复合改磷石膏做水泥调凝剂的研究

磷石膏是磷酸盐复肥工业或某些合成洗涤剂产业的副产品，主要成分CaSO4·2H2O的含量高于天然石膏。本文首先比较了磷石膏和天然石膏对水泥性能的影响。研究发现磷石膏比天然石膏配制的水泥凝结时间延长，其原因为磷石膏中含有可溶磷。本文根据材料科学原理和方法，提出用石灰—粉煤灰—磷石膏复合改性、活化的技术设想，该方案比传统的水洗磷石膏、石灰中和方案更有效。 研究以掺天然石膏水泥为标准，以不同产地磷石膏的水泥为空白样，考察石灰、粉煤灰复合改性后的磷石膏（以下简称复合改性磷石膏）的最优配方，及其配制的水泥的凝结时间、强度及熟料用量；用氟离子选择电极及ICP法（电感耦合等离子体法）测试磷石膏及复合改性磷石膏中可溶氟、可溶磷及总磷的含量；辅以SEM等微观测试手段，研究了复合改性磷石膏中粉煤灰到的活化程度；并由非接触式电阻率法研究以HPO42-形式存在的可溶磷、石灰对水泥早期水化的影响。 研究结果表明：磷石膏中含有总磷、可溶磷及可溶氟等杂质。其中总磷、可溶磷延长水泥凝结时间，可溶氟对水泥凝结时间影响较小。绝大部分磷石膏不适宜直接作水泥调凝剂，必须经过改性处理。利用石灰、粉煤灰改性磷石膏的最优配比为“石灰∶粉煤灰∶磷石膏=5∶30∶65”，其配制的水泥与其他配方相比，凝结时间掺天然石膏的水泥基本一致，强度高于后者，并减少了熟料使用量。 通过粉煤灰的活化程度对复合改性磷石膏作为调凝剂的影响研究发现：养护时间增加、磨细或选用品质较高的粉煤灰、添加激活剂都可以提高粉煤灰的活化程度，增加复合改性磷石膏的强度，但是对水泥的物理性能影响较小。水泥早期水化电阻率的研究发现，可溶磷使得水泥早期的电阻率降低，水化进程推迟；并且可溶磷含量越大，电阻率各曲线代表性拐点出现时间越晚，水化亦越慢；单独添加石灰对水泥早期水化影响较小；当用石灰中和可溶磷后可消除可溶磷的有害影响。