响及抗压强度发展规律.其中,混合碱溶液由水玻璃、Na3PO4·12H2O及NaOH按规定比例两两混合而成.结合水化热分析了混合碱溶液在碱矿渣水泥中的水化过程.结果表明:Na3PO4·12H2O主要影响碱矿渣水泥凝结时间,在低掺量下,对碱矿渣水泥起缓凝作用;在高掺量下,引起碱矿渣水泥速凝,但浆体长时间不硬化.加入Na3PO4·12H2O后,水泥石早期强度低而后期强度较高.