摘要：针对磷石膏占用大量耕地资源、易产生环境污染等问题,使用磷石膏、矿渣、粉煤灰、水泥等材料制备人造骨料推动磷石膏资源化利用。通过正交设计得到最佳配比:9%(质量分数,下同)矿渣粉,10%粉煤灰,5.5%水泥,75.5%磷石膏,并通过压制制备人造骨料。人造骨料28 d筒压强度最高可达7.2 MPa,1 h吸水率低于10%。分析其固化机理可知,胶凝体系各物料相互之间反应、物料激发部分磷石膏发生水化反应生成钙矾石、水化硅酸钙凝胶等水化产物,水化产物逐渐填充颗粒间空隙,颗粒间结合更加紧密使得磷石膏基骨料强度持续发展。采用直接掺混、预处理磷石膏、浸泡包衣3种不同改善方法对其开展耐水性能改善研究,发现采用防水剂OS时,不同处理方法均能改善骨料界面亲水性,其中包衣处理后接触角达到122.7°,骨料表面已为疏水状态。包衣处理对骨料强度影响小,可有效提升骨料各项耐水性能。

摘要：采用水泥、矿渣、生石灰对原料磷石膏进行改性试验,研究早强剂对改性石膏基材料早期强度性能和浸出毒性的影响。通过正交试验确定最优物料组合为:磷石膏、水泥、矿渣、生石灰(外掺)质量分数分别为45%、20%、35%和3%,改性石膏基材料3 d、7 d、14 d抗压强度分别为2.725 MPa、6.3 MPa、11.825 MPa。3种早强剂中,甲酸钙对改性石膏基材料综合强度性能提升显著,3 d、7 d、14 d抗压强度分别提升至5.53 MPa、13.05 MPa、18.18 MPa。X射线衍射和扫描电镜分析结果表明,掺入甲酸钙能使改性石膏基材料早期生成大量钙矾石和水化硅酸钙(C-S-H)凝胶,并生成透钙磷石等物质,提升材料强度,降低浸出总磷含量,形成致密水泥石结构。同时甲酸钙能有效降低水化体系pH值,提升水化体系Ca^(2+)浓度,有效降低早期浸出F浓度,使浸出液毒性远低于污水综合排放标准,证实磷石膏在工程领域可以广泛应用。