高掺量磷石膏道路基层材料配比设计及性能研究

按传统矿质混合料设计掺磷石膏道路基层材料难以大规模消纳磷石膏,为实现磷石膏在道路基层材料中大规模利用,通过骨料替代法进行高掺量磷石膏道路基层材料配比设计,确定适宜的碎石比(5～10 mm粒级与10～25 mm粒级质量比39∶61)后以不同掺量替代磷石膏基胶凝材料体系,再击实然后得出最佳含水率及最大干密度。通过对设计好的配比进行性能试验筛选,得出适宜配比为P85S60,养护28 d的试件抗压强度最大达5.39 MPa,体积变化率较低,且养护7 d后试件的体积增长稳定,体积变化率最终维持在0.5%左右,有利于现场道路施工应用。所有配比浸出氟、磷均满足《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级限值,相较于常规水泥稳定碎石材料,该道路基层材料浸出液的酸碱性不会额外增加不利影响。通过XRD和SEM分析可知,胶凝材料水化产生的钙矾石和水化硅酸钙包裹在未反应的二水石膏周围,另外针棒状钙矾石和水化硅酸钙填充微小孔隙,使得试件整体结构密实、强度增加、体积稳定性增强。     

磷石膏基胶结材固结原状磷石膏充填性能研究

以水泥和磷石膏基胶结材分别作为胶凝材料，以原状磷石膏为骨料，研究不同胶砂比和质量分数下材料的流动度、泌水率、浸出特性和抗压强度，确定磷石膏基水硬性胶结充填材料最优配比，并通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析充填材料硬化机理。结果表明，最优配比下磷石膏基胶结材充填材料28 d抗压强度是水泥固结充填材料的1.1倍；磷石膏基胶结材28 d浸出液中氟质量浓度为4.8 mg/L，满足GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级排放标准；磷质量浓度28 d时为0.04 mg/L，满足GB 3838-2002《地表水质量标准》Ⅱ类水质标准；磷石膏基胶结材充填体浸出液pH为9.8，远低于水泥固化充填体浸出液的pH。研究结果为磷石膏在矿井充填中应用提供了技术支撑。