磷渣对水泥水化及强度的影响研究.pdf

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1、第43卷第23期人民长江V01．43．No．232012年12月2012YangtzeRiverDec．，文章编号：1001—4179(2012)23—0088—04磷渣对水泥水化及强度的影响研究李明霞1’2，杨华全1’2，李响1’2(1．长江科学院材料与结构研究所，湖北武汉430010；2．水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心，湖北武汉430010)摘要：为合理利用磷渣作为大体积混凝土掺合料，采用差示扫描热量分析、电镜扫描、孔结构分析等一系列微观手段研究了磷渣细度及掺量对磷渣水泥浆水化程度、水化热和力学性能的影响。试验结果表明，掺磷渣

2、的水泥石孔隙明显减少，结构密实；浆体中的Ca(OH)：量随龄期的增长而增加并随磷渣掺量的增加而降低；水化热随磷渣掺量的增加而降低，磷渣比表面积越大，水化放热越多；磷渣细度对胶砂早期强度影响较大，对后期强度影响不明显。关键词：磷渣；细度；差示扫描；电镜扫描；孔结构测试；水泥中图法分类号：TV42．1文献标志码：A磷渣是用电炉法生产黄磷时所产生的一种低熔表1水泥的物理力学性能点、具有潜在活性的工业废渣，其主要化学成分是寺备比表面积／密度／稠度／㈣／(h：min)抗压抗折为孙(m2．kg-1)(kg．m一3)％初凝终凝醒／MPa强度／MPaCaO，

3、SiO，，AI：0，，P：0；等。由于我国对黄磷的需求量42．5中热硅酸盐水泥31725．01：464：5453694很大，每年都有大量的磷渣堆积，不仅占用土地，其有一国标指标，>250≥l：00≤12：00／>42．5≥6．5害物质还能随雨水渗到地下，污染地下水，所以提高磷渣资源的利用率势在必行。随着我国水利事业的不断1．2磷渣发展，磷渣作为掺合料被用于大体积混凝土中，不仅可试验用的磷渣是贵州瓮福黄磷厂生产黄磷的工业解决土地占用问题、减少环境污染，还降低了水泥用废渣，并进行加工磨细，得到比表面积为250，350，450量、节约能源。很多学者

4、对掺磷渣混凝土的力学性能m2／kg的磷渣粉。其中SiO：占35．44％，Fe：0，占和耐久性进行了研究，但对其水化及微观结构研究较0．96％，A1203占4．03％，CaO占47．68％，MgO占少。本文通过各项微观实验，研究分析了不同细度、掺3．36％，物理化学检验结果见表2。量的磷渣的水化程度，及其对水泥浆体水化热及强度表2磷渣物理化学性能检验结果的影响，为以后的磷渣利用提供参考。1试验原材料和方法1．1水泥试验采用贵州江电葛洲坝水泥厂生产的42．5中热硅酸盐水泥，水泥的物理力学性能检测结果见表1。1．3试验方法从水泥性能检测结果来看，试

5、验用的水泥基本性能指根据GB／T17671—1999，用比表面积为250，350，标均符合国标GB200—2003对中热硅酸盐水泥的有450m2／kg的磷渣，分别按O％，30％，50％等量取代水关规定。泥拌制净浆。试件尺寸为4em×4emx16em，带模养收稿日期：2012—06—10基金项目：国家自然科学基金重点项目(51139001)；水利部公益性行业科研专项资金项目(200901066)作者简介：李明霞，女，硕士研究生，主要从事混凝土材料研究。E—mail：limingxia一1986@163．eom第23期李明霞，等：磷渣对水泥水化及

6、强度的影响研究89护24h拆模后。在20。C水中养护至规定龄期后，根据—s—H凝胶较致密，在水化产物中可以发现较多呈板国家有关标准进行力学性能、水化热测试、差示扫描热状堆积的Ca(OH)：晶体，孔隙明显减少。水化90d量分析、扫描电镜、孔结构分析等。时，水化产物数量明显增多，孔隙较少。2试验结果分析2．1磷渣的水化分析掺加磷渣的水泥加水后，水泥熟料矿物首先发生水化，生成的Ca(OH)：成为磷渣的碱性激发剂，使水泥的水化产物与磷渣发生反应，生成新的水化产物。又因为石膏的存在，还会有水化硫铝(铁)酸钙、水化硅铝酸钙c：ASH。等存在¨。。2．1．

7、1差示扫描热量分析(a)×6000倍(掺30％磷渣，比表面积350m2／kg)对不同细度、掺量的磷渣进行差示扫描热量分析，并与纯水泥净浆试件进行对比，结果见表3。表3差示扫描热量试验结果编胶凝材料用量／％磷渣比表面积／结合水量／％Ca(OH)2／％号水泥磷渣(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(掺30％磷渣，比表面积2fiom2／kg)L5703045012．70lI．9412．3l9．