磷石膏中的磷和氟对硅酸盐水泥水化影响的机理研究-材料科学与工程专业毕业论文.docx

摘要磷石膏是生产磷酸的过程中产生的废渣,主要成分是二水硫酸钙,用来代替天然石膏作水泥调凝剂,是其资源化利用的主要途径。本论文围绕磷石膏作水泥调凝剂,研究了两个方面的内容:一是磷石膏中的主要杂质磷和***对硅酸盐水泥物理性能的影响,二是磷和***对水泥单矿物水化过程的影响。将磷石膏代替天然石膏作为硅酸盐水泥的组分掺入,测定水泥的强度和凝结时间。结果表明:在引入水泥中的S03质量分数相同的条件下,磷石膏同天然石膏相比,会降低硅酸盐水泥的早期强度,提高后期强度,显著延长凝结时间。将不同形态的磷酸盐和***盐外掺引入硅酸盐水泥,结果表明:磷和***对硅酸盐水泥物理性能的不利影响主要是由其中的可溶磷和***造成的,难溶磷和***对水泥物理性能的影响很小,可溶磷中以HP042。对水泥的物理性能影响最大。矿渣或粉煤灰取代部分熟料掺入,能够减弱磷石膏对水泥强度的不利影响,但会延长水泥的凝结时间。通过分开粉磨物料然后混合的方式,磷石膏对水泥物理性能的不利影响得到减弱。筛分、煅烧和石灰中和对磷石膏的性能均有所改善,通过75哪筛孔再经质量分数2%生石灰预处理后的磷石膏可以用作硅酸盐水泥的调凝剂。烧制出水泥单矿物硅酸三钙(C3S)和铝酸三钙(c3A),向其中分别加入纯水和磷石膏浸液进行水化对比试验。采用水化热、化学结合水量、XRD和SEM等测试方法,研究了磷和***在单矿物水化过程中产生的影响。研究表明:可溶磷和***延缓了C3S的诱导期,降低了放热量,减少了C3S早期水化产物的数量,增加了后期水化产物的数量;可溶磷和***延缓了C3A水化的第一阶段,增加了放热量,减少了C3A整个水化过程水化产物的数量。可溶磷和***没有改变单矿物水化产物的类型,只是改变了单矿物水化产物的数量和结构。提出了可溶磷和***对水泥水化过程的缓凝机理:可溶磷和***在碱性环境下与钙离子反应,生成难溶的、比表面积大的磷酸钙和***化钙,容易被吸附在单矿物表面的扩散双电层上,降低了双电层对水分子的渗透性,从而延缓了水化硅酸钙和钙矾石的生成,导致水泥的缓凝以及早期强度的降低。关键词:磷石膏,磷,***,硅酸盐水泥,水化————————————————————————————————————————————一AbstractPhosphogypsum(PG)isawasteby-productofphosphoricacidmanufacturing,,%addedinthecement,theresultsshowthatPGcanreducetheearlystrength,,itisfoundthatthenegativeeffectonthecementismainlycausedbythesolubleonesinwhichHP04厶hasthegreatesteffect,,theadverseeffectofPGonstrengthofcementCanbereduced,,,thequalityofPGCanbeimprovedbysiring,%lime,(C3S)andtricalciumaluminate(C3A)wereprepar