磷石膏改性及其作水泥緩凝劑的應用研究.pdf

1、磷石膏是濕法生產磷酸的工業(yè)副產品，經分析表明其化學組成與天然石膏相似，主要成分是二水石膏(CaSO4·2H2O)，理論上完全可以代替天然石膏用作水泥緩凝劑。但由于磷礦石及其產生磷石膏的反應，造成磷石膏本身含有與天然石膏不同的有害雜質存在，如可溶性P2O5、F、有機物等，加之磷石膏本身的特性如含水率高、呈酸性狀態(tài)等，因此給磷石膏的大量應用造成了一定的困難。 未經處理的原狀磷石膏用作水泥緩凝劑，對水泥的凝結時間和強度有明顯影響。本課

2、題通過對磷石膏摻量、不同產地、陳化時間等系統(tǒng)研究表明，與天然石膏作水泥緩凝劑相比，摻磷石膏的水泥凝結時間延長，水泥早期強度下降，同時磷石膏還容易腐蝕生產設備，導致下料倉堵塞等不良影響，造成水泥生產難以控制，水泥質量波動較大。水泥是連續(xù)的工業(yè)化生產工藝，原狀磷石膏無法連續(xù)穩(wěn)定加入到水泥生產中，難以形成工業(yè)化應用。因此要想將磷石膏連續(xù)穩(wěn)定地用于水泥生產，必須對原狀磷石膏進行改性。 磷石膏改性原理是根據磷石膏含有的可溶性雜質性質，采用

3、堿性鈣質等材料進行中和反應，使其轉化為難溶的磷酸鈣等物質，從而降低有害雜質的影響，減少對水泥性能的危害。本課題采用在磷石膏中加入石灰、粉煤灰、改性劑，經混合攪拌、擠壓成型或圓盤成球、烘干干燥等工藝對磷石膏改性，用作水泥緩凝劑。 研究結果表明，改性磷石膏可代替天然石膏用作水泥緩凝劑，并可較好改善水泥性能。改性磷石膏的水泥與天然石膏的水泥相比其凝結時間與強度基本一致，強度甚至略有上升；與原狀磷石膏相比，凝結時間縮短1h左右，早期強度

4、明顯改善。 進一步研究表明，改性磷石膏對不同品種水泥性能的影響不盡相同，改性方法視水泥品種的不同而有所不同。綜合考慮水泥的凝結時間和強度因素，硅酸鹽水泥宜采用石灰中和、煅燒、再結晶方法改性處理的磷石膏；普通硅酸鹽水泥可以采用僅經石灰中和改性處理的磷石膏；礦渣硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥可以直接采用磷石膏，但磷石膏中的可溶性P2O5含量應控制在1.5％以下。 本課題還對改性磷石膏所生產的水泥對混凝土外加劑的適應性進行了研究，

5、結果表明，與天然石膏水泥相比，磷石膏水泥與外加劑的適應性無明顯不良影響。 為了使改性磷石膏作水泥緩凝劑能穩(wěn)定加入到水泥生產中，保證水泥質量，本課題結合現代水泥生產工藝實際情況，提出改性磷石膏的三種生產方法，即擠壓成型法、圓盤造粒成球法、煅燒脫水再水化成球法，使改性磷石膏充分適應現代水泥生產中石膏庫下料及自動計量裝置，使之連續(xù)穩(wěn)定地加入，從而實現了磷石膏的工業(yè)化應用。 生產實踐表明，磷石膏經改性作水泥緩凝劑所生產的水泥性能