化工磷石膏制备石膏胶凝材料研究及应用

论文摘要

磷石膏是磷肥生产过程中所得的以CaSO4·2H2O为主要成分的副产品,每生产1t磷酸可得到5t左右的磷石膏。目前全世界每年排放的磷石膏高达1.5亿吨以上,我国的磷石膏产量每年在4000万吨左右,位居世界第3位。尽管磷石膏的利用途径较多,但实际利用效果不理想,仍然有大量的磷石膏无法得到利用,给生产企业带来巨大压力。为了开辟磷石膏新的利用途径,本课题首先提出了用磷石膏为原料制备自流平地面材料,通过对磷石膏原料的预处理,以及对β半水磷石膏的粉磨、陈化处理,分析研究了它们对磷石膏物理性能的影响;分析了外加剂对β半水磷石膏改性作用;然后分析了以β半水磷石膏为基材的复合胶凝材料的性能以及不同胶凝材料及配比对复合胶凝材料性能的影响。考虑到磷石膏的性能与天然石膏的性能差别较大,本文选用多种外加剂如缓凝剂、增强剂和减水剂进行一系列实验,找到了对β半水磷石膏改性效果好的外加剂及掺量;通过不同胶凝材料以及不同加入量对复合胶凝材料的性能的影响,得到了适合磷石膏基自流平地面材料的胶凝材料及其最佳配方。地面自流平材料是一种刚刚兴起新材料,研究用磷石膏为原料替代天然石膏制备石膏基自流平材料,目前国内少有开展研究。本研究课题不仅可以开辟磷石膏综合利用中的一个崭新的用途,对磷石膏的转化利用具有积极意义,而且对节约天然石膏资源也有着十分重大的前瞻性的战略意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 磷石膏的利用概况
• 1.1.1 磷石膏的来源
• 1.1.2 磷石膏的特性
• 1.1.3 磷石膏的应用
• 1.2 自流平材料的发展概况
• 1.3 本课题研究的内容、研究思路及意义
• 1.3.1 研究的主要内容
• 1.3.2 研究的主要思路
• 1.3.3 课题的研究意义
• 2 原材料、实验仪器及方法
• 2.1 原材料
• 2.1.1 磷石膏
• 2.1.2 添加剂
• 2.2 主要实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 磷石膏pH值的测定
• 2.3.2 磷石膏的脱水、粉磨与陈化
• 2.3.3 β半水磷石膏粉粒度测试
• 2.3.4 磷石膏凝结时间的测定
• 2.3.5 磷石膏抗折强度的测定
• 2.3.6 磷石膏抗压强度的测定
• 2.3.7 弹性模量的测定
• 2.3.8 磷石膏流动度的测定
• 3 水洗处理对磷石膏的影响
• 4 β半水磷石膏粉的物理性能及球磨、陈化处理对性能的影响
• 4.1 球磨、陈化处理对β半水磷石膏粉性能的影响
• 4.2 β半水磷石膏的颗粒级配及其影响
• 4.3 β半水磷石膏水化过程中的晶体结构的变化
• 5 β半水磷石膏的改性研究
• 5.1 缓凝剂对β半水磷石膏性能的影响
• 5.2 增强剂对β半水磷石膏性能的影响
• 5.3 减水剂对β半水磷石膏性能的影响
• 5.4 小结
• 6 β半水磷石膏基复合胶凝材料的性能研究与应用
• 6.1 胶凝材料对复合体系流动度的影响
• 6.2 胶凝材料对复合体系凝结时间的影响
• 6.3 胶凝材料对复合体系力学性能的影响
• 6.4 小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献