我國(guó)磷石膏大量堆積,給磷化工企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展造成了巨大壓力,也對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的破壞,加快磷石膏資源化的利用任務(wù)已迫在眉睫。在國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助下(課題編號(hào):2012AA06A112) 本課題組以磷石膏為主要原料,通過(guò)與礦渣、鋼渣等其他工業(yè)廢渣或少量硅酸鹽水泥熟料復(fù)合,成功研發(fā)出了一種具有較高強(qiáng)度的新型水硬性膠凝材料--過(guò)硫磷石膏礦渣水泥。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了其水化硬化機(jī)理及其各種性能和耐久性,同時(shí)對(duì)過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土與制品及其應(yīng)用前景進(jìn)行了全面的分析研究。以過(guò)硫磷石膏礦渣水泥替代通用硅酸鹽水泥作為建筑材料使用,不但可消耗大量磷石膏,而且符合國(guó)家提出的節(jié)能、減排、降耗的經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向,資源的合理化利用對(duì)我國(guó)磷化工業(yè)和建材工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本書(shū)較系統(tǒng)地闡述了過(guò)硫磷石膏礦渣水泥與混凝土的組成與制備、水泥與混凝土的水化硬化機(jī)理、水泥與混凝土的性能及耐久性、生產(chǎn)工藝過(guò)程與主要設(shè)備、生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),對(duì)該新品種水泥的應(yīng)用前景也作了較詳細(xì)的敘述,體現(xiàn)了近年來(lái)在資源有效利用、節(jié)能減排、低碳水泥新品種開(kāi)發(fā)等方面的新成果。本書(shū)可作為高等學(xué)校無(wú)機(jī)非金屬材料科學(xué)與工程、硅酸鹽材料科學(xué)與工程專業(yè)的教學(xué)參考用書(shū),也可供從事水泥和制品生產(chǎn)、科研、設(shè)計(jì)以及磷化工企業(yè)的有關(guān)工程技術(shù)人員閱讀參考。
1緒論
1.1過(guò)硫磷石膏礦渣水泥與混凝土的定義
1.2研發(fā)背景
1.3磷石膏應(yīng)用概況
1.4研發(fā)目的與意義
2原料
2.1磷石膏
2.2礦渣粉
2.3硅酸鹽水泥熟料
2.4鋼渣2.5減水劑
2.6細(xì)骨料
2.7粗骨料
3過(guò)硫磷石膏礦渣水泥組成與制備
3.1基本組成的設(shè)計(jì)
3.2堿性激發(fā)劑摻量的影響
3.3其他組分摻量的影響
3.4粉磨細(xì)度的影響
3.5磷石膏品質(zhì)的影響
3.6減水劑的使用
3.7磷石膏的改性
3.8過(guò)硫磷石膏礦渣水泥及制品生產(chǎn)工藝流程
4過(guò)硫磷石膏礦渣水泥的水化硬化
4.1過(guò)硫磷石膏礦渣水泥的水化產(chǎn)物與水化過(guò)程
4.2過(guò)硫磷石膏礦渣水泥水化的影響因素
4.3過(guò)硫磷石膏礦渣水泥的硬化漿體結(jié)構(gòu)5過(guò)硫磷石膏礦渣水泥的性能
5.1長(zhǎng)期強(qiáng)度
5.2體積穩(wěn)定性
5.3耐水性
5.4抗硫酸鹽性能
5.5抗凍性
5.6耐高溫性能
5.7與硅酸鹽水泥的相腐性
5.8抗碳化性能
5.9抗鋼筋銹蝕性能
6過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土
6.1過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土配合比設(shè)計(jì)
6.2過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土的性能
6.3過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土微觀結(jié)構(gòu)
7質(zhì)量控制與技術(shù)要求
7.1質(zhì)量控制
7.2過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土技術(shù)要求
8過(guò)硫磷石膏礦渣水泥混凝土及制品的生產(chǎn)
8.1主要工藝設(shè)備
8.2物料儲(chǔ)存期
8.3工藝流程簡(jiǎn)述
9過(guò)硫磷石膏礦渣水泥的應(yīng)用前景
9.1礦山尾砂膠結(jié)劑
9.2水泥制品
9.3道路工程
9.4水工混凝土
9.5鋼管混凝土
9.6固廢堆石混凝土
附錄
過(guò)硫磷石膏礦渣水泥與混凝土(國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)資助課題)
作者:978-7-5629-4826-1
出版時(shí)間:2015-02-01
出版社:武漢理工大學(xué)版社
ISBN:978-7-5629-4826-1
版次:1 頁(yè)數(shù):282 開(kāi)本:16
不一樣脫硫石膏里面就是加入的石灰石漿液與煙氣中的SO2反就生成的鈣,一般扔掉不要,也有人要做建筑石膏等而磷石膏是磷礦石(磷酸鈣)與反應(yīng)生成的副產(chǎn)物雖然也是鈣,但里面雜質(zhì)很多,如未分解的磷礦石、SiO2...
混凝土,簡(jiǎn)稱為“砼(tóng)”:是指由膠凝材料將集料膠結(jié)成整體的工程復(fù)合材料的統(tǒng)稱。通常講的混凝土一詞是指用水泥作膠凝材料,砂、石作集料;與水(加或不加外加劑和摻合料)按一定比例配合,經(jīng)攪拌、成型、...
水泥是加水拌和成塑性漿體,能膠結(jié)砂石等適當(dāng)材料,并能在空氣和水中硬化的粉狀水硬性膠凝材料。水硬性是指材料磨成細(xì)粉加水拌和成漿后,能在潮濕空氣和水中硬化并形成穩(wěn)定化合物的性能。 &nbs...
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以磷石膏和礦渣為主要組分的過(guò)硫磷石膏礦渣水泥具有良好的使用性能,可大量消耗磷石膏。但與普通硅酸鹽水泥相比,其抗碳化性能較差。經(jīng)深入研究發(fā)現(xiàn),過(guò)硫磷石膏礦渣水泥石碳化后的強(qiáng)度損失不大,碳化7 d時(shí)強(qiáng)度降至最低,繼續(xù)碳化強(qiáng)度可顯著回升。當(dāng)碳化后再次浸水養(yǎng)護(hù)時(shí),其強(qiáng)度可出現(xiàn)很大幅度的提高,可顯著大于碳化前的強(qiáng)度。
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0引言石膏礦渣水泥(Supersulphated Cement)是一種以?;郀t礦渣為主要原料,以石膏為硫酸鹽激發(fā)劑和以熟料或石灰為堿性激發(fā)劑的少熟料或無(wú)熟料水泥[1],現(xiàn)在又稱作超硫酸鹽水泥。其組分比例通常為75%~85%的礦渣、10%~20%的硫酸鹽類(如二水石膏、無(wú)水石膏等)和1%~5%的堿性成分(如熟料、氫氧化鈣等)。該水泥生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低,能充分利用工業(yè)礦渣,屬于節(jié)能水泥,并且具有良好的使用性能,耐久性優(yōu)良,水化熱低,生產(chǎn)耗能低,吸引了國(guó)內(nèi)外許多專家學(xué)者對(duì)其進(jìn)行研究[2-7]。
磷石膏是一種粉狀材料,幾乎沒(méi)有可塑性,主要成分是CaS04·2H20和Na2SiF6。由于磷石膏中殘存有磷酸、硫酸和氫氟酸,所以它被認(rèn)為是一種酸性副產(chǎn)品(pH<3)。磷石膏中含有25%~30%的自由水,磷石膏的垂直滲透系數(shù)為2×10-5~1×10-3。不同來(lái)源的磷石膏中自由水的含量差異較大,這取決于磷石膏的堆放方式和當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件。磷石膏的溶解度取決于其溶液的pH,它在4.1g/L的鹽水中有很高的溶解度。顆粒磷石膏的密度為2.27-2.40g/cm3,塊狀磷石膏的密度為0.9-1.7g/cm。
從形態(tài)上看,磷石膏主要以顆粒形式存在,其顆粒半徑為0.045~0.250mm,這取決于磷礦石的來(lái)源和磷酸的生產(chǎn)條件。
磷石膏的主要成分是CaO、硫酸(以S03表示)、Si02、A1203、Fe203、P205和F。
此外,在一些磷石膏中含有痕量的砷、銀、鋇、鎘、鉻、鉛、汞和硒等元素。磷石膏還含有Ag、Au、Cd、Se、Sr等一些地球上的稀有元素。
磷石膏中還含有鐳族元素,這是由于自然界中磷礦石中含有大量的鐳族元素。由于磷礦石的來(lái)源不同,不同來(lái)源的磷石膏中放射性元素含量最高相差60倍。磷石膏中含量最高的放射性元素是226Ra,一些學(xué)者報(bào)道了磷石膏中還含有238U和210po。
無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外,磷石膏資源化利用情況都不令人滿意。全世界磷石膏的有效利用率僅為4.5%左右,也就是說(shuō)全世界每年得到綜合利用的磷石膏只有12.6Mt。日本、韓國(guó)和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家磷石膏的利用率相對(duì)高一些。以日本為例,由于日本國(guó)內(nèi)缺乏天然石膏資源,磷石膏有效利用率達(dá)到90%以上,其中的75%左右用于生產(chǎn)熟石膏粉和石膏板。其他不發(fā)達(dá)國(guó)家磷石膏的利用率相對(duì)很低,一般以直接排放(拋棄)為主。
到2011年底,中國(guó)已累計(jì)堆積了超過(guò)3億噸磷石膏。 而中國(guó)磷石膏的有效利用率不足10%,距國(guó)家“十一五”規(guī)劃工業(yè)固體廢物綜合利用率達(dá)到60%的目標(biāo)尚有較大差距。主要用于建材制品、土壤改良劑、水泥緩凝劑、化工原料等方面。
2013年,國(guó)家發(fā)改委為磷石膏的綜合利用提出了到2015年綜合利用率達(dá)到30%的目標(biāo);在《工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》中,工業(yè)和信息化部則提出了到2015年底,磷石膏綜合利用率由目前的20%提高到40%。