电石渣替代水泥作碱激发剂对过硫磷石膏胶凝材料性能和微观结构的影响

为实现电石渣(CS)、磷石膏(PG)、粉煤灰(FA)及矿渣(SL)的资源化利用,本工作研究了不同掺量CS替代普通硅酸盐水泥(OPC)作碱激发剂对过硫磷石膏胶凝材料(EPGC)的标准稠度、流动性、抗压和抗折强度的影响,并通过XRD、FTIR、TG-DTG和SEM对其水化产物组成和微观结构进行分析。结果表明:相较于OPC,随着CS替代OPC的比例增加,EPGC试样的流动性降低、需水量增加,促进了EPGC试样在3 d内的凝结硬化,但不利于7 d和28 d的抗折和抗压强度发展。当CS替代OPC的比例为50.0%时,EPGC试样的流动性降低18.2%,需水量增加3.0%;同时,EPGC固化3 d的抗压和抗折强度分别提高了33.3%和50.0%,显示出更好的力学性能。微观分析表明:相较于OPC,CS具有较高的pH值(12.8),当不同掺量CS替代OPC作碱激发剂时,为EPGC提供了所需的碱性环境以促进初始水化反应。随着CS替代OPC的比例增加,EPGC固化3 d的基体内生成的AFt和C-(A)-S-H凝胶增多,固化28 d的基体内未水化的PG、CS和FA增多,同时,AFt和C-(A)-S-H凝胶减少。

磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料的制备研究

通过研究磷石膏、硫铝酸盐水泥熟料、碱激发剂等组分掺量对过硫胶凝材料体系物理力学性能的影响,借助XRD、SEM等微观测试手段对水化产物及机理进行分析探讨,确定了过硫胶凝材料组成的最佳配合比。结果表明:5%的硫铝酸盐水泥熟料、30%的磷石膏、63%的矿粉、2%的碱激发剂制备出的磷石膏/矿粉复合过硫胶凝材料标准稠度用水量为30.8%,初凝时间为312min,终凝时间为514min,3d抗压强度可达13MPa,28d抗压强度超过48MPa。微观分析表明,在该配比下制备的过硫胶凝材料主要水化产物为钙矾石和C-S-H凝胶,水化28d时钙矾石生成量较大,结构较为致密,强度大幅度提高。

Ba2+对过硫磷石膏胶凝材料性能的影响研究

原状磷石膏经过干燥、过筛处理后,按磷石膏∶矿粉∶P·O 52.5水泥∶生石灰=50%∶40%∶5%∶5%的质量比制备过硫磷石膏胶凝材料(EPGC)。采用加入不同量氯化钡的方法来探究Ba^2+对EPGC的力学性能、孔结构和体积稳定性的影响。研究结果表明:随着氯化钡单掺和氯化钡-水玻璃复掺掺量的增加,EPGC硬化体强度先增大后减小,线膨胀率先减小后增大。当氯化钡的掺入量为18wt%时,试样28 d强度达到32.8 MPa,孔隙率为15.2%,28 d和56 d线膨胀率为0.032%和0.083%,与空白对比组相比,强度增长了60.0%,孔隙率降低了36.9%,28 d和56 d线膨胀率分别降低了64.44%和51.18%。当氯化钡和水玻璃按质量比1∶1复合掺入量为16wt%时,试样28 d抗压强度最大达到38.1 MPa,孔隙率为12.5%,28 d和56 d线膨胀率为0.028%和0.076%,与空白对比组相比,强度增长了84.6%,孔隙率降低了48.0%,28 d和56 d线膨胀率分别降低了68.89%和55.29%。