原状磷石膏基复合胶结材的力学性能研究

基于原状磷石膏的性能组成特点,开展了原状磷石膏基复合胶结材力学性能的研究。结果表明,大量粉煤灰的掺入不利于石膏胶结材强度的发展;增大矿渣掺量有助于石膏胶结材强度的提高,但存在一个最佳掺量;Na₂SO₄激发剂的掺量不宜太大,一般应小于1%;萘系减水剂的加入对胶结材强度的影响不显著。本试验中复合胶结材的最佳组成配比为55%磷石膏、10%粉煤灰、25%矿渣、7%的水泥熟料、2%Ca(OH)₂和1%Na₂SO₄,此时28d抗压强度达到10.4MPa,抗折强度达到2.6MPa。此磷石膏基复合胶结材可用于制备墙砖、小型空心砌块及建筑隔墙用轻质条板等。     

磷石膏复合材料制备和性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣改性磷石膏(PG)制备磷石膏基胶凝材料(PGS),然后研究掺入钢渣和粉煤灰制备磷石膏复合材料的性能情况。结果表明:当激发剂掺量在3%时,在20℃(湿度大于70%)养护下PGS固化体28d的抗压强度和抗折强度(41.9MPa和7.1MPa)分别较未掺激发剂的提高了47.3%和42.3%,28d软化系数为0.94;当钢渣比例在1:1时,磷石膏砂浆性能最佳,28d抗压强度和抗折强度分别为57.1MPa和4.8MPa;粉煤灰掺量在20%时,磷石膏砂浆抗压强度和抗折强度分别为22.1MPa和3.4MPa,吸水率和软化系数分别为4.9%和0.94,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.5%、4.5%和4.3%。     

免煅烧磷石膏砖的制备与性能研究

在激发剂的作用下,利用矿渣、磷石膏(PG)和水泥混合制备磷石膏基胶凝材料(PGS),研究以镍渣为细骨料和粉煤灰掺量对PGS性能的影响。结果表明:当激发剂掺量为3%时,PGS固化体28 d抗压和抗折强度分别较未掺激发剂的提高了89.6%和73.2%,软化系数为0.94;在m(PGS)∶m(镍渣)=1∶1时,PGS固化体的28 d抗压和抗折强度分别为48.8 MPa和3.7 MPa,吸水率和软化系数分别3.1%和0.96;免煅烧磷石膏砖在不同养护制度下稳定性较好,当粉煤灰掺量在30%时,磷石膏砖28 d的抗压和抗折强度分别较未掺粉煤灰的降低48.6%和29.7%,吸水率和软化系数分别为8.7%和0.86,质量损失率、抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为1.6%、6.3%和5.0%。     

大掺量磷石膏用于路基填料的性能试验研究

为探索磷石膏大掺量、规模化、资源化利用路径,分别以自制固化剂和水泥为胶凝材制备大掺量磷石膏路基填料,开展大掺量磷石膏混合料的击实试验、无侧限抗压强度试验及疏水改性试验,分析大掺量磷石膏与自制固化剂和水泥的适配性、击实特性、强度特性、耐水性能。结果表明,采用水泥或自制固化剂改性磷石膏击实曲线呈单峰变化趋势,且含水率偏低时对大掺量磷石膏混合料的干密度影响较小;相同配比时,固化剂体系大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度是水泥体系的1.5倍以上,磷尾砂与自制固化剂的适配性优于黏土,且配比为90%磷石膏+10%固化剂的大掺量磷石膏混合料7d无侧限抗压强度度达3.4MPa,经疏水改性后强度提升至4.2MPa,疏水剂与自制固化剂的复配较好地改善了磷石膏自身亲水特性,提升了其水稳性能。     

磷石膏改性生土材料试验研究

磷石膏是生产磷酸的工业副产品,文中采用磷石膏与粉煤灰、石灰及水泥对生土材料进行改性试验,通过浇筑成型制备试块。分别探究了单掺、双掺及复掺情况下对不同龄期试件的无侧限抗压强度的影响。结果表明:单掺水泥时,改性生土材料强度随掺量的增加而提高;复掺10%水泥,5%磷石膏时,改性生土材料抗压强度达到4.21MPa;复掺10%水泥,5%磷石膏,20%粉煤灰和5%石灰时,改性生土材料强度达到4.50MPa。磷石膏,粉煤灰和石灰的掺入能使得生土材料的抗压强度增大,经济效益提高。     

大掺量磷石膏泡沫轻质土的制备

为推动固废在泡沫轻质土中的应用,以水泥、矿粉、磷石膏为原料制备大掺量磷石膏泡沫轻质土,研究磷石膏掺量对泡沫轻质土流动性能、力学性能、抗冻性能与耐水性能的影响。试验结果表明：随着磷石膏掺量增加,泡沫轻质土的流动性能、力学性能和抗冻性能逐渐下降,耐水性能先上升后下降。考虑到经济效益,磷石膏的最佳掺量为50%,此时泡沫轻质土28 d抗压强度与抗折强度分别为2.29、0.95 MPa,水软化系数为0.88,冻融循环后质量损失率和抗压强度损失率分别为1.52%、24%。     

建筑磷石膏腻子的配制及性能

通过对凝结时间、粘结强度、耐水性、施工性等性能的测试,研究了建筑磷石膏颗粒级配、外加剂和填料对建筑磷石膏性能的影响,明确了建筑磷石膏基腻子材料的合理级配、外加剂种类及掺量.结果表明,羟丙基甲基纤维素对建筑磷石膏腻子的粘结性和保水性影响最为显著,其掺量不宜大于0.1%;磷石膏的合理级配能明显提高腻子的保水、刮涂性能;僧水剂掺量和滑石粉取代量分别以0.05%、15%为宜:配制的磷石膏腻子的干粘结强度为0.63 MPa,保水率达到97%,表干时间85 min,耐水性、施工性、耐碱性及打磨性等均合格.     

用磷建筑石膏制备抹面砂浆试验研究

磷建筑石膏是磷石膏脱水制得以β-半水石膏(β-HH)为主要成分的产物。用磷建筑石膏(β-HH)来制备抹面砂浆,不仅可以间接性提高磷石膏资源化利用率,而且节约成本。本文通过正交试验得到了磷建筑石膏为主的复合胶凝体系,并且研究了缓凝剂对该抹面石膏的凝结时间和强度的影响,最后对所得到抹面砂浆的性能进行了测试。结果表明:该复合胶凝体系最优配合比为86%磷建筑石膏、6%水泥、3%生石灰、5%粉煤灰,标准稠度为0.62。在掺0.14%柠檬酸钠和1∶1的灰砂比情况下,获得抹面砂浆的28d强度可达到14.8MPa。     

用脱硫石膏配制嵌缝石膏的研究

研究了用脱硫石膏完全替代天然石膏制备嵌缝石膏,并解决嵌缝石膏薄批掉粉、表面强度低等质量通病。试验结果表明,当保水剂掺量为0.3%、可再分散乳胶粉掺量为1.2%、白水泥掺量为4%时,嵌缝石膏的抗压强度为18.0 MPa,抗拉强度为0.70 MPa、无裂缝、应用性能良好,综合性价比高。     

不同水泥基外掺剂固化广州南沙有机质软土的对比试验研究

以含5%腐殖酸的南沙重塑软土为研究对象,在水泥掺量为15%的基础上,分别添加石膏、矿渣、氢氧化钠、硫酸钠和萘系高效减水剂五种外掺剂,通过无侧限抗压强度试验和扫描电镜(SEM)分别研究不同外掺剂作用下固化软土强度特性及微观结构特征。试验结果表明:在水泥掺量为15%的基础上,固化效果最好的是外掺5%的石膏,其28 d强度达到0. 8 MPa,相比单掺水泥提高了2. 58倍,随后依次分别是外掺3%硫酸钠、0. 8%氢氧化钠、6%矿渣、1. 5%减水剂。SEM试验结果显示:在水泥基中掺入外掺剂后,南沙水泥土的孔隙度减小,其中外掺石膏孔隙最少,胶结最均匀。不同外掺剂固化后的南沙有机质软土28 d强度均高于0. 4 MPa。