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新式士,等:磷渣水泥水化产物研究
设计研究
中图分类号:TQ172文献标识码:B文章编号:1007-0389(2010)04-25-03
磷渣水泥水化产物研究
靳武士',刘来宝
(1.四川利森建材集团有限公司,四川德阳618400;2.西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010)
摘要:结合XRD、,SEM等微观测试手段,从磷渣粉廛特性出发,实验研究了磷渣细度、渣掺量等因素对中热硅酸盐水泥凝
结硬化性能及水化产物的影响,测定了磷渣水泥胶砂的力学性能,并分析了其变化规律。
关键词:渣;水泥;凝结硬化;水化产物;力学性能
Study on the hydration product of phosphorous slag cement
Jin Wushi, Liu Laibao(1. Sichuan Lisen Group Co, Ltd, Sichuan, Deyang 6184 0)
Abstract: By XRD and SEM testing method, based on phosphorous slag ining characterstic, the luence of fineness and adding
rate of phosphorous slag on the setting and hardening per ommance of moderate heat portland cement was studied in the experiement,
and the mechanical performance of phosphorous slag cement mortar was tested and the change law was also analysed
Key words: phosphorous slag cement; cement; seting and hardin h ration product; mechanical performance
0前言
1实验
磷渣是电热法生产黄磷时排放出的一种具有潜1.1实验原料
在活性的低熔点废渣。近年来,随着我国黄磷生产
试验所用水泥为拉法基瑞安双马公司生产的中
工业的迅速发展,磷渣的排放量呈逐年递増之势。热硅酸盐水泥(PMH42.5)。磷渣来自四用攀枝花礬
由于磷渣中含AlO2较少,而含磷和氟等相对较多,治炼磷厂,二者的化学成分如表1所示。磷渣SEM
使得其活性比粒化矿渣低,且当其掺量较大时,会导分析和XRD图谱分别如图1和图2所示。上述化
致水泥混凝士凝结缓慢,早期强度低,因而限制了磷学、矿物组成和颗粒形貌等方面的测试分析表明,磷
渣资源利用率的提高?。为此,本文研究了大掺量渣颗粒为不规则的无定形多孔结构,适宜于作为水
磷渣水泥的凝结硬化特性及力学性能,以利于解决泥混凝土辅助性胶凝材料。
磷渣资源综合利用的难题。
按CB/08-1994检测方法,测得磷渣和水泥的
表1原村料化学成分
名称Na-O)w(Mg0)o(A03)aSiO)0(P2Os)
( Fe2c
u(s0]
哗渣
0.38
2.34
1.93
0.3
45.98
0.12
中热水泥0.20
3.40
4.76
22.40
1.04
0.48
64.00
4.57
0.57
1一钙长石
2一磷灰石
3假硅灰石
4一枪晶石
102030405060708090
20/(°)
图1渣样品XRD日谱
图2磷渣样品SEM照片
水沁?氢型0年?
万方数据
设计研究
新武士,等:渣水泥水化产物研究
密度分别为2.91gm2和3.19g/cm。经粉磨筛分后凝时间随磷渣细度(比面积)的增加而明显提高
的磷渣比表面积见表2。
(GP2除外)但磷渣细度大于627.6m/kg时,这一规
表2混合磷渣粉体比表面积
律不存在。
磷渣粉体样编号GP1CP2CP3CP、CP
(2)与对比样中热水泥比,磷渣水泥样中初凝
)43055137621671618149时间最长增加了16h24min(CP.样),终凝时间最
大增加了22h57min(GP3样)。
2实验方法
(3)加入同一细度的磷渣,随磷渣掺量增加,水
将表2中的磷渣粉体等质量取代中热水泥(取泥的初凝和终凝的时间明显增长。
代量分别为:0,20%,40%和60%)制成磷渣中热硅酸
(4)所有磷渣水泥样(包括磷渣掺量达60%的
盐水泥体系(以下简称磷渣水泥),并按GB/水泥样),其安定性试验结果均合格。
T1346-2001测定其标准稠度需水量、凝结时间和安
定性,结果见表3。根据CB/T671-1999制备磷渣水
6
泥体系胶砂试块,测试其力学性能,同时将其净浆试
467
块放在标准条件下养护,到相应龄期进行XRD分
析。其中,2d,28d的部分试样的XRD图见图3,4。
6
中热水泥
亵3隣渣水泥的凝结时间与安定性
试样编号磷渣嘩渣掺初凝
终凝
代号量/% h min h min
中热水泥
0
GP
GPI
01020304050607080
P
GPI
14051613
2/(°)
GPI
18582550
I-ca. Si0.
5-ca2si0,0.05 Ca- (PO)
2-ca7si02
GP2
20
9181111
3-ca Si(O, OH, F), 5 H: 0 7-casi: 0, 2H,O
GP2
GP2
401517175
Casal (s0,),(OH) 226H20
GP2.0GP2601833263
图3水化磷渣水泥的XRD谱(7d
GP3
1191259
GP3
13501736
GP, s0
GP36018442653
CP24,0
GP4
9161154
CP.40
GP4
13041736
GP4
018152511
MMwa中热水泥
88
GP3.0
6131040
5261810
856
GPS, co
GP5
6018052418
wGP3,④
2结果讨论
01020304050607080
2/(°)
2.1磷渣水泥的凝结硬化
根据表3可知:
1-ca-sio
6-cas Sis(OOH, F),15H]0
2-cas Sios
7-ca4al2(S0) (OH)226H:0
(1)加入不同细度但相同摻量的磷渣,当磷渣3- Ca2 0(PO)
8ca(OH)]
细度小于627.6m/kg时(CP.c和GP2),水泥的初终
4-ca Si0,10.05 Ca (PO 9-CA2SI013H20
5CaSi10312H20
图4水化磷渣水泥的XRD图谱(2