磷石膏添加量对赤泥基复合材料性能影响研究

为促进赤泥和磷石膏两大工业固废的资源化利用,以赤泥、磷石膏和胶凝材料(包括水泥、钢渣、矿渣)为原料制备复合材料砂浆,研究了磷石膏添加量对复合材料物化性质的影响。试验结果表明,当赤泥添加量为70%,磷石膏添加量为10%时,复合材料7 d抗压强度和28 d抗压强度分别为14.97 MPa和15.2 MPa。采用XRD、SEM-EDS、TG和FTIR对复合材料矿物结构和微观形貌进行表征和分析,结果表明加入适量磷石膏可有效填充复合材料的内部结构,提高机械性能;加入过量磷石膏会形成大量的钙矾石,增大复合材料内部孔径,同时磷石膏中磷、氟成分大量富集会降低复合材料机械性能;复合材料合理配比,可固定赤泥中的钠元素,有效缓解赤泥基建筑材料的泛霜行为。对复合材料进行浸出试验,ICP-OES检测表明复合材料浸出液中重金属元素浓度满足Ⅲ类地下水排放标准,可用于工程应用。

玄武岩纤维对磷石膏基复合材料耐久性能的影响

通过在磷石膏基复合材料(PGC)中掺入不同直径、长度和掺量的玄武岩纤维(BF),探究BF对PGC耐久性能的影响。结果表明,BF的掺入能显著降低PGC的溶蚀率。随着BF掺量的增加,试样干湿循环和冻融循环强度整体提高,且与绝干强度变化机制类似,其中干湿循环的抗压和抗折强度较空白组分别提高了约22.3%和100.3%,冻融循环的抗压和抗折强度则分别提高了近46.5%和124.0%。同时,PGC的干湿循环与冻融循环强度系数整体随着BF掺量的增多而增大,干湿循环抗压和抗折强度系数分别上升至0.95和0.92,冻融循环抗压和抗折强度系数分别增长至0.71和0.62,这表明PGC耐久性能得到显著改善。此外,BF直径对PGC耐久性能的影响并不显著。本研究结果可以为纤维改性石膏基复合材料的耐久性能研究提供一定的参考。

磷石膏/聚丙烯复合材料制备

为了将磷石膏资源化利用,将40℃下烘干处理的磷石膏与聚丙烯颗粒混合后,再添加少量液体石蜡,经过热压成型制备了磷石膏/聚丙烯复合材料.在所制备复合材料中磷石膏至少占50%以上,增大了磷石膏的消耗量;并且在材料制备工艺中磷石膏预处理方法简单易行,增加了整个制备工艺的可行性.结果表明,磷石膏/聚丙烯复合材料密度随原料中磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为50%时,视密度每立方厘米1.089克;磷石膏掺量为80%时,视密度每立方厘米1.405克.磷石膏/聚丙烯复合材料的弯曲强度随着磷石膏掺量增加而增大,磷石膏掺量为80%时弯曲强度可达14.3MPa.但所制备磷石膏/聚丙烯复合材料样品的脆性较大,拉伸强度较低,与磷石膏的掺量无明显的相关性,磷石膏掺量为70%时拉伸强度1.7MPa,适用于要求塑性变形小的场合.所制备复合材料还有另一显著特点是耐水性很好,无论原料配比如何其软化系数均在1.0以上,从而克服了一般石膏制品耐水性差的缺点.最佳成型制度为成型温度160℃,成型压力15MPa.

玻璃纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,以促进工业废弃磷石膏的综合利用。通过在石膏基体中加入直径为10μm、长度为12 mm的玻璃纤维制备石膏复合材料试件,测试不同纤维掺量的复合材料抗压强度,研究纤维掺量对石膏复合材料的力学性能的影响;通过电子显微镜(SEM)对破坏断面进行观察,从微观结构上揭示纤维增强的机理。试验结果表明:玻璃纤维的掺量和分布对复合材料的抗压强度有较大影响。随着玻璃纤维掺量的增大,复合材料的抗压强度逐渐增大,但纤维掺量超过一定值后,复合材料抗压强度将随纤维掺量的增大而减小。纤维的掺量为1.5%时,磷石膏复合材料抗压强度最高,达到8.9 MPa,比未掺加玻璃纤维的石膏强度(6 MPa)提高约48%。

PE–HD/磷石膏晶须复合材料力学性能

通过硅烷偶联剂对磷石膏晶须进行改性,采用注塑成型法制备高密度聚乙烯(PE–HD)/磷石膏晶须复合材料,结合差示扫描量热(DSC)仪和扫描电子显微镜(SEM)等技术,分析了磷石膏晶须对PE–HD复合材料力学性能的影响规律。结果表明,磷石膏晶须对PE–HD复合材料有很好的补强作用,随着磷石膏晶须含量的增加,复合材料的力学性能波动较为明显。当磷石膏晶须的质量分数为40%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为25.5 MPa,473.5 MPa和44.3 kJ/m^2,比纯PE–HD分别提高了6.6%,25.1%,31.5%,此时磷石膏晶须在PE–HD复合材料中的分散性及相容性较好,综合力学性能较理想。

磷石膏基复合材料的制备及性能研究

以磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰为主要原料制备了磷石膏基复合材料,研究了磷石膏基复合材料性能的影响因素,并通过多变量数值分析得到了最优配合比。结果表明:当磷石膏、粉煤灰、矿渣微粉、生石灰的质量比为1∶0.4∶0.06∶0.03时,制备的磷石膏基复合材料的抗压、抗折强度均较高;掺入6‰防水剂对磷石膏基复合材料的抗压强度提升较大,复掺3‰减水剂+3‰防水剂对抗折强度提升较大;当水胶比为0.38~0.40时,磷石膏基复合材料的强度较高;21℃蒸汽养护14 d可使磷石膏基复合材料的强度达到最佳,但蒸汽养护会导致磷石膏基复合材料的吸水率增大、软化系数降低;通过数值分析建立的多变量磷石膏基复合材料的强度计算公式,可以得出单一变量下磷石膏基复合材料的强度值和多变量下磷石膏基复合材料的强度值与对应原材料掺量之间的关系。

磷石膏复合材料的研究进展

磷石膏复合材料是一种新型的绿色环保材料,可大掺量地利用磷石膏直接生产多规格、多品种、强度高、耐水性能好、生产成本低的新型材。讨论了各种磷石膏组分胶凝材料的综合性能、用途以及成型方式。分析了磷石膏复合材料在新型墙体材料中应用的可行性。

聚丙烯纤维增强磷石膏复合材料力学性能研究

利用纤维增强原理对工业废弃磷石膏进行改性,提高其材料力学性能,促进废弃磷石膏的资源化利用。通过在磷石膏基体中掺入长度为3 mm和6 mm的聚丙烯纤维,共制作了78个立方体试件进行压缩试验,研究纤维掺量对磷石膏复合材料力学性能的影响。研究结果表明:聚丙烯纤维可提高磷石膏的延性,复合材料的抗压强度和弹性模量先随纤维掺量的增大而增大,超过一定值后,将随纤维掺量的增加而减小。对于3 mm长的聚丙烯纤维,掺量为2.5%时,其抗压强度达到最大值4.64 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加25%,弹性模量达到最大值3498 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了68%;对于6 mm长的聚丙烯纤维,掺量为1.5%时,其抗压强度达到最大值4.51 MPa,比未掺加纤维的抗压强度3.70 MPa增加22%,弹性模量达到最大值3413 MPa,比未掺纤维的弹性模量2078 MPa增加了64%。

废砂—磷石膏复合材料工艺性能试验研究

以废砂、磷石膏,粉煤灰为主要原料,少量石灰、水泥、硫酸铝、硅酸钠作为添加剂,制作复合材料,既充分利用废物资源,又保护生态环境.本文将论述试验原料、试验原理、试验方法及结果,最后逐一分析讨论,作出初步结论.

磷石膏增强聚丙烯复合材料的非等温结晶动力学

分别采用Jeziorny法和莫志深法研究了采用熔融挤出法制备的工业废渣磷石膏(PhG)增强聚丙烯(PP)复合材料的非等温结晶动力学。结果表明:两种方法研究结果基本一致。随着降温速率的增加,纯PP和PP/PhG复合材料的结晶温度均逐渐降低,结晶峰峰宽逐渐增大;PhG的加入降低了PP晶体中晶粒尺寸,提高了PP的结晶速率;PhG在PP基体中主要起均相成核作用,晶体的生长方式为三维球晶生长;采用Kissinger模型计算的纯PP的非等温结晶活化能为-231 kJ/mol,PP/PhG的非等温结晶活化能为-275 kJ/mol。

沥青胶结磷石膏对其性能影响及微观分析

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为探索磷石膏在道路材料应用新途径,采用磷石膏粉与沥青胶浆搅拌混合,制备磷石膏改性沥青混料。研究搅拌温度、粉胶比及多聚磷酸掺入量对磷石膏改性沥青三大指标的影响。研究结果表明:搅拌温度的增加,软化点也随之提升,延度先升高随后不再提升,考虑能效及老化温度,沥青的加工温度应在135~145℃之间;增大粉胶比可以提升改性沥青的软化点,同时会使沥青的延度下降,故以磷石膏为改性剂改性沥青时粉胶比不应大于0.9;多聚磷酸掺入改性沥青对软化点有较大的提升,但会使其延度和针入度下降,多聚磷酸较佳掺入量应为1.5%;红外光谱(FTIR)和热重分析(TG-DSC)表明,磷石膏与沥青仅为物理胶结,多聚磷酸掺入沥青时会与沥青发生化学反应。研究结果可为磷石膏在道路材料的工程应用和理论研究提供参考。

改性石膏晶须对HDPE复合材料力学性能的影响

将改性磷石膏晶须与高密度聚乙烯(High density polyethylene,HDPE)进行共混,通过注塑成型技术制备HDPE/磷石膏晶须复合材料,采用傅立叶转换红外光谱(FI-IR)、扫描电镜(SEM)、热分析(DSC)等技术,分析改性磷石膏晶须对HDPE复合材料力学性能的影响。结果表明:改性后HDPE/磷石膏晶须复合材料的冲击强度、拉伸强度和弯曲强度分别为44.33 k J/m2、25.54 MPa和473.5 MPa,与纯HDPE相比,相应提高了31.5%、6.64%和25.15%;与未改性HDPE/磷石膏晶须复合材料相比,冲击强度提高69.13%,拉伸强度与弯曲强度分别降低1.28%和9.65%。故改性后HDPE/磷石膏晶须的综合性能较好。

磷石膏热处理制备免烧建材

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。磷石膏排放量大,利用率低,资源化利用迫在眉睫。该研究以磷石膏为原料,经过激发预处理的磷石膏在不同温度下热处理,研究热处理温度对磷石膏的物相和微观结构,以及将其制备成免烧建材样品后的抗压强度、物相、微观结构的影响规律。结果表明,随着热处理温度的升高,二水石膏晶体结晶度增加,晶型发生转变,经过80℃热处理后的二水石膏晶粒致密,并且部分转变为半水石膏,由半水石膏水化重结晶生成的二水石膏对空隙进行填充,形成了结构致密,晶体相互粘合的内部微观结构,大大提高了免烧建材的抗压强度。免烧样品(磷石膏与水泥质量比为4∶1)养护7 d和28 d抗压强度达到36.45 MPa和38.12 MPa,并且浸水24 h的样品仍能保持21.03 MPa的抗压强度。

磷石膏、赤泥对高密度聚乙烯复合材料力学性能的影响

通过气流粉碎机制得磷石膏、赤泥和磷石膏/赤泥粉体,并且通过熔融共混与高密度聚乙烯(HDPE)制得复合材料磷石膏-HDPE、赤泥-HDPE和磷石膏/赤泥-HDPE。研究了磷石膏、赤泥和磷石膏/赤泥对磷石膏-HDPE、赤泥-HDPE和磷石膏/赤泥-HDPE复合材料性能的影响。结果表明:处理后的磷石膏/赤泥粒径略微减小,pH值呈现中性;与HDPE相比,磷石膏/赤泥-HDPE的拉伸强度和断裂伸长率基本保持不变,冲击强度下降最少,约降低了27.4%,弯曲强度和弯曲模量分别提高了4.8%和1.4%,热稳定性大大提高,最大热分解温度提高了5.7℃。

磷石膏/聚乙烯复合材料的制备及性能研究

采用熔融共混制备磷石膏(PG)/高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。研究了PG粒径、PG填充量和表面改性剂硬脂酸(SA)用量对PG/HDPE复合材料性能的影响。结果表明:当PG粒径为2.619μm,PG填充量为20%,SA用量为2%时,PG/HDPE复合材料的综合性能最好,拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量相较于纯HDPE分别提高了6.9%、16.2%和33.6%,初始分解温度、最大失重速率温度均提高了5℃。PG/HDPE复合材料断面的扫描电子显微镜图片表明,小粒径PG更利于其在基体中分散,高填充量下会导致PG的团聚,SA可以改善PG与HDPE的相容性。

EPS-磷石膏复合体系浆体流变性调控研究

研究羟丙基甲基纤维素醚(HPMC)对发泡聚苯乙烯-磷石膏(EPS-磷石膏)复合浆体流变性、孔结构以及力学性能的影响规律。结果表明,随着HPMC掺量增加,浆体的屈服应力与塑性粘度逐渐增加,基本呈线性关系,并利用Bingham模型对浆体流变曲线进行拟合,拟合效果较好;石膏浆体的孔结构、力学性能得到改善;提出了针对EPS-磷石膏复合浆体的最佳HPMC掺量为0.20%,此时复合浆体中的EPS泡沫颗粒分布均匀,复合浆体的流动度和粘度得到改善,提高了EPS-石膏复合浆体的稳定性。

低溫陶瓷化磷石膏基复合胶凝材料研究

以磷石膏为基体原料制备高强α-半水石膏基复合材料,利用工业废渣中的激发剂来改进半水石膏的结晶性质,以消除磷石膏中磷、氟等杂质对磷石膏制品性能影响,同时激发剂使具有潜在活性的矿渣得以活化,制备的低温陶瓷化磷石膏基复合材料制品兼具陶瓷和石膏性能;SEM图片表明,制备的复合材料水化后晶体结构粗大、致密.

基于磷石膏改性的水泥基充填料浆综合性能

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。为了提高矿物资源综合利用率与充填采矿工艺,以磷石膏、水泥与尾矿砂等矿物固体废料为集料制备矿山充填体材料,开展料浆综合找工作性能、矿物成分与微观形态的分析研究,结合分子动力学模拟对水化物分子结构进行讨论。结果发现:磷石膏的掺入使得水泥基充填料的坍落度显著提高,泌水率下降,抗压强度表现出上升趋势,随养护时间增加,材料强度值显著提高;养护28 d的磷石膏改性充填体的强度值约为水泥基充填的1.2倍;磷石膏改性充填料中的水化硅酸钙与钙矾石为主要水化产物;扫描电子显微镜图像显示磷石膏改性充填料的微观结构较为致密,微裂隙较少;数值模拟结果表明水化硅酸钙的弹性模量明显高于钙矾石,提高充填料强度性能的关键在于促进水化硅酸钙的形成。

混掺固废磷石膏纤维增强水泥基复合材料强度特性与机制

采用流浆法成功制备了一种混掺磷石膏固废的纤维增强水泥复合材料。首先对固废磷石膏进行生石灰中和、去杂、烘焙改性处理激发其胶凝特性,再按质量比5∶4∶1比例与矿粉、钢砂混合,形成改性固废磷石膏混合料(Modified solid waste phosphogypsum mix,MWPM)作为辅助胶凝材料,取代部分水泥;采用固废磷石膏集料替代部分天然细集料,同时考虑掺入少量聚甲醛(POM)纤维及木制纸浆纤维,进行纤维增强水泥基复合材料的基准配合比设计研究,并结合XRD及SEM分析其强度及微观机制。结果表明:MWPM与磷石膏集料的掺量对固废纤维增强水泥板的密度、吸水率、导热系数等几乎没有影响;尽管前期强度随着MWPM掺量的增加而略微降低,但在掺量达到18wt%左右时仍能保持在4 MPa左右,且后期强度相比之下有部分增强;同时经过冻融实验后的冻融抗折强度比率不低于70%,满足非承重纤维增强水泥板规范需求;磷石膏集料对复合材料有微小的增强效应,掺量为20wt%时相对优化。基于上述研究,提出了混掺磷石膏固废纤维增强水泥基复合材料的基准配合比,可有效利用固废磷石膏155.39 kg/m^(3),减少水泥消耗78.58 kg/m^(3),降低CO_(2)排放27.60 kg/m^(3)。微观分析表明:二水磷石膏、钙矾石和水化硅酸钙凝胶相互填充结合,形成互穿三维空间结构,同时通过引入POM纤维和木质纸浆纤维,使基体、骨料与两种纤维形成了更紧密的整体结构,这种结构的形成可进一步提高试件的整体力学性能。混掺磷石膏固废纤维增强水泥复合材料兼具良好力学性能和固废利用率,可为非承重绿色保温材料的发展提供参考。

稻草纤维+矿渣微粉增强磷石膏基材料性能的研究

为了探究矿渣微粉和稻草纤维的掺入给磷石膏基复合材料带来的性能变化情况,采用定量分析方法,改变矿渣微粉、稻草纤维、生石灰的掺入比例及稻草纤维长度,对试验结果进行分析。结果表明:加入矿渣,改善了磷石膏基复合材料的吸水率以及力学性能;稻草纤维的掺入虽然会使得磷石膏基复合材料的抗压性能降低,但会增强磷石膏基复合材料在抗折方面的性能,同时减轻矿渣增加的自重。因此,掺入矿渣微粉和稻草纤维能解决磷石膏制品的物理性能低劣的问题,为建筑行业提供一种性能符合要求的复合材料。