磷石膏水硬性复合胶凝材料的研制及应用

磷石膏水硬性复合胶凝材料的研制及应用孙振平同济大学材料科学与工程学院1、背景介绍磷石膏排放与利用率：磷石膏年排8000多万吨，堆积量已超3亿吨，利用率＜20%贵州、云南、湖北、四川、安徽等2、原材料取样与分析2.1 磷石膏化学成分2.2 磷石膏矿物成分3、磷石膏基复合胶凝材料的组成配比设计3.1 基本思路水泥和辅助胶凝材料的主要化学组成及质量系数K3.2 磷石膏基水硬性复合胶凝材料的研制石膏基水硬性复合胶凝材料研究方案碱度对磷石膏基复合胶凝材料强度的影响1）在石膏基复合胶凝体系中，其强度的发展和强度增长 率随其碱度而定，耐腐蚀问题，安定性问题、耐候性 问题也与碱度密切关联。2）碱度问题是贯穿磷石膏基复合胶凝材料硬化过程之始终的关键。3）硅酸盐水泥为磷石膏基复合胶凝材料中的碱性物质，经水化后为胶凝体系的反应提供必需的碱性环境，其用量多少则直接影响胶凝材料的碱度。4）本课题以水泥用量反映磷石膏基复合胶凝材料的碱度，研究其对强度发展规律的影响。4、磷石膏基复合胶凝材料水化进程和微结构演化模型研究4.1 水化热4.3 微结构演化模型磷石膏水硬性复合胶凝材料硬化体结构示意图磷石膏水硬性复合胶凝材料水化机理1）水泥在早期（1d)内的水化，为体系提供了较好的碱度，并促成浆体凝结。2）磷石膏颗粒溶出的石膏与水泥水化产物Ca(OH)2充当了矿渣 粉的碱性激发剂，矿渣粉在3d内开始大量水化。3）矿渣粉水化产物覆盖在未溶出的硬石膏颗粒表面上，并与水泥水化产物交叉连接、填充密实，增强结构体强度。5、磷石膏基复合胶凝材料砌筑砂浆的研制5.1 干混砌筑砂浆6、磷石膏基复合胶凝材料轻质砌块的研制6.1 发泡倍数和沉降距测试6.2 磷石膏水硬性复合胶凝材料轻质砌块的研制泡沫混凝土的配制泡沫混凝土砌块7、实施情况7.1 新产品、新材料、新工艺磷石膏基复合胶凝材料• 磷石膏占40%以上，28d强度等级不低于32.5级，水硬性0.92。磷石膏基砌筑混砂浆• 磷石膏在胶凝材料中占40%以上，砂浆强度等级可达M20 1）干混砌筑砂浆保水率>88%，收缩率<0.25%。磷石膏基抹灰混砂浆• 干混抹灰砂浆保水率>88%，收缩率<0.25%，14d拉伸粘结强度>0.20MPa。磷石膏基轻质砌块• 磷石膏占胶凝材料重量30%以上，抗压强度>5.0MPa，表观密度小于800Kg/m3磷石膏基保温砂浆及保温系统• 磷石膏占胶凝材料重量30%以上，抗压强度>0.5MPa，表观密度 小于350Kg/m3。7.2 试验基地、示范基地• 磷石膏复合胶凝材料及其衍生产品应用试验基地• 宜宾市石杰环保科技有限公司，四川省宜宾市珙县• 年产10万吨磷石膏复合胶凝材料生产线及砂浆生产线• 磷石膏复合胶凝材料保温板系统生产基地• 江阴市江伦建材有限公司，江苏省江阴市• 年产400万m3磷石膏复合胶凝材料保温板及保温系统7.3 示范线、示范工程磷石膏基复合胶凝材料• 磷石膏占40%以上，28d强度等级不低于32.5级，水硬性石膏基预拌砂浆• 磷石膏在胶凝材料中占40%以上，砂浆强度等级可达M20