原状磷石膏基复合胶结材的力学性能研究

基于原状磷石膏的性能组成特点,开展了原状磷石膏基复合胶结材力学性能的研究。结果表明,大量粉煤灰的掺入不利于石膏胶结材强度的发展;增大矿渣掺量有助于石膏胶结材强度的提高,但存在一个最佳掺量;Na_(2)SO_(4)激发剂的掺量不宜太大,一般应小于1%;萘系减水剂的加入对胶结材强度的影响不显著。本试验中复合胶结材的最佳组成配比为55%磷石膏、10%粉煤灰、25%矿渣、7%的水泥熟料、2%Ca(OH)_(2)和1%Na_(2)SO_(4),此时28d抗压强度达到10.4MPa,抗折强度达到2.6MPa。此磷石膏基复合胶结材可用于制备墙砖、小型空心砌块及建筑隔墙用轻质条板等。

原状磷石膏基水硬性胶凝材料的制备与性能表征

以原状磷石膏(简称磷石膏)、水泥(P.O42.5)、矿渣、粉煤灰为原料,将水泥、矿渣、粉煤灰粉体直接加入磷石膏浆体中进行浆粉搅拌,制备出磷石膏-矿渣-水泥基(PBC)和磷石膏-矿渣-水泥-粉煤灰(PBCF)基水硬性胶凝材料的净浆硬化试样,并对PBC和PBCF净浆硬化试样的性能进行表征。结果表明:PBC试样的3d抗压强度较低,7,28d龄期抗压强度随水泥掺量的增加先增加后降低,水泥掺量20%(质量分数)时,试样的7,28d龄期抗压强度达到最大值,后者为26.4MPa;PBCF试样的7,28d抗压强度随粉煤灰掺量的增加先增加后降低,粉煤灰掺量为15%(质量分数)时,试样的7,28d抗压强度均达到最大值,分别为17.0,28.7MPa;PBCF试样软化系数均≥0.88。

原状磷石膏基固化材料固化粉质土性能评价

针对原状磷石膏耐水性差、体积稳定性差和利用率低等问题,以原状磷石膏为主要原料,富硅铝材料、增强材料和耐水材料作为辅助材料制备固化材料,选择原状磷石膏基固化材料(40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料)和掺耐水材料的原状磷石膏基固化材料(40%原状磷石膏+30%富硅铝材料+30%增强材料+外掺5%耐水材料)对粉质土进行固化试验,评价固化土的力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性和环境毒性。结果表明:固化材料掺量为12%,其中耐水材料掺量占固化材料的5%时,7 d和28 d的无侧限抗压强度分别为4.1 MPa和4.7 MPa,较未掺耐水材料试样分别提高了37%和12%;掺耐水材料试样标养28d后浸水60d,强度可达3MPa,高于未掺耐水材料的2.7MPa;体积膨胀率在浸水720h后达到稳定值0.07%,浸出液检测结果表明没有环境危险。原状磷石膏基固化材料较传统的二灰土力学性能、水稳性及长期耐水性、体积稳定性都得到明显改善。

半水磷石膏参与固化原状磷石膏制备复合胶凝材料

利用半水磷石膏(HPG)协同灰钙粉和水泥固化原状磷石膏(RPG)制备磷石膏基复合胶凝材料(PBCM)。采用单因素实验探究了HPG掺量对PBCM浆体性能的影响,并通过正交实验进一步探究各掺合料对PBCM强度及耐水性的影响。结果表明:HPG可作为RPG的固化材料,既高效又环保,掺量在20%(质量分数,下同)以上的HPG可彻底解决PBCM浆体的泌水问题,显著缩短浆体凝结时间,掺量在40%以上的HPG可有效改善浆体流动性;HPG、灰钙粉和水泥可有效提高PBCM强度,其中水泥对耐水性影响显著。微观形貌分析显示,PBCM的主要水化物二水硫酸钙和钙矾石晶体交织生长于RPG晶体之间,从而实现了对RPG的有效固化。