堆存温度对半水磷石膏胶凝性能影响

半水磷石膏(HPG)长时间堆存状态下会出现固结现象,其胶凝性能也相应下降.以室内HPG结晶水检测和单轴压缩试验为基础,通过设定4种不同堆存温度,分别为20,40,60和80℃,探究不同堆存温度作用下HPG试样结晶水质量分数变化和堆存后制备的充填胶凝材料(HCM)抗压强度发展规律,并采用扫描电镜等微观分析手段研究堆存温度对其强度影响机制.结果表明,堆存温度对HPG胶凝性能影响显著,高的堆存温度会加快HPG试样中的自由水转变为结晶水速率,而且会抑制堆存后制备的HCM强度发展.采用数据标准化对不同堆存温度作用后的试样抗压强度作出预测,被证实与实测值较吻合.微观分析发现,堆存温度主要影响体系的过饱和度,而使不同堆存温度作用后制备的HCM微观形态表现差异.

基于温度效应的半水磷石膏水化反应热动力学模型

为扩大半水磷石膏(HPG)作为充填胶凝材料的工业应用半径,实现HPG资源化利用技术新突破.本文寻求一种在堆存过程中HPG水化反应放热量变化的模型,以了解其胶凝性能的变化情况.通过对初始温度为35、40、60和80℃的HPG堆体进行自由水质量分数和温度监测,发现HPG自由水质量分数变化规律符合一级反应动力学模型,之后基于热力学和化学反应动力学基本理论,提出了一种关于堆存温度与时间关系的HPG水化反应热动力学模型.最后,采用COMSOL Multiphysics数值模拟软件,将HPG水化反应热动力学方程嵌入传热和ODE模块,对HPG堆体温度进行数值模拟,模拟堆体温度变化曲线与试验结果较为吻合,验证了所提出模型的可靠性.