磷石膏水硬性复合胶凝材料

磷石膏水硬性复合胶凝材料的研制及应用

孙振平

同济大学材料科学与工程学院

1、背景介绍

磷石膏排放与利用率：

磷石膏年排8000多万吨，堆积量已超3亿吨，利用率＜20%

贵州、云南、湖北、四川、安徽等

2、原材料取样与分析

2.1 磷石膏化学成分

2.2 磷石膏矿物成分

3、磷石膏基复合胶凝材料的组成配比设计

3.1 基本思路

水泥和辅助胶凝材料的主要化学组成及质量系数K

3.2 磷石膏基水硬性复合胶凝材料的研制

石膏基水硬性复合胶凝材料研究方案

碱度对磷石膏基复合胶凝材料强度的影响

1）在石膏基复合胶凝体系中，其强度的发展和强度增长 率随其碱度而定，耐腐蚀问题，安定性问题、耐候性 问题也与碱度密切关联。

2）碱度问题是贯穿磷石膏基复合胶凝材料硬化过程之始终的关键。

3）硅酸盐水泥为磷石膏基复合胶凝材料中的碱性物质，经水化后为胶凝体系的反应提供必需的碱性环境，其用量多少则直接影响胶凝材料的碱度。

4）本课题以水泥用量反映磷石膏基复合胶凝材料的碱度，研究其对强度发展规律的影响。

4、磷石膏基复合胶凝材料水化进程和微结构演化模型研究

4.1 水化热

4.3 微结构演化模型

磷石膏水硬性复合胶凝材料硬化体结构示意图

磷石膏水硬性复合胶凝材料水化机理

1）水泥在早期（1d)内的水化，为体系提供了较好的碱度，并促成浆体凝结。

2）磷石膏颗粒溶出的石膏与水泥水化产物Ca(OH)2充当了矿渣 粉的碱性激发剂，矿渣粉在3d内开始大量水化。

3）矿渣粉水化产物覆盖在未溶出的硬石膏颗粒表面上，并与水泥水化产物交叉连接、填充密实，增强结构体强度。

5、磷石膏基复合胶凝材料砌筑砂浆的研制

5.1 干混砌筑砂浆

6、磷石膏基复合胶凝材料轻质砌块的研制

6.1 发泡倍数和沉降距测试

6.2 磷石膏水硬性复合胶凝材料轻质砌块的研制

泡沫混凝土的配制

泡沫混凝土砌块

7、实施情况

7.1 新产品、新材料、新工艺

磷石膏基复合胶凝材料

? 磷石膏占40%以上，28d强度等级不低于32.5级，水硬性0.92。

磷石膏基砌筑混砂浆

? 磷石膏在胶凝材料中占40%以上，砂浆强度等级可达M20 1）干混砌筑砂浆保水率>88%，收缩率<0.25%。

磷石膏基抹灰混砂浆

? 干混抹灰砂浆保水率>88%，收缩率<0.25%，14d拉伸粘结强度>0.20MPa。

磷石膏基轻质砌块

? 磷石膏占胶凝材料重量30%以上，抗压强度>5.0MPa，表观密度小于800Kg/m3

磷石膏基保温砂浆及保温系统

? 磷石膏占胶凝材料重量30%以上，抗压强度>0.5MPa，表观密度 小于350Kg/m3。

7.2 试验基地、示范基地

? 磷石膏复合胶凝材料及其衍生产品应用试验基地

? 宜宾市石杰环保科技有限公司，四川省宜宾市珙县

? 年产10万吨磷石膏复合胶凝材料生产线及砂浆生产线

? 磷石膏复合胶凝材料保温板系统生产基地

? 江阴市江伦建材有限公司，江苏省江阴市

? 年产400万m3磷石膏复合胶凝材料保温板及保温系统

7.3 示范线、示范工程

磷石膏基复合胶凝材料

? 磷石膏占40%以上，28d强度等级不低于32.5级，水硬性

石膏基预拌砂浆

? 磷石膏在胶凝材料中占40%以上，砂浆强度等级可达M20