磷石膏复合胶凝材料配比优化及浸出机制

为实现磷石膏的大宗化利用,以磷石膏、生石灰和矿渣微粉制备矿井充填材料,开展正交试验,研究其抗压强度、塌落度、扩散度、凝结时间和孔溶液pH,采用扫描电镜阐述水化机理,通过毒性浸出试验评价环境相容性。结果表明:当磷石膏掺量为25%、生石灰掺量为6%、矿渣微粉掺量为64%,灰砂比为1∶3时,3 d、7 d、14 d、28 d抗压强度分别达1.57,2.86,4.03,7.49 MPa,塌落度为26.8 cm,扩散度为69.5 cm。随着磷石膏掺量的增加,凝结时间逐渐增加,孔溶液pH不断减小;随着水化龄期增长,孔溶液pH增大。磷石膏胶凝材料主要水化产物为C-S-H凝胶和钙矾石,水化产物紧密包裹、联合细化毛细孔,阻隔污染物PO_(4)^(3-)和F^(-)溶出,充填体具有良好的环境相容性。