磷渣對水泥水化及強(qiáng)度的影響研究.pdf

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1、第43卷第23期人民長江V01．43．No．232012年12月2012YangtzeRiverDec．，文章編號(hào)：1001—4179(2012)23—0088—04磷渣對水泥水化及強(qiáng)度的影響研究李明霞1’2，楊華全1’2，李響1’2(1．長江科學(xué)院材料與結(jié)構(gòu)研究所，湖北武漢430010；2．水利部水工程安全與病害防治工程技術(shù)研究中心，湖北武漢430010)摘要：為合理利用磷渣作為大體積混凝土摻合料，采用差示掃描熱量分析、電鏡掃描、孔結(jié)構(gòu)分析等一系列微觀手段研究了磷渣細(xì)度及摻量對磷渣水泥漿水化程度、水化熱和力學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，摻磷渣

2、的水泥石孔隙明顯減少，結(jié)構(gòu)密實(shí)；漿體中的Ca(OH)：量隨齡期的增長而增加并隨磷渣摻量的增加而降低；水化熱隨磷渣摻量的增加而降低，磷渣比表面積越大，水化放熱越多；磷渣細(xì)度對膠砂早期強(qiáng)度影響較大，對后期強(qiáng)度影響不明顯。關(guān)鍵詞：磷渣；細(xì)度；差示掃描；電鏡掃描；孔結(jié)構(gòu)測試；水泥中圖法分類號(hào)：TV42．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A磷渣是用電爐法生產(chǎn)黃磷時(shí)所產(chǎn)生的一種低熔表1水泥的物理力學(xué)性能點(diǎn)、具有潛在活性的工業(yè)廢渣，其主要化學(xué)成分是寺備比表面積／密度／稠度／㈣／(h：min)抗壓抗折為孫(m2．kg-1)(kg．m一3)％初凝終凝醒／MPa強(qiáng)度／MPaCaO，

3、SiO，，AI：0，，P：0；等。由于我國對黃磷的需求量42．5中熱硅酸鹽水泥31725．01：464：5453694很大，每年都有大量的磷渣堆積，不僅占用土地，其有一國標(biāo)指標(biāo)，>250≥l：00≤12：00／>42．5≥6．5害物質(zhì)還能隨雨水滲到地下，污染地下水，所以提高磷渣資源的利用率勢在必行。隨著我國水利事業(yè)的不斷1．2磷渣發(fā)展，磷渣作為摻合料被用于大體積混凝土中，不僅可試驗(yàn)用的磷渣是貴州甕福黃磷廠生產(chǎn)黃磷的工業(yè)解決土地占用問題、減少環(huán)境污染，還降低了水泥用廢渣，并進(jìn)行加工磨細(xì)，得到比表面積為250，350，450量、節(jié)約能源。很多學(xué)者

4、對摻磷渣混凝土的力學(xué)性能m2／kg的磷渣粉。其中SiO：占35．44％，F(xiàn)e：0，占和耐久性進(jìn)行了研究，但對其水化及微觀結(jié)構(gòu)研究較0．96％，A1203占4．03％，CaO占47．68％，MgO占少。本文通過各項(xiàng)微觀實(shí)驗(yàn)，研究分析了不同細(xì)度、摻3．36％，物理化學(xué)檢驗(yàn)結(jié)果見表2。量的磷渣的水化程度，及其對水泥漿體水化熱及強(qiáng)度表2磷渣物理化學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果的影響，為以后的磷渣利用提供參考。1試驗(yàn)原材料和方法1．1水泥試驗(yàn)采用貴州江電葛洲壩水泥廠生產(chǎn)的42．5中熱硅酸鹽水泥，水泥的物理力學(xué)性能檢測結(jié)果見表1。1．3試驗(yàn)方法從水泥性能檢測結(jié)果來看，試

5、驗(yàn)用的水泥基本性能指根據(jù)GB／T17671—1999，用比表面積為250，350，標(biāo)均符合國標(biāo)GB200—2003對中熱硅酸鹽水泥的有450m2／kg的磷渣，分別按O％，30％，50％等量取代水關(guān)規(guī)定。泥拌制凈漿。試件尺寸為4em×4emx16em，帶模養(yǎng)收稿日期：2012—06—10基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(51139001)；水利部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)資金項(xiàng)目(200901066)作者簡介：李明霞，女，碩士研究生，主要從事混凝土材料研究。E—mail：limingxia一1986@163．eom第23期李明霞，等：磷渣對水泥水化及

6、強(qiáng)度的影響研究89護(hù)24h拆模后。在20。C水中養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后，根據(jù)—s—H凝膠較致密，在水化產(chǎn)物中可以發(fā)現(xiàn)較多呈板國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能、水化熱測試、差示掃描熱狀堆積的Ca(OH)：晶體，孔隙明顯減少。水化90d量分析、掃描電鏡、孔結(jié)構(gòu)分析等。時(shí)，水化產(chǎn)物數(shù)量明顯增多，孔隙較少。2試驗(yàn)結(jié)果分析2．1磷渣的水化分析摻加磷渣的水泥加水后，水泥熟料礦物首先發(fā)生水化，生成的Ca(OH)：成為磷渣的堿性激發(fā)劑，使水泥的水化產(chǎn)物與磷渣發(fā)生反應(yīng)，生成新的水化產(chǎn)物。又因?yàn)槭嗟拇嬖?，還會(huì)有水化硫鋁(鐵)酸鈣、水化硅鋁酸鈣c：ASH。等存在¨。。2．1．

7、1差示掃描熱量分析(a)×6000倍(摻30％磷渣，比表面積350m2／kg)對不同細(xì)度、摻量的磷渣進(jìn)行差示掃描熱量分析，并與純水泥凈漿試件進(jìn)行對比，結(jié)果見表3。表3差示掃描熱量試驗(yàn)結(jié)果編膠凝材料用量／％磷渣比表面積／結(jié)合水量／％Ca(OH)2／％號(hào)水泥磷渣(m2·kg’1)7d28d90d7d28d90dLl1000—8．389．6811．489．8llO．5516．7lL2703035012．3311．8l11．949．119．3415．13L350503506．388．4212．095．3210．4211．6lL470302509．99

8、10．7011．4210．3012．1216．03(b)×5000倍(摻30％磷渣，比表面積2fiom2／kg)L5703045012．70lI．9412．3l9．